摘要：介绍炼钢厂8#、9#转炉煤气回收系统的工艺构成及目前系统运行中存在的转炉煤气温度较高问题对转炉煤气的回收、存储、输配及转煤用户等环节的影响，从多个角度分析了系统存在的问题的原因，进而形成涉及转炉煤气生产、回收、输配工艺；及相关设备方面的行之有效的整体解决方案。
关键词：转炉煤气回收；转炉煤气柜；炼钢冶炼工艺；罗茨风机
前言：
老区炼钢厂8#、9#转炉煤气回收及其配套的15万m3转炉煤气柜系统，负对责8#、9#转炉冶炼时产生的转炉煤气进行除尘、降温等处理后进入15万m3转炉煤气柜存储，再经过煤气风机加压后送至转炉煤气主管网供用户使用。是老区转炉煤气回收系统中两座15万m3 转炉气柜中的一座，对老区的吨钢转炉煤气回收起着至关重要的作用。
一、原因分析：
（一）转炉煤气回收及储存、输配系统系统的构成：
1. 烟气冷却净化系统：
烟气冷却净化系统由活动烟罩及罩裙、除尘风机、汽化冷却烟道、蒸发冷却器（EC）、电除尘器（EP）、及组成。
2. 煤气回收系统：
煤气回收系统由放散烟囱、三通阀、煤气冷却塔、15万m3转炉煤气柜及加压站。
（二）转炉煤气回收、储存、输配工艺流程：
根据工艺图可知，干法烟气净化回收的一个重要特点是系统阻力小，因而可以采用离心风机将烟气抽入净化系统中。烟气进入蒸发冷却器前，通过汽化冷却烟道时由入口的 1700℃～1400℃降至出口处的 1000℃～800℃。烟气通过蒸发冷却器时被喷入到烟气中的细小雾化水滴直接冷却，喷入的水全部蒸发，烟气在任何情况下不饱和、不结露、不湿润冷却器壁。烟气在降低温度的同时被加湿调质，使烟气适合于在干式静电除尘器内净化处理。除此之外，由于烟气流在冷却器内流速的降低和烟气中粉尘在入口处被水滴湿润，一部分粗颗粒粉尘被捕集下来。转炉烟气离开蒸发冷却器时其温度约为 180～200℃，然后通过圆形断面管道按规定路线流入电除尘器。为保护转炉煤气柜的皮膜，将煤气在冷却器内冷却到 60～70℃。煤气冷却器采取喷头喷淋水方式对煤气进行降温，冷却水两座激励通风塔冷却处理后重复使用。
（三）问题的表现及造成后果：
2017年5月进入夏季以来，燃气储配作业部5#转炉煤气柜入口温度持续升高，因温高拒收的炉数不断增加，已经严重影响公司吨钢转炉煤气回收量，其中2017年全年老区吨钢转炉煤气回收量为118m3/t，而一炼钢仅仅完成了100 m3/t，指标完成极不理想，仍有较大的提升空间。这种结果的出现有很大程度上是受到8#、9#转炉煤气回收率低的影响，而且伴随转炉煤气温度较高出现了下游用户麦尔兹窑加压站的转炉煤气入口温度呈现相应的上升趋势，煤气加压用罗茨风机的外壳温度接近风机运转的极限60℃，风机各项性能指标急剧恶化，检修周期也大幅缩短，对保证麦尔兹窑生产用转炉煤气的稳定供应形成了较大的压力。
二、故障的分析：
通过对整个转炉煤气回收系统中对入柜转炉煤气温度有关的因素进行了全面梳理，结合现场的运行数据和设计资料数据后重点确定了以下两个较为重要的因素：
（一）设计原因：
由于设计时场地限制5#转炉煤气柜的入口距炼钢转炉煤气回收电除尘器（EP）出口管道的距离较短只有（32米），且经过EP的转炉煤气流速较高无法通过管道进行充分自然散热，是造成了转炉煤气柜入口的温度偏高的设计原因。
（二）冷却效果原因：
通过对比蒸发冷却器（EC）的出口的运行的温度和设计温度，发现EC出口温度在180～200℃属于正常范围，可以排除其对煤气温度超标的影响，所以问题的主要原因明显就集中在煤气在冷却塔系统运行效果上。煤气冷却水系统配备了流量为250 m3/h的水泵3台，运行方式为2用1备；处理水量为250 m3/h的激励通风冷却塔2座；容量120 m3的循环蓄水池3座，煤气冷确塔的冷却喷嘴设计为螺旋雾化式喷嘴。
1.冷却效果原因：
循环水回水温度3月-11月份平均温度达到55℃，水温明显高于设计回水温度40℃，通过这种现象判断激励通风冷却塔的冷却效果已经下降，经停水检查冷却塔的喷嘴因堵塞喷淋效果不好填料也明显出现结垢和堵塞现象。循环水回水温在55℃以下时激励通风冷却塔不易结垢，超过55℃后随着温度的增加，结垢速度加快，同时使冷却水温度会随之升高形成恶性循环，使作为被冷却介质的转炉煤气温度升高超过气柜皮膜所能够承受的温度（70℃），被迫进行点火放散。
2. 煤气冷确塔的冷却喷嘴原因：
经过与现场实际量对比，2台水泵的出口流量维持在210m3/h，较250 m3/h的设计值偏小的现象分析可能是螺旋雾化喷嘴存在堵塞现象，导致冷却水不能充分雾化后与高温转炉煤气接触对煤气充分的降温，也是影响转炉煤气温度的因素之一。
三、改造内容及措施：
1．适当增加EP出口到煤气柜入口管道的长度，使煤气转炉尽量自然冷却。这样既能减少冷却系统的运行成本，也可在一定程度上减少温高引起的转煤放散提高回收效率。
2.更换激励通风冷却塔的喷嘴、填料提高冷却系统的运行效率，有效降低转炉煤气温度。
3.清洗更换煤气冷却塔的螺旋雾化喷嘴，改善煤冷水雾化效果可以使转炉煤气的降温效率成倍的提高，冷却系统能耗进一步降低。
四、下一步工作建议：
由于激励通风冷却塔的结垢与循环冷却水的温度有关，回水温度超过55℃后随着温度的增加，结垢速度加快。所以回水温度较高时不应当简单的采取增加冷却水流量来进行降温，水流量的增加会增加填料的结垢速度造成冷却塔散热面积的减小形成恶性循环，不利于冷却系统的长期稳定运行。真正的解决的方法是通过合理控制水量、扩大热交换面积和增加冷却塔来维持水温的稳定，综合解决循环水温度较高问题，使冷却系统的运行更加优化。
五、结束语
在目前公司的生产组织方式下能源供应一直处于极度紧张的状态，转炉煤气作为重要的能源品种在公司的能源体系中占据着及其重要的地位。如何通过进一步提高吨钢转炉煤气回收率，理顺转炉煤气供应、储存、输配系统运行方式，优化公司能源结构，降低公司能源消耗，提高公司能源管理水平，是摆在我们面前的亟待解决的问题。本文通过对老区一炼钢8#、9#转炉煤气回收温度超标原因的深入分析找出了问题的原因，并提出了解决问题的方案和下一步工作的建议。希望能通过这些工作能够给解决类似问题提供有效的工作方法的可借鉴的工作思路。
论文作者:宋海波,杜雪梅
论文发表刊物:《电力设备》2019年第11期
论文发表时间:2019/10/18
标签：转炉论文; 煤气论文; 温度论文; 烟气论文; 冷却塔论文; 系统论文; 冷却器论文; 《电力设备》2019年第11期论文;