達 吉
（南京鋼鐵股份有限公司第一煉鋼廠，江蘇 南京 210035）
摘 要：本項研究以第一煉鋼廠為例，從工藝、技術(shù)和管理三個角度著手，構(gòu)建相應對策，以期實現(xiàn)提高第一煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煤氣回收率的目標，進而最大程度的降低第一煉鋼廠的生產(chǎn)成本和污染物排放量，展現(xiàn)理想的環(huán)境保護和生產(chǎn)成果。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐；煤氣回收率；提高；方法
眾所周知，在鋼鐵企業(yè)實際生產(chǎn)階段，轉(zhuǎn)爐煤氣的作用不言而喻，作為企業(yè)發(fā)展的一種重要能源，采取有效措施，逐步強化企業(yè)轉(zhuǎn)爐煤氣回收率，不僅能夠提升企業(yè)的經(jīng)濟效益，在一定程度上，也能夠減少企業(yè)對環(huán)境的污染程度。但需要注意的是，轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)設(shè)備帶有復雜性特點，且管線較長，在運行階段容易受多重因素的影響，無形中增加了轉(zhuǎn)爐煤氣回收率的提升難度?；诖耍恼聫墓に?、技術(shù)和管理三個層面著手，針對性構(gòu)建相應策略，以期為后續(xù)工作夯實基礎(chǔ)，從源頭上提升企業(yè)轉(zhuǎn)爐煤氣回收率。
1 工藝對策
1.1 掌握各階段煤氣回收控制參數(shù)信息，完善轉(zhuǎn)爐煤氣回收控制模型
從轉(zhuǎn)爐煉鋼吹煉時間看，主要分三個時間階段，即：吹煉前期階段、吹煉中期階段和吹煉末期階段，不同吹煉階段的反應機理存在明顯的差異性，且不同吹煉階段的一氧化碳生成量也存在明顯區(qū)別，基于此，相關(guān)人員要掌握不同吹煉階段煤氣回收控制參數(shù)信息。
針對碳氧反應劇烈程度及煤氣濃度曲線，修改爐口微差壓與二級文氏管環(huán)縫實時聯(lián)動調(diào)節(jié)自動控制模型。
第一，在吹煉前期階段，鐵水溫度低，硅和錳含量較高，熔池中存在的氧氣在與硅和錳發(fā)生反應后，生成少量的一氧化碳，此時，在轉(zhuǎn)爐爐口存在較大的負壓，故工作人員要在保證風機良好運行的前提下，減少風機引風量，調(diào)低二級文氏管環(huán)縫的開口度，并對爐口微差壓進行調(diào)整，確保不超過 20 Pa 的微正壓為宜，以避免爐口負壓吸入空氣二次燃燒，增加煙氣內(nèi)一氧化碳含量，降低氧含量，將煤氣回收開啟時間盡可能提前。
第二，在吹煉中期階段，會出現(xiàn)較為劇烈的碳氧反應，此時無論是煤氣內(nèi)一氧化碳的濃度，還是一氧化碳的生成量，皆會達到峰值。基于此，相關(guān)工作人員要增加風機引風量，同時在確保除塵效果的前提下盡可能釋放二級文氏管環(huán)縫的開度，最大程度的對煤氣進行回收，以免對環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響。
第三，在吹煉末期階段，熔池內(nèi)的碳含量會顯著下降，碳氧反應強度也明顯降低，一氧化碳濃度迅速下降。此時相關(guān)工作人員應對風機引風量進行調(diào)整，同時適量減小二級文氏管環(huán)縫的開度，一方面減少一氧化碳在裙罩內(nèi)部的燃燒，降低煙氣內(nèi)部氧含量，延長煤氣回收時間。
1.2 科學進行降罩處理操作
在不同的吹煉階段，工作人員通過有效的降罩操作，通過將煙罩降到最低位，來防止煙氣外溢和空氣吸入情況的出現(xiàn)，進而優(yōu)化轉(zhuǎn)爐煤氣回收效果。同時，工作人員還需對供氧機制進行持續(xù)的完善，并對氧槍槍位科學進行控制，規(guī)避二次倒爐問題的出現(xiàn)，提升轉(zhuǎn)爐煤氣回收量。
1.3 科學控制爐口微差壓
轉(zhuǎn)爐運行階段，煤氣回收情況和回收煤氣單位熱量息息相關(guān)，基于此，相關(guān)工作人員要重視爐口微差壓，采取有效措施，實現(xiàn)對爐口微差壓的控制，進而回收和利用轉(zhuǎn)爐煤氣，減少煙塵外溢情況的出現(xiàn)，降低其對環(huán)境的影響。從實際生產(chǎn)活動來看，回收煤氣瞬時量與回收煤氣單位熱值與爐口微差壓存在直接關(guān)系，同時，鋼廠普遍會應用精密儀器實現(xiàn)對爐口微差壓的檢測，精密儀器很容易受到安裝方法、安裝地點和環(huán)境因素的影響，導致測量數(shù)據(jù)準確性不盡人意，無法保證煤氣回收質(zhì)量?；诖?，相關(guān)工作人員要綜合考慮流量波動、爐口煙氣逸出情況和回收中一氧化碳含量變化，進而在第一時間內(nèi)實現(xiàn)對微差壓的調(diào)整目標。
2 技術(shù)對策
2.1 對二級文氏管環(huán)縫進行技術(shù)改造
第一，對二級文氏管環(huán)縫的重砣進行改造方面，由原來的流線型改為圓錐形，使得二文環(huán)縫的線性調(diào)節(jié)性能更加，配合爐口微差壓的實時調(diào)整效果更好。
第二，環(huán)縫控制模式改造方面，優(yōu)化液壓控制閥路，增加比例放大板，提高液壓系統(tǒng)響應速度與精度，根據(jù)爐口微差壓的變化可實現(xiàn)更為精準的調(diào)節(jié)。
第三，在噴嘴改造方面，將原有的螺旋噴嘴改為碗型噴嘴，不僅解決了易結(jié)垢堵塞的問題，而且覆蓋效果更好，在環(huán)縫釋放進行大流量煤氣回收的前提下仍然達到了很好地除塵效果。
2.2 確保煤氣洗滌水穩(wěn)定供水
在鋼廠轉(zhuǎn)爐實際運行階段，若長時間處于高溫環(huán)境或氣溫過高，煤氣洗滌水的溫度則會發(fā)生相應變化，超出規(guī)定值，在一定程度上，衍生回收煤氣溫度超標情況，使轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重的結(jié)構(gòu)問題。故有必要增加數(shù)量適宜的冷卻塔，在降低煤氣洗滌水溫度的同時，還能夠?qū)D(zhuǎn)爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)問題進行優(yōu)化和改善。
2.3 優(yōu)化一次除塵風機
除塵風機由液力耦合器調(diào)速控制改造為采用高壓變頻器智能控制后，改善工藝過程，根據(jù)工藝需求自動調(diào)節(jié)風量，同時提高了生產(chǎn)工藝自動化程度，實現(xiàn)除塵風機自動調(diào)節(jié)。變頻器自身保護功能完善，同原有的繼電保護相比較，保護功能更多，更靈敏，大大加強了對電機的保護。通過軟啟動，延長了風機的使用壽命和維修周期，提高了風機的利用時率。重新與鼓風機制作專業(yè)廠家一道對風機能力進行了一次優(yōu)化，在同樣風量的情況下將風機的全壓提升了 2 kPa 以上，這樣一來可以在保證除塵效果的前提下進一步對二級文氏管的環(huán)縫進行釋放，煤氣回收期的煙氣量平均增加了 10%，穩(wěn)定在 110000 Nm3/h 以上。改造爐口微差壓吹掃系統(tǒng)，每爐結(jié)束后提升吹掃效果，保證微差壓裝置的靈敏性，為二文環(huán)縫的靈敏實時調(diào)節(jié)創(chuàng)造條件。另外不斷改善工藝過程，根據(jù)工藝需求完善自動調(diào)節(jié)風量的自動化參數(shù)設(shè)置，同時提高了生產(chǎn)工藝自動化程度，實現(xiàn)除塵風機自動調(diào)節(jié)。
2.4 保證系統(tǒng)除塵效果
第一，在噴淋水系統(tǒng)改造方面，可舍棄嚴重影響噴水量和霧化效果的碗型一文噴嘴，轉(zhuǎn)而應用螺旋型洗滌塔噴嘴，減少噴嘴堵塞問題的出現(xiàn)。同時，一般來說，二文噴嘴由于孔徑較大，影響霧化效果和除塵率，故相關(guān)人員可針對性對二文噴嘴的孔徑進行調(diào)節(jié)，確保噴水壓力正常，進而獲得理想的除塵效果。同時，相關(guān)人員也可通過配備煤洗水過濾裝置，降低噴淋系統(tǒng)堵塞發(fā)生率。
第二，在濕旋脫水器改造方面，針對轉(zhuǎn)爐運行階段存在的設(shè)計不合理、容易衍生煤氣含塵量大、風機轉(zhuǎn)子不平衡等情況的濕旋脫水器，可對其下部進行局部封堵，對其上部進行封蓋隔板，以此獲得理想的脫水效果。
3 管理對策
3.1 加強計量管理
通常情況下，計量數(shù)據(jù)和煤氣回收工作實際效果直接相關(guān)，在轉(zhuǎn)爐具體運行和生產(chǎn)階段，受管道積灰堵塞、氣摻比變化等因素影響，計量數(shù)據(jù)的準確性會發(fā)生變化?；诖?，為保證爐口微差壓，二文壓差，煤氣含量分析儀等計量數(shù)據(jù)的準確性、真實性和全面性，獲得理想的煤氣回收效果，相關(guān)人員有必要對計量管理工作加以重視，同時，需重視管道取樣等檢查工作的開展。
3.2 加強安全管理
在轉(zhuǎn)爐運行階段，會產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)爐煤氣，從轉(zhuǎn)爐煤氣的特點來看，易燃易爆、無色無味且存在劇毒，在一定程度上，也增加了轉(zhuǎn)爐煤氣回收工作的難度和危險性?；诖?，相關(guān)人員在轉(zhuǎn)爐煤氣具體回收階段，要加強安全管理力度，秉持安全意識，明確轉(zhuǎn)爐煤氣回收的安全操作規(guī)范。同時，鋼廠企業(yè)也要定期構(gòu)建培訓活動，鼓勵工作人員參與其中，逐步提升安全操作能力和技能水平。另外，企業(yè)還需對現(xiàn)場的一氧化碳檢測報警設(shè)備定期進行維護，構(gòu)建突發(fā)事件處理方案，最大程度的保障工作人員和生產(chǎn)設(shè)備的安全。
3.3 完善設(shè)備本質(zhì)安全管理
針對煤氣回收的安全性，對設(shè)備本質(zhì)安全進行優(yōu)化完善。廠房內(nèi)部定點設(shè)置固定式煤氣報警儀，結(jié)合轉(zhuǎn)爐高層人員位置管控系統(tǒng)，掌握現(xiàn)場生產(chǎn)及人員具體情況，保證安全。廠房外部，煤氣回收閥組采用單控系統(tǒng)控制，確保停電停氣狀態(tài)下，自動將煤氣回收轉(zhuǎn)向放散，防止因回收閥組不能及時動作而將不合格的煤氣送至煤氣柜，確保煤氣回收安全。
4 結(jié) 語
總而言之，文章從工藝、技術(shù)和管理角度出發(fā)，通過控制轉(zhuǎn)爐煤氣回收控制參數(shù)、及時排除轉(zhuǎn)爐煤氣回收隱患、加強計量管理、安全管理等方式，構(gòu)建提高第一煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煤氣回收率的方案，以期為后續(xù)相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)活動提供參照。
參考文獻
［1］張娟，郭啟超，李永輝，等.提高轉(zhuǎn)爐干法煤氣凈化回收系統(tǒng)的煤氣回收率的研究［J］.冶金動力，2017，（3）：49-51.
［2］喻春旭.淺析寧鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收率提升空間和轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)工藝設(shè)備改良的可行性［J］.建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017， （33）：32.
［3］王蕾.基于 CS3000DCS 的轉(zhuǎn)爐煤氣回收控制系統(tǒng)研制［D］. 大連：大連理工大學，2015：87.
［4］孔彥虎，韓衛(wèi)國，李昕.基于 AB_ControlLogix 系統(tǒng)實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣回收自動化系統(tǒng)建設(shè)［J］.工業(yè)儀表與自動化裝置，2019， （4）：99-102.