单系统高炉煤气管网调控装置的应用和创新

冶　金　动　力　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　ＰＯＷＥＲ　２００６年第６期　总第ＬＬ８期　单系统高炉煤气管网调控装置的应用和刨新　姜文豪　（首钢迁钢公司能源中心，河北迁安０６４４０４）　【摘要】阐述了迁钢公司一期工程高炉煤气管网调控装置的应用和创新情况，改造后不仅弥补了设计缺　陷，消除了重大安全隐患，提供了可靠保障，而且取得了相当可观的经济效益。　【关键词】煤气管网；调控装置；应用　【中图分类号】ＴＵ９９６　【文献标识码】Ｂ　【文章编号】１００６—６７６４（２００６）０６—００２８—０３　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｄｅｖｉｃｅ　ｆｏｒ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｂｌａｓｔ　Ｆｕｒｎａｃｅ　Ｇａｓ　Ｐｉｐｅ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　ＪＩＡＮＧ　Ｗｅｎ　ｈａｏ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｅｔｒｉｅｒ，Ｑ　’ａｒｔ　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ・，（：叩　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｚ　ｃｏ．，Ｑｉａｎ　Ⅱ　Ｈｅｂｅｆ　０６４４０４，Ｃｈｉｎａ）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｐｈａｓｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓ　ｂｌａｓｔ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｇａｓ　ｐｉｐｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｏｆ　Ｑｉａｎ　ａｎ　Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏ．ａｒｅ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｍａｄｅ　ｕｐ　ｄｅｓｉｇｎ　ｄｅｆｅｃｔｓ，ｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ　ｍａｊｏｒ　ａｃｃｉｄｅｎｔｓ，ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｒｅｌｉａｂｌｅ　ｓａｆｅｇｕａｒｄ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｅｆｉｔｓ＋　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ】ｐｉｐｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｃｏｎｔｒｏｌ　ｄｅｖｉｃｅ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　１　前言　员中毒伤亡。　河北省首钢迁安钢铁有限责任公司是首钢集团　实施奥运搬迁调整战略的重点项目，一期工程主要　包括１座２６５０　ｍ３高炉，２座２１０　ｔ转炉，２台８流　方坯连铸机，年产２００万ｔ　１３０—１６０　ｍｍ小方坯。　２００４年１０月一期工程投产，随着炼铁产量的增加，　高炉煤气产量也逐步增大，高炉煤气放散流量越来　越大。几次因为放散不及时造成大量煤气泄漏，险些　造成重大煤气中毒事故。　２煤气泄漏记录　图１　投产之初，改造前高炉煤气系统图　（１）２００５年１月１０日、１月１１日、２月２５日高　３系统存在的不足　炉煤气管网３次压力波动范围过大．达到６５００—　３．１　迁钢公司一期工程只有１座２６５０　ｍ，高炉，４０　２００００　Ｐａ（自动调节阀设定压力９５００　Ｐａ），洗气处　万ｍ　的高炉煤气产量用于炼铁（约４０％）和发电　显示净气压力超过１３　ｋＰａ（最大量程１３　ｋＰａ），经二　（约６０％），由于发电项目没有和高炉同步进行，高　路多个高炉煤气排水器亏水跑气，动力管道班及时　炉投产时发电还处于建设当中，高炉煤气只有热风　赶赴现场做警戒，现场监护，关闭排水器上部截门，　炉一个用户．其余部分只有通过洗气区域的　避免了事态进一步扩大。　ＤＮ１６００放散烟囱排放，迁钢高气管网运行压力　（２）２００５年３月１０　１３，洗气区域的ＤＮ１６００放　９５ｏ０　Ｐａ，ＤＮ１６００放散烟囱排放流量２４万ｍ　，随　散自动调节阀失灵，使调节阀处于关闭位置，失去调　着高炉利用系数的提高，当高炉煤气发生量达到３０　节作用，净气总管压力超过２０　ｋＰａ，厂区１　１个高炉　万ｍ　时，ＤＮ１６００放散烟囱的放散能力就需要发　煤气排水器亏水跑气，因控制处理及时，没有造成人　挥到极限，才能保证高炉煤气管网压力在正常范围　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年第６期　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　ＰＯＷＥＲ　冶　金　动　力　２９　总第１１８期　内．同时要求炼铁热风炉至少有ｌ台在点火，绝不可　３台热风炉全停，而此时高炉利用系数只达到设计能　力的７３％左右。因此，高炉煤气发生量与使用量以　及放散能力之间的不平衡问题成为制约高炉达产的　瓶颈问题。　３．２炉前ＤＮ１６００高炉煤气放散的气动调节阀为　气开式，即在压缩风事故停风状态下放散调解阀自　动回到关闭状态，一旦压缩风系统出现故障，会造成　高炉煤气无法放散，管网严重超压顶串煤气管道排　水器水封，大量煤气泄漏。　３．３炉前ＤＮ１６００高炉煤气放散的气动调节阀气　动装置（阀门定位系统）与阀体直接连接，同在１７　ｉｌｌ　架空平台位置，投产后由于现场震动大，定位器运行　不够稳定，几次失灵，岗位只能靠手动调节电动调节　阀开度，跟踪管网压力，增加了劳动强度，管网压力　波动变得剧烈。　３．４只有ｌ座高炉、１个用户、１座放散烟囱的单系　统高炉煤气管网运行过程中压力波动大，ＤＮ１６００　高炉煤气放散的气动调节阀调整频繁，调整幅度大，　阀门自动控制系统故障率高。　４系统调控装置改造情况　（１）一期工程投产前，与设计院和施工单位沟　通，修改控制程序．将ＤＮ１６００放散气动调节阀改为　气闭式。　（２）将调节阀气动控制装置（气动定位器）落地　安装，长行程控制，用钢丝绳与阀体连接。　（３）投资５０多万利用停产检修机会增加　ＤＮ　１６００放散调节装置的旁通机构。　（４）２００５年３月份，利用迁钢一期现有条件，不　停产情况下，历经一个多月时间，在柜区院内为二期　预留的煤气混合站前ＤＮ　１５００高炉煤气管道切断阎　后开ＤＮ１２００的孔，通过管道与炼钢ＤＮ１６００放散　的备用烟囱连接，做为高炉煤气系统的临时事故放　散，２００６年４月，在相同位置增加永久眭事故放散。　改造系统图见图２。　图２改造后高炉煤气系统图　５改造后调控装置主要技术参数　５．１　洗气放散装置参数　放散塔高８０　ｍ，管径１　６００　ｍｍ，放散能力０—　２４万ｍ３／ｈ，最大放散能力３１万ｍ３／ｈ。　主阀：气动蝶阀，型号ＺＳＣＷ一６Ｋ，公称通径　１　６００　ｍｍ，公称压力０．６　ＭＰａ，工作温度一４０一＋４５０　℃，转角９ｏｏ。　旁通阀：电动蝶阀，型号０５９４／３Ｒ一２．５０，公称通　径１６００　ｍｍ，公称压力０．２５　ＭＰａ，工作温度＜￣３５０　℃，转角９０。。　５．２事故放散装置参数　放散烟囱高８０　ｍ，管径１　２００　ｍｍ，放散能力　０～１３．５万ｍ　，最大放散能力１７．４万ｍ３／ｈ。　调节阀：电动蝶阀，型号０５９４／３Ｒ一２．５０，公称通　径１　２００　ｍｍ，公称压力０．２５　ＭＰａ。工作温度￣＜３５０　ｃＣ，转角９０。。　６改造后效果　（１）ＤＮ１６００调节阀由气开式改为气闭式，当压　缩风出现故障停风时，调节阀自动打开，使调节阀工　作原理更趋于合理，消除了原设计中的缺陷，同时也　消除了一个安全隐患。　（２）洗气放散主调节阀气动控制装置改为长行　程落地控制后提高了调节阀的稳定性，自改造后连　续运行１年多，一直比较稳定。　（３）ＤＮ１６００放散的气动调节阀增加１套旁通　机构做为备用后，当主阀运行时，旁通阀固定一定开　度，减轻主阀的调整压力，减少主阀的调整幅度，主　阀故障时投入旁通阀调整系统，保证放散畅通，既保　障了高炉煤气系统的安全运行，又为主调节阀的检　修赢得了时间。　（４）增加ＤＮ１２００事故放散后，解决了炼铁厂进　入高产稳产期后，煤气产量大而用户全部停用时，煤　气不能及时放散的问题，ＤＮＩ２００放散平时固定一　定开度，减小了炉前放散的调整幅度．延长了　ＤＮ１６００调节阀的使用周期，使高炉煤气管网压力　更稳定，煤气放散能力提高后，消除了制约高炉增产　达产的薄弱环节。　７经济效益评估　高炉煤气系统调控装置最后一项改造于２００５　年３月１５日完成，其中ＤＮ１２００放散至２００５年３　月底摸索出较佳的开度，稳定在５０％左右。ＤＮ１２００　放散投入前，由于顾忌放散能力低容易出现超压跑　煤气事故，高炉产铁量较低，煤气产量控制在３Ｏ万　ｍ　以下，２００５年４月以后，高炉煤气系统的安全　维普资讯 http://www.cqvip.com

３０　冶　金　动　力　ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ　ｐ（确积　２０Ｄ６年第６期　总第１１８期　稳定运行有了可靠的保证，逐渐进入高产稳产期，至　２００６年１月发电大量使用煤气时，高炉利用系数达　到２．４５，超过设计水平２．１的１７％，比改造前的　煤气系统的安全稳定运行，不仅具有相当可观的经　济效益，更重要的是弥补了设计缺陷，消除了重大安　全隐患，提供了可靠保障，具有巨大的社会效益。　收稿日期：２ｏ０６＿０５—１９　作者简介：姜文豪（１９６９一），男．１９９０年毕业于北京钢铁学院分院热　能工程专业，工程师，现从事燃气设备技术管理工作。　２００５年１月份月均多产铁４．Ｏ５万ｔ，年可多产铁　４８．６万ｔ。　８结语　上述一系列控制装置的应用，保障了迁钢高炉　＜＞・＜＞・＜＞・・＜＞・＜＞・・＜＞●・＜＞・・＜＞・＜＞●・＜＞・＜＞・＜＞●＜＞・＜＞・ｏ●＜＞・＜＞・＜＞●＜＞・＜＞・＜＞・《＞・＜＞・＜＞・＜＞・＜＞●＜＞・＜＞・＜＞・＜＞・＜＞●ｏ・＜＞●◇・　（上接第２７页）对应的曲线见图２中增重后的三条　曲线Ｐ０　、Ｐ１　的计算值、　的测量值，这样主管网压　力波动在７．３５～８．８２　ｋＰａ时就可以确保气柜的自由　吞吐。４月份２４天中进气ｌｌ５万ｍ］，出气ｌｌ３万　ｍ３，平均每天进出气量９．５万ｍ］，是前３个月每天的　３倍．气柜与主管网联通的时间在８Ｏ％以上。　表３增置后气柜工作压力与活塞上升高度的对应值　４．８　６．４　８　９．６　ｌ１．２　ｌ２．８　１４．４　１６　１７．６　ｌ９．２　时间，ｈ　图３　气柜的运行状态与管网压力波动曲线　表４气柜的运行状态与管网压力波动关系比较衰　序号分段１・阀　进出气　管网压力／ｋＰａ压力波动　为进一步分析气柜与主管网联通时的相互关　ｎ　甑　５　５　孤　系，我们将２００６年５月１８日气柜的运行状态与管　５　船　５　网压力波动曲线（图３）进行对比分析，得出如下结　论见表４。　故１　阀关闭时，管网压力波动较大，６．９－１１．８　ｋＰａ有５　ｋＰａ的压差，从１３点至ｆ点，１　阀打开后，无　的影响，主管网压力的确定要考虑末端用户的阻损　论气柜出气还是进气，管网压力波动都较小，约有１　ｋＰａ的压差。　及焦化厂风机性能等因素，不是越高越好，一般在　７￣９　ｋＰａ时，气柜的工作压力的确定要保证在主管　网压力的范围内，气柜能自由吞吐，最好气柜的位置　与主管网接近，这不仅能使气柜吞吐量增大，更能稳　定管网压力。　收稿日期：２００６－０６－２６　作者简介：李钢（１９７１一）。男，１９９５年毕业于马钢职工大学冶金机械　专业。工程师。现从事煤气专业技术管理工作。　４结束语　焦炉煤气柜设计工作压力，应充分考虑其浮力