转炉煤气的高效回收和利用

转炉煤气的高效回收和利用

周建宁

（唐山钢铁股份有限公司能源环保部，河北唐山，０６３０１６）

本文介绍了唐钢近年来，依靠科技进步，不断拓宽提高转炉煤气回收量的途径，充分利用二次资源，减少摘要

污染，改善环境，实现转炉煤气的高效回收和利用。

关键词转炉煤气；除尘系统；二次能源；技术改造；回收利用

一、刖罱

转炉煤气作为炼钢生产过程中的副产品，是钢铁企业重要的二次能源，转炉煤气回收占整个转炉工序能源回收总量的８０％以上，是实现负能炼钢和降低工序能耗的关键环节。

唐钢历来重视转炉煤气回收，以煤气回收与炼钢生产同等重要的理念指导转炉生产。转炉煤气的高效回收和合理利用，不仅能降低炼钢工序能耗，缩减生产成本，为实现负能炼钢奠定基础，而且能极大地降低废气排放量，使企业中较为严重的大气污染得到有效控制，周边环境得到改善，实现清洁生产。

唐钢两个炼钢厂共七座顶底复吹转炉，一钢轧厂１５０吨３座，二钢轧厂５５吨４座，年生产能力达ｉ０００万吨。转炉冶炼过程中，碳氧反应产生含有大量一氧化碳和含铁粉尘的高温煤气，如果直接排放，必将造成能源的极大浪费以及对大气环境的极大污染。如何实现转炉煤气极限回收，满足煤气系统供需平衡，减少排放，唐钢一直不断地探索、不断地实践着。

通过不断探索和实践，影响转炉煤气回收量的“瓶颈”在于回收系统本身以及与煤气输送、加压系统等不匹配和煤气用户的开发滞后等。为此，唐钢通过采取一系列的技术改造和优化措施，提高转炉煤气回收量和使用量，取得了良好的效果。

二、实施技术改造和优化措施

（一）技术改造

１、转炉一次除尘系统改造

两炼钢厂原转炉一次除尘均采用传统“ＯＧ”法，即“两文三脱”烟气净化方式，系统构成如图所示。

随着产量的不断增加，两个炼钢厂转炉经几次扩容后，原除尘系统暴露出许多问题，主要表现在：转炉炉口冒烟现象严重，系统能耗大，一文、二文阻力大；除尘效果和脱水效果差，煤气回收率低；系统维护困难，运行成本高。为实现安全、清洁文明生产，减少烟尘外溢，提高煤气回收量及质量，减少环境污染，两个炼钢厂分别于２００８年、２００９年对转炉一次除尘系统进行技术改造。将原来“两文三脱”式改为“塔一文”式除尘净化装置。工艺流程如下：

来自汽化冷却烟道的转炉烟气一冷却洗涤塔一环逢文氏管一漩流叶轮脱水器一风机

该设计中的冷却洗涤塔，借鉴了国外的成功经验，采用湿式蒸发冷却洗涤塔。冷却洗涤塔作为第一级烟气净化设备，其作用相当于原ＯＧ系统一文及重力脱水器的功能。高温煤气在塔上部首先与喷淋水进行传热传质，同时烟尘与水雾进行撞击凝聚，使大部分粗颗粒被除去，且煤气温度迅速降低。

在烟气净化系统中，环缝文氏管起精除尘及调节转炉炉口微差压的作用，通过液压缸升降重砣，可手动调节文氏管喉口的缝隙，使喉口处的环缝开口度达到预设的要求，最终保证喉口前后压差达到设定值。２】４

采用。塔一文”式除尘净化装置．设备阻力小．风机能耗低，循环水量肆低约５０％．粉生排放浓度低下５０ｍｇ／．燃气回收卓太太提高。从根本上解决丁煤气回收与环保之间的矛盾。

２、建设８万ｍ１转炉煤气砸及ｉ１己套加压站

转炉一次除尘系统改造后．煤气回收能力得到提高；娘２维ｓ万ｍ４转炉煤气柜由于远行时嘲长．设备老化，安全隐患对堞气系统的稳定运行构成威胁。其中鹰５玎ｍ’气柜带病降级运行．遗戚艘敲现象｝‘丹严覃，平均每Ｊ１柜满放敬２００炉志右．影响吨钢煤气回收２０ｍ’／ｔ以上。为此．２００９年上半年新建一座８万ｍ３转炉煤气柜及配套加压站．采用煤气机相关等关键技术．使撵气设施在安全性、可靠性等方面靠了明显进步。提高了煤气系坑储存％调”能力．醯少煤气放做，

３、转炉煤气管同改造

结台转炉一次除尘改造．煤气管网及跗属设施重新设计并施工．减少系统阻力．增大通流面积。通过采取棚应的技术改造．回收‘，输供矛盾问题大为改观。

【二ｌ优化措施

１、转炉煤气实现降罩自动回收

转炉吹炼新．炉口是转炉烟气与外界接触的唯通道，即使保持同样的炉口差压，改变烟罩与炉口之阿２１５

的距离，对转炉煤气回收的质与量影响很大。为此要求炉前操作工降罩回收，同时改变以往操作工看火焰回收，煤气回收时间短的状况，改为根据ＣＯ及Ｏ：含量达标进行自动回收，煤气回收平均每炉多收１．６ｍｉｎ，吨钢提高２．９９ｍ３／ｔ。

除此之外，将炉前吹炼信号引至煤气调度室，煤气柜容信号引至炉前操作室，提高煤气自动回收安全可靠性。

２、炼钢均衡生产，减少柜满放散

转炉吹炼的间歇性与煤气使用的连续性是转炉煤气系统供需的主要矛盾。１５０ｔ转炉回收煤气，流量大，两炉子同吹同收，极易造成柜满和压限用户现象。同时，造成两炉回收量Ｑ同收＜Ｑ。＋Ｑ：（Ｑ，、Ｑ２分别为单炉回收时煤气回收量），降低煤气回收量。所以要求炼钢均衡生产，确保煤气系统稳定运行。

３、加强信息沟通，保障系统最佳运行

转炉煤气回收是一种间歇式作业方式。而且，转炉冶炼受品种、铸机运行的影响较大，生产节奏变化大，从而使煤气回收和使用系统处于无规律变化状态，若不事前及时沟通，采取应对措施，势必造成柜满拒收，放散煤气的现象。因此，要求炼钢生产及检修信息提前半小时通知煤气调度，适时调节煤气输出流量，做到合理地调整幅度和节奏，实现转炉煤气的最佳利用和系统最佳运行。

４、开发新用户，转炉煤气充分利用

过去，转炉煤气仅供炼钢、轧钢使用，为了提高转炉煤气的回收量，减少放散，使转炉煤气得到充分利用，开发煤气用户，建设发电机组。２０１０年一季度利用富余煤气建设２台１３０ｔ／ｈ燃煤气锅炉及配套５０ＭＷ发电机组，利用转炉煤气进行发电，达到二次能源充分利用，提高自发电量，实现日发电１２０万ｋｗｈ，年可创效２亿元。

５、优化操作制度，提高回收量

调整转炉煤气回收参数，在安全条件允许的情况下（保证０２≤１％），放宽煤气回收条件对ＣＯ浓度的要求，将煤气回收开始时间提前，结束时间延迟，增加煤气回收量。同时，摸索供氧强度、氧枪枪位的合理控制规律，兼顾转炉脱碳、造渣、冶炼品种钢与煤气回收之间的关系，提高炼钢一次终点命中率，延长煤气回收时间，提高煤气回收量。

６、搭建能源管控中心平台，实现煤气回收最大化

通过现代化能源管控中心平台，对转炉煤气等能源流实行集中监控和管理，实行统一在线平衡和调度，实现从能源数据采集、能源介质消耗分析、能源成本管理整个过程自动化、高效化、科学化，实现能源管理与能源生产的有机结合，实现煤气等各种能源介质供需平衡动态调度与控制，同时，可对转炉煤气等系统异常和事故作出及时、快速和准确处置，把煤气等系统故障影响控制在最低限度，实现煤气回收最大化，确保转炉煤气系统稳定经济运行。

三、实施效果

通过以上改造及措施落实，转炉煤气回收量增加４０ｍ３／ｔ，请看近年唐钢吨钢煤气回收情况：

四、结术语

通过一系列的优化和改造，唐钢转炉煤气回收水平迈上了新的台阶，２０１０年３月份以来，转炉煤气实现零放散，吨钢回收量已经达到１２０ｍ３／ｔ以上，日发电量１２０万ｋｗｈ，提高企业自发电量，实现了转炉煤气的高效回收和利用，取得了巨大的经济效益，年可创效２亿元。

目前，唐钢能源管控中心正在设计建设之中，相信能源管控中心的建设，必将使唐钢转炉煤气回收和利用有新的突破。２１６

转炉煤气的高效回收和利用

作者：

作者单位：周建宁唐山钢铁股份有限公司能源环保部，河北唐山，063016

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