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                           煤氣系統(tǒng)電動(dòng)防爆蝶閥

                       上海申弘閥門(mén)有限公司

摘 要：針對(duì)萊鋼煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)擴(kuò)容后回收量增加帶來(lái)的煤氣含塵濃度高、煤氣輸出能力有限、管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理等問(wèn)題，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了適應(yīng)性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)，完成了轉(zhuǎn)爐煤氣自產(chǎn)自用、系統(tǒng)管網(wǎng)改造、煤氣精除塵改造、煤氣加壓機(jī)升壓改造，使噸鋼煤氣回收量達(dá)到60m3，煤氣含塵量降至14mg/m3，年直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)1053萬(wàn)元。采用耐熱鋼經(jīng)特殊工藝研制而成的高性能高溫蝶閥，具有耐高溫、體積小、耐震、耐磨、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、靈活、流阻小等特點(diǎn)。它與任何電動(dòng)、氣動(dòng)、電液動(dòng)、折動(dòng)執(zhí)行器組合以不同性能的閥門(mén)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)或遠(yuǎn)距離控制，上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥廣泛應(yīng)用于冶金、建材、石化、電力等工業(yè)部門(mén)。
 

Abstract：Aiming at the problems of high dust content of gas, limited gas output, irrational design of pipe network system existed in the capacityenlarging converter gas system, the system is designed adaptability and optimized. Then projects of self-sufficiency of converter gas, rebuilding of pipe network system, reforming of gas refined dust cleaning, set-up rebuilding of gas forcing machine are finished. After the transformation, the gas retrieving volume of one-ton steel is 60m3, the dust content of gas is reduced to 1.4mg/m3, and the direct economic profit is up to 10.53 million Yuan.

Keywords：converter gas system；pipe network system；dust content of gas；refined dust cleaning；gas forcing machine

1 前言

萊蕪鋼鐵股份有限公司煉鋼廠（簡(jiǎn)稱(chēng)萊鋼煉鋼廠）的3座25t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐自投產(chǎn)以來(lái)，為適應(yīng)轉(zhuǎn)爐煉鋼向高產(chǎn)、低耗方向發(fā)展，于1993年安裝了25t轉(zhuǎn)爐煤氣回收貯配系統(tǒng)，并于2000年進(jìn)行了40t擴(kuò)容改造，同年3座轉(zhuǎn)爐具備了煤氣回收能力。3座轉(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)煤氣回收后，單爐煤氣回收量zui大達(dá)2600m3。隨著萊鋼轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的提高，轉(zhuǎn)爐煤氣回收量大為增加，但由于轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，在煤氣的生產(chǎn)和利用過(guò)程中產(chǎn)生了許多問(wèn)題。

2 轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

2.1 回收的煤氣無(wú)法全部利用

轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)原設(shè)計(jì)用于并網(wǎng)，而混合煤氣總網(wǎng)壓力偏高（多在12000Pa以上），特別是每年5～11月份，混合煤氣總網(wǎng)壓力達(dá)到14000Pa。而煉鋼煤氣加壓機(jī)的加壓能力zui高只能達(dá)到15000Pa，當(dāng)外網(wǎng)壓力大于13000Pa后，煤氣并網(wǎng)量極低，有50%的轉(zhuǎn)爐煤氣無(wú)法利用，被迫放散。為使轉(zhuǎn)爐煉鋼產(chǎn)生的煤氣得到合理利用，提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收率，萊鋼采用轉(zhuǎn)爐煤氣自產(chǎn)自用工藝，使轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一部分用于自產(chǎn)自用，多余部分并網(wǎng)利用的應(yīng)用工藝。

公稱(chēng)壓力:0.1Mpa  電源（氣源）:220（或380）V·AC（0.14或0.5Mpa） 輸入信號(hào)：0-10（4-20）mA（0.02-0.1Mpa）或開(kāi)關(guān)量信號(hào)   適用溫度:P5T≤550℃，P6T≤650℃，P7T≤750℃，P8T≤850℃，P9T≤950℃，  適用介質(zhì):空氣、煙氣及其他高溫氣體   泄漏率:普通型（DS012型）≤3％低泄漏型（D022）≤1％電動(dòng)蝶閥是以電動(dòng)執(zhí)行器與蝶閥的的結(jié)合而稱(chēng)謂，相同需要的扭力配置以符合通用的SIO5211連接標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)以及互為的±5°微調(diào)，而達(dá)到精密協(xié)和。電動(dòng)蝶閥廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)保、輕工、石油、化工、水處理、市政工程、造紙、電力、水處理等行業(yè)的工業(yè)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)中。閥V4系列電動(dòng)蝶閥適用于暖通與制冷行業(yè)，同時(shí)亦可用于工業(yè)領(lǐng)域、一般服務(wù)領(lǐng)域與水處理。
執(zhí)行器，電動(dòng)執(zhí)行器90°120°180°270°旋轉(zhuǎn)角行程扭力控制分為開(kāi)關(guān)無(wú)源觸點(diǎn)反饋型/智能調(diào)節(jié)型，特殊環(huán)境防爆、隔爆型。硬質(zhì)鋁合金殼體 執(zhí)行電源DC24v 、AC220v、AC380v等可選。內(nèi)置過(guò)熱保護(hù)、中控反饋信號(hào)，指示器透視窗口，附帶斷電應(yīng)急手動(dòng)裝置 防護(hù)等級(jí)IP67 底部安裝尺寸符合ISO5211/DIN3337標(biāo)準(zhǔn) 適應(yīng)環(huán)境溫8℃，環(huán)氧樹(shù)脂涂層。詳細(xì)數(shù)據(jù)由供應(yīng)商另行提供。
 
電動(dòng)蝶閥工作原理：
工作電源通常有：AC220V，AC380V等。輸入信號(hào)：4~20mA 0~10v等弱電信號(hào)。由調(diào)節(jié)型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥桿連接調(diào)試好以后；以電能作為驅(qū)動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)硬密封蝶閥閥板，作0~90°部分回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的4~20mA信號(hào)來(lái)控制閥門(mén)開(kāi)度，從而達(dá)到流量、溫度、壓力等不同工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)和控制。
電動(dòng)蝶閥特點(diǎn)
（1）采用雙偏心結(jié)構(gòu)，具有越關(guān)越緊的密封功能，密封性能可靠。
（2）密封副材料選用不銹鋼和丁腈耐油橡膠配對(duì)，使用壽命長(zhǎng)。
（3）橡膠密封圈即可位于閥體上，也可位于蝶板上，可適用不同特點(diǎn)的介質(zhì)，供用戶(hù)選擇。
（4）蝶板采用框架結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度高，過(guò)流面積大，流阻小。
（5）整體烤漆，能有效防止銹蝕且只要更好密封閥座密封材料，就可使用于不同介質(zhì)。
（6）本閥具有雙向密封功能，安裝時(shí)不受介質(zhì)流向的控制，也不受空間位置的影響?？稍谌魏畏较虬惭b。
（7）具有體積小，重量輕，性能可靠，配套簡(jiǎn)單，流通能力大，特別適合于介質(zhì)是較潔凈液體和氣體。
安裝與維護(hù)
1、在安裝時(shí)，閥瓣要停在關(guān)閉的位置上。
2、開(kāi)啟位置應(yīng)按蝶板的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)確定。
3、帶有旁通閥的蝶閥，開(kāi)啟前應(yīng)先打開(kāi)旁通閥。
4、應(yīng)按制造廠的安裝說(shuō)明書(shū)進(jìn)行安裝，重量大的蝶閥，應(yīng)設(shè)置牢固的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)；管網(wǎng)系統(tǒng)；煤氣含塵濃度；精除塵；煤氣加壓機(jī)

2.2 轉(zhuǎn)爐煤氣管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理

原煤氣回收管道系統(tǒng)、煤氣柜輸出管道及并網(wǎng)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理,難以適應(yīng)煤氣全部回收及并網(wǎng)和自用要求，安全隱患嚴(yán)重。主要情況如下:

（1）回收管道過(guò)流面積不足，回收管道阻力大，造成轉(zhuǎn)爐回收時(shí)回收管道壓力高，水封逆止閥水封易擊穿,檢修無(wú)安全保障,且不能滿(mǎn)足三爐同時(shí)回收的安全要求；

（2）煤氣柜柜后管道過(guò)流面積不足。當(dāng)煤氣量大于20000m3/h時(shí)，加壓機(jī)機(jī)前負(fù)壓,不符合安全運(yùn)行要求，造成回收的煤氣不能全部有效輸出；

（3）并網(wǎng)管道過(guò)流面積不足，造成管道阻力大，不能使回收的煤氣全部有效并網(wǎng)利用。

2.3 煤氣含塵濃度高，需進(jìn)行深度精除塵處理

回收的轉(zhuǎn)爐煤氣中含塵量高，達(dá)到80～100mg/m3，對(duì)各煤氣用戶(hù)造成了不利影響:

 （1）加壓機(jī)葉片積灰嚴(yán)重，運(yùn)行10天左右就須停機(jī)清理葉片一次,否則就會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)造成事故。

（2）管道積灰嚴(yán)重，加壓機(jī)運(yùn)行30天以上，出口管道積灰厚度達(dá)300mm，影響管道的正常出力，必須停加壓機(jī)進(jìn)行清理，既影響煤氣并網(wǎng)又增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）并網(wǎng)的轉(zhuǎn)爐煤氣灰塵與混合煤氣中的焦油結(jié)合，易造成混合煤氣管道積灰并且不易清理。且上述油灰可造成加熱爐換熱器堵塞和煤氣燒嘴堵塞，影響加熱爐的正常生產(chǎn)與運(yùn)行。

2.4 加壓系統(tǒng)能力不足

原加壓系統(tǒng)有3臺(tái)D150-11型煤氣加壓機(jī)，每臺(tái)加壓機(jī)的額定流量為9000m3/h，升壓為12kPa，使用制度為兩用一備，在外網(wǎng)煤氣壓力較高達(dá)到10 kPa以上時(shí)，即使雙機(jī)并聯(lián)，煤氣zui大輸出能力只能達(dá)到8000m3/h。而實(shí)際回收煤氣量為20000m3/h，已不能滿(mǎn)足回收的所有煤氣全部輸出要求。萊鋼4#轉(zhuǎn)爐煤氣回收后,煤氣回收量可達(dá)34200m3/h，更不能滿(mǎn)足回收的所有煤氣全部輸出要求，需要對(duì)煤氣加壓機(jī)進(jìn)行升壓改造。

1、外殼：鋁合金外殼經(jīng)硬脂陽(yáng)極氧化和聚酯粉末涂層處理，重量輕，具有很強(qiáng)的防腐能力，防護(hù)等級(jí)可以達(dá)到IP6

7（Nammr 4&6），另有防護(hù)等級(jí)為IP68的產(chǎn)品可供選擇。能適用于各種嚴(yán)酷的工況環(huán)境。

2、電機(jī)：特殊設(shè)計(jì)的鼠籠感應(yīng)式電機(jī)，啟動(dòng)力矩大，啟動(dòng)后能迅速達(dá)到峰值，內(nèi)置過(guò)熱、過(guò)載保護(hù)。具有輸出效率高，度高、噪音低等特點(diǎn)。

3、PCU：高性能的集成微處理器，在安裝現(xiàn)場(chǎng)不用進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)置，一鍵自動(dòng)校準(zhǔn)和自我調(diào)校功能給公祜提供了很大的便利。

4、密封：密封采用雙O型圈，以實(shí)現(xiàn)雙向密封。

5、手操機(jī)構(gòu)：手動(dòng)操作可以通過(guò)扳動(dòng)離合器的手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)，通電后離合器可自動(dòng)復(fù)位實(shí)現(xiàn)電控功能。另外，手輪的尺寸大小是根據(jù)開(kāi)啟執(zhí)行器所需的力矩設(shè)計(jì)的，能輕松、快速、便捷的開(kāi)啟執(zhí)行器。

6、齒輪和自鎖裝置：當(dāng)斷電時(shí)，雙蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)和2級(jí)減速齒輪箱，能防止閥門(mén)因瞬時(shí)反轉(zhuǎn)而引起閥門(mén)的位置不，能防止反轉(zhuǎn)并確保閥門(mén)位置的準(zhǔn)確、可靠。另外具有輸出效率高，噪音低等特點(diǎn)。

7、限位開(kāi)關(guān)：限位開(kāi)關(guān)精度高，可用來(lái)方便調(diào)整閥門(mén)的極限開(kāi)關(guān)角度位置。當(dāng)閥門(mén)的扭矩過(guò)大時(shí)提供過(guò)載保護(hù)和開(kāi)關(guān)角度位置的保護(hù)，保護(hù)閥門(mén)和執(zhí)行器。

8、抗冷凝加熱器：溫度在20℃±3℃時(shí)開(kāi)關(guān)閉合，防止內(nèi)部水氣冷凝。溫度在30℃±3℃時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，溫度過(guò)高時(shí)自動(dòng)斷電。

9、限位螺栓：限位螺栓從開(kāi)關(guān)的兩個(gè)位置來(lái)雙重限制執(zhí)行器的行程，以防止執(zhí)行器內(nèi)的蝸輪蝸桿脫離。

10、指示器：通過(guò)較大的指示器視窗，操作人員可以遠(yuǎn)距離的觀察到閥門(mén)的開(kāi)啟位置。

11、接線端子排：即插即用接線端子排安裝簡(jiǎn)介、方便。彈簧壓緊的接線端子使接線更加牢固，可在震動(dòng)較大的環(huán)境中使用。

12、配線：內(nèi)部配線簡(jiǎn)介、明快，安裝方便。

13、連接軸套：連接軸套可拆下自由加工，安裝底座符合ISO5211標(biāo)準(zhǔn)，與閥門(mén)連接方便簡(jiǎn)單。

14、潤(rùn)滑：所有齒輪和傳動(dòng)軸都采用CIATM221潤(rùn)滑，5年內(nèi)免潤(rùn)滑和維護(hù)。

15、抗干擾磁環(huán)：有效防止外界磁場(chǎng)對(duì)電路的干擾，確保電動(dòng)執(zhí)行器穩(wěn)定可靠的工作。

電動(dòng)執(zhí)行器在出廠前均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)，確保產(chǎn)品的穩(wěn)定、可靠。另有各種不同控制形式和樣式的智能型產(chǎn)品可供選擇.

三、標(biāo)準(zhǔn)配置

3 煤氣系統(tǒng)的優(yōu)化改造

轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中產(chǎn)生1250℃左右的爐氣，爐氣經(jīng)汽化冷卻煙道冷卻降溫，煙氣溫度降到900℃左右。煙氣進(jìn)入一文飽和冷卻降溫、除塵，溫度降至175℃左右，然后經(jīng)脫水器脫水后進(jìn)入二文精除塵，二文配有液壓伺服裝置，通過(guò)轉(zhuǎn)爐爐口微差壓裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)二文喉口開(kāi)度，控制抽氣量。二文煙氣由背包脫水器脫水再經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器進(jìn)行脫水除塵后，煙氣進(jìn)入除塵引風(fēng)機(jī)。轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)ZFK-1型煤氣分析儀分析合格后，水封逆止閥打開(kāi)，三通切換閥由放散轉(zhuǎn)為回收。轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)水封逆止閥進(jìn)入20000m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜，然后進(jìn)入SDB型轉(zhuǎn)爐煤氣濕式電除塵器除塵后，煤氣含塵量低于2mg/m3，同時(shí)在靜電除塵器入口設(shè)有氧氣濃度連續(xù)檢測(cè)，確保進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣靜電除塵器的煤氣成分不超標(biāo)而造成除塵器發(fā)生爆炸事故。合格的轉(zhuǎn)爐煤氣由煤氣加壓站加壓機(jī)將煤氣加壓后送往煉鋼廠鋼包烘烤、中間包烘烤、混鐵爐保溫、合金烘烤、在線烘烤、砂子加熱等煤氣用戶(hù)，多余煤氣并網(wǎng)利用。工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 萊鋼轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)工藝優(yōu)化流程

3.1 轉(zhuǎn)爐煤氣自產(chǎn)自用

3.1.1 自用煤氣工藝參數(shù)的確定自用煤氣需要量包括：
     烘包煤氣需要量:單臺(tái)烘包器zui大煤氣消耗量為350m3/h，則16臺(tái)烘包器zui大煤氣需要量為5600m3/h；
     混鐵爐保溫：每座混鐵爐保溫zui大煤氣消耗量為300m3/h，則2座混鐵爐保溫時(shí)煤氣zui大消耗量為600m3/h；
     合金烘烤：3座合金烘烤窯共12臺(tái)煤氣燒嘴，煤氣zui大消耗量為600m3/h；
     瀝青、沙子烘烤：zui大煤氣消耗量為300 m3/h；
     連鑄中間包烘烤：共34臺(tái)煤氣燒嘴,zui大煤氣消耗量為3900 m3/h。

上述各項(xiàng)相加，可知自用煤氣需要量為11000 m3/h。

3.1.2 自用煤氣管路管徑計(jì)算根據(jù)煤氣需要量Q為11000 m3/h，煤氣流速V為10m/s計(jì)算，則總管管徑D為：

D=Q/（2820×V）    （1）

代入數(shù)據(jù)，得D為0.624m。選擇D630×8標(biāo)準(zhǔn)煤氣管道，通徑600mm。

3.1.3 煤氣壓力各煤氣用戶(hù)燃燒器要求zui小壓力為3000Pa，考慮煤氣運(yùn)行的zui遠(yuǎn)用戶(hù)沿程阻力損失為4500Pa，總管煤氣壓力控制在8000～10000Pa。

3.1.4 安全設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐煤氣是無(wú)色、無(wú)味、的可燃性氣體，如發(fā)生煤氣泄露及回火爆爐事故，后果極為嚴(yán)重。針對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣的這些特性，結(jié)合煤氣管道設(shè)計(jì)規(guī)范，做了以下安全設(shè)計(jì)：

（1）加壓站防護(hù)措施：為防止煤氣用戶(hù)操作不當(dāng)或加壓機(jī)跳電引起回火爆炸事故，保護(hù)加壓機(jī)和煤氣柜，在煤氣站自用管路始端設(shè)有防回火泄爆水封組，并對(duì)燃燒器進(jìn)行防回火設(shè)計(jì)，確保安全。

（2）快速切換保壓裝置：為防止煤氣自用管路壓力低造成燒嘴滅火或引發(fā)回火事故，在用戶(hù)總管設(shè)有轉(zhuǎn)爐煤氣與混合煤氣快速切換保壓裝置，當(dāng)煤氣加壓機(jī)全部跳電引起自用總管壓力低時(shí)，快速切換閥立即打開(kāi)，用混合煤氣為自用總管保壓，防止回火爆炸事故的發(fā)生。

3.1.5 燃燒器改造由于原來(lái)的混合煤氣燃燒器無(wú)燃燒火道和燃燒穩(wěn)焰措施，再加上燃燒轉(zhuǎn)爐煤氣時(shí)的火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊陀诨旌厦簹獾幕鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣?，燃燒范圍窄，著火性與穩(wěn)定性差，所以容易發(fā)生脫火事故。針對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣的特性，把煤氣燃燒器改造為轉(zhuǎn)爐煤氣穩(wěn)焰燒嘴。穩(wěn)焰燒嘴的主要特點(diǎn)是：將轉(zhuǎn)爐煤氣分散成多股射流噴出，空氣進(jìn)入燒嘴后與轉(zhuǎn)爐煤氣進(jìn)行良好的混合，在燃燒火道內(nèi)*燃燒形成穩(wěn)定的高溫火焰噴出，達(dá)到烘烤的目的。

3.2 轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)管網(wǎng)適應(yīng)性?xún)?yōu)化

3.2.1 回收管道改造 

（1） 轉(zhuǎn)爐擴(kuò)容后技術(shù)參數(shù)：

鐵水zui大裝入量G：3.6×10.4kg
zui大脫碳速度Vc：0.4%C/min
 鐵水含碳量C1：4.2%
鋼水含碳量C2：0.10%～0.17%
吹煉時(shí)間T：14min
供氧強(qiáng)度K：4m3/t.min

（2）爐氣量計(jì)算：

按zui大降碳速度計(jì)算：

V0=GVc×22.4/12×60×1/(C0+C02)    （2）

代入數(shù)據(jù)，得V0為21795m3/h。

按供氧強(qiáng)度計(jì)算：

V0=2×GK×60      （3）

代入數(shù)據(jù)，得V0 為17280 m3/h。

按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

V0=G(C1-C2)×22.4/12×60/14×1.8     （4）

代入數(shù)據(jù)，得V0為21254 m3/h。

（3）zui大煙氣量計(jì)算：

Vy=1.17V0    （5）

按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得Vy 為24800 m3/h。

則3座40t轉(zhuǎn)爐同時(shí)回收煤氣時(shí)的zui大瞬時(shí)量Q為74400 m3/h。按標(biāo)準(zhǔn)安全流速V為10m/s計(jì)算，回收管道直徑d應(yīng)為1.41m。

上述計(jì)算說(shuō)明，3座轉(zhuǎn)爐同收煤氣時(shí)需要直徑1410mm的回收總管才能使轉(zhuǎn)爐煤氣安全送到煤氣柜。直徑1410mm的煤氣管道過(guò)流面積為1.67 m2，而原設(shè)計(jì)DN1000回收管道過(guò)流面積為0.85m2，故需并聯(lián)一根過(guò)流面積0.81m2的管道 ,即DN1020×8mm的回收管道才能滿(mǎn)足3座轉(zhuǎn)爐同時(shí)回收的安全要求。

（4）改造實(shí)施:設(shè)計(jì)安裝一根DN1020×8mm轉(zhuǎn)爐煤氣回收管道與原煤氣回收管道并聯(lián)運(yùn)行。按V為10m/s核算，單爐回收時(shí)沿程壓力損失500Pa，兩爐回收時(shí)沿程壓力損失2000Pa，三爐回收時(shí)沿程壓力損失4000Pa。

實(shí)際單爐回收時(shí)沿程壓力損失500Pa，高壓風(fēng)機(jī)機(jī)后壓力為3500Pa；兩爐回收時(shí)沿程壓力損失2000Pa，高壓風(fēng)機(jī)機(jī)后壓力為5000Pa，而水封逆止閥水封高度為6000Pa,此時(shí)檢修任意一座轉(zhuǎn)爐高壓風(fēng)機(jī)均無(wú)安全隱患，滿(mǎn)足了檢修安全要求。

3.2.2 煤氣柜出口管道（加壓機(jī)入口總管）改造

（1）改造依據(jù)：萊鋼現(xiàn)有3座轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)鋼量為220萬(wàn)t，考慮萊鋼新上4#轉(zhuǎn)爐后年產(chǎn)鋼量為328萬(wàn)t, 則每天4座轉(zhuǎn)爐冶煉小時(shí)鋼產(chǎn)量為3796t。按噸鋼zui大煤氣回收量為90m3計(jì)算，煤氣發(fā)生量為34200m3/h。按煤氣回收波動(dòng)系數(shù)1.15計(jì)算，柜出口管道輸出zui大瞬時(shí)流量Q為38304m3/h。按Q為10m/s計(jì)，氣柜出口直徑d為1.16m。

（2）實(shí)施情況:上述計(jì)算說(shuō)明,原D630×6mm柜后管道過(guò)流面積不夠，取消現(xiàn)有DN600管道，設(shè)計(jì)安裝1根DN1020×8mm柜后管道與煤氣加壓機(jī)連接成為柜后新系統(tǒng)。按V為10m/s、4爐回收的煤氣全部輸出即Q為38304m3/h核算，柜后管道沿程壓力損失為1500Pa，煤氣加壓機(jī)機(jī)前壓力大于1000 Pa，滿(mǎn)足了回收的煤氣全部輸出時(shí)加壓機(jī)運(yùn)行的安全要求。

3.2.3 并網(wǎng)管道改造

（1）改造依據(jù)：原并網(wǎng)管道公稱(chēng)通徑為600mm，并網(wǎng)量達(dá)到20000m3/h時(shí)阻力達(dá)到4800Pa?，F(xiàn)zui大并網(wǎng)量為氣柜zui大輸出量(38304m3/h)，與zui大自用量(11000 m3/h)之差約為27000m3/h，按煤氣流速為11m/s計(jì)，則并網(wǎng)管道直徑d為0.91m。

（2）實(shí)施情況:設(shè)計(jì)安裝1根D920×8mm并網(wǎng)管道與萊鋼混合煤氣總管連接成為并網(wǎng)新系統(tǒng)。原DN600并網(wǎng)管道取消。按V為10m/s,zui大煤氣并網(wǎng)量Q為27304m3/h，管道長(zhǎng)度L為100m核算，新并網(wǎng)管道沿程壓力損失為1100Pa。并網(wǎng)管道阻力大大降低使并網(wǎng)量大為增加，滿(mǎn)足了回收煤氣除自用外全部并網(wǎng)的要求。

3.3 轉(zhuǎn)爐煤氣精除塵改造

3.3.1 煤氣深度精除塵工藝原理轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)熄火、降溫、除塵、加壓、成分分析等過(guò)程，符合使用要求的煤氣被送至2萬(wàn)m3干式煤氣柜，然后進(jìn)入濕式電除塵器。煤氣通過(guò)濕式電除塵器時(shí)，上方噴霧水嘴噴出的水霧使煤氣中的細(xì)小塵粒匯聚，吸附于塵粒上的荷電量增多，有利于灰塵捕捉，含有大量水分的灰塵沉積在集塵極上形成水膜；當(dāng)集塵極上的灰塵達(dá)到一定的厚度時(shí)，沖洗噴嘴開(kāi)始噴水沖洗集塵極，污水匯至污水斗內(nèi)，經(jīng)管道排到除塵器下沉淀池內(nèi)，沉淀后上部清水進(jìn)清水池，由水泵分別打入噴霧水嘴和沖洗噴嘴，進(jìn)行上述循環(huán)，循環(huán)水量分別為14、12t/h。

兩個(gè)污水沉淀池尺寸為3.5m×9.0m，兩個(gè)沉淀池共同使用，清水池的水位由液位計(jì)控制補(bǔ)充新水，并根據(jù)pH值定期更換工業(yè)新水，以調(diào)節(jié)循環(huán)水的pH值。沉淀下來(lái)的污泥，由泥漿泵打入轉(zhuǎn)爐污水系統(tǒng)的斜板沉淀池進(jìn)行處理。

3.3.2 改造措施新上1臺(tái)SDB型濕式電除塵器，其煤氣處理量40000m3/h，除塵效率達(dá)到99%以上，并在靜電除塵器入口設(shè)氧氣濃度連續(xù)檢測(cè)，確保進(jìn)入轉(zhuǎn)爐煤氣靜電除塵器的煤氣成分不超標(biāo)。經(jīng)電除塵器除塵,轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量降至2mg/m3以下，確保了轉(zhuǎn)爐煤氣的質(zhì)量,然后由加壓機(jī)加壓后并網(wǎng)和供自用。

3.4 加壓系統(tǒng)改造

原加壓系統(tǒng)有3臺(tái)D150-11型煤氣加壓機(jī)，每臺(tái)加壓機(jī)的額定流量為9000m3/h，升壓為12kPa，使用制度為兩用一備。考慮回收煤氣量達(dá)到38304m3/h，煤氣加壓機(jī)能力已不能滿(mǎn)足所有煤氣輸出要求，3臺(tái)加壓機(jī)全部改造為D400-12型，兩用一備,并采用變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)約用電。

3.4.1 加壓機(jī)的選擇

（1）煤氣量的確定：當(dāng)噸鋼回收煤氣量是90m3時(shí)，可回收煤氣量為38304m3/h。

（2） 加壓機(jī)提升壓力的確定：

氣燒窯入口煤氣壓力P1：16000Pa

至氣燒窯管道壓力降ΔP1：2200Pa

加壓站內(nèi)的壓力降ΔP2：300Pa

進(jìn)入加壓站煤氣壓力P2：1500Pa

加壓機(jī)提升壓力ΔP：17000Pa

3.4.2 加壓機(jī)參數(shù)確定

型號(hào)：AI400—1.189/1.019、3臺(tái)

進(jìn)口流量：400m3/min（24000 m3/h）

進(jìn)口壓力：0.1MPa（絕壓）

進(jìn)口溫度：40～60℃

進(jìn)口介質(zhì)重度：1.396kg/m3

升壓:17000Pa

工況轉(zhuǎn)數(shù):2860r/min

配用電機(jī)功率:220kW

4 效益分析

2002年11月份，萊鋼完成了轉(zhuǎn)爐煤氣自產(chǎn)自用、轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)管網(wǎng)改造、轉(zhuǎn)爐煤氣精除塵改造、轉(zhuǎn)爐煤氣加壓機(jī)升壓改造，使煤氣加壓站煤氣輸配能力達(dá)到4萬(wàn)m3/h，具備了全收全送能力，提高了轉(zhuǎn)爐煤氣回收率,大大降低了轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量，增大了轉(zhuǎn)爐煤氣并網(wǎng)量，改善了廠區(qū)工作環(huán)境，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

萊鋼2002年產(chǎn)鋼量為225萬(wàn)t，在保證轉(zhuǎn)爐煤氣熱值達(dá)到31500kJ/m3的條件下，2002年萊鋼煉鋼廠月zui高噸鋼煤氣回收量達(dá)到75m3，月平均噸鋼煤氣回收量達(dá)60m3，轉(zhuǎn)爐煤氣價(jià)格按0.078元/m3計(jì)，產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益為1053萬(wàn)元。

轉(zhuǎn)爐煤氣實(shí)現(xiàn)精除塵和加壓機(jī)升壓改造后，不僅能夠提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收率,減少CO排放，更重要的是每年可以減少外排煙塵，對(duì)改善環(huán)境質(zhì)量等效果是極為明顯的。按煙氣含塵量為85mg/m3計(jì)，每年少排煙塵量11.475t。

5 結(jié)語(yǔ)

5.1 轉(zhuǎn)爐煤氣精除塵改造設(shè)計(jì)，使轉(zhuǎn)爐煤氣含塵量降到1.4mg/m3，減少了煤氣含塵帶來(lái)的安全隱患。

5.2 轉(zhuǎn)爐煤氣自產(chǎn)自用和加壓機(jī)升壓改造，滿(mǎn)足了萊鋼轉(zhuǎn)爐煤氣全部利用的要求，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

5.3 配套管道系統(tǒng)適應(yīng)性?xún)?yōu)化改造，解決了轉(zhuǎn)爐煤氣管道系統(tǒng)的安全隱患，為提高煤氣回收量提供了可靠的安全保證。與本產(chǎn)品相關(guān)的產(chǎn)品：電動(dòng)截止閥