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摘要：通过对唐钢一钢轧厂转炉煤气实现自动回收的改造，提高煤气的回收量，大大减少人为因素对煤气柜进氧造成安全事故的几率，减少了不必要的燃放，不但减少了对空气的污染，实现了节能降耗，还创造了可观的经济效益。
关键词：转炉煤气 自动 回收
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-265-01
引言：随着钢铁工业的发展，转炉煤气的回收与利用在企业节能与环保工作中的地位日益突出，它对于钢铁企业开展节能降耗、实现可持续发展战略有着非常重要的意义。
1、问题的提出
唐钢第一钢轧厂转炉煤气回收采用人工操作，吨钢回收量约为123m3，因人为因素造成煤气柜进氧事故0.5次/月。为进一步提高煤气回收水平，排除人为因素干扰，提高转炉煤气回收量的有效途径，响应公司能源管理要求，为此实现转炉煤气自动回收功能势在必行。
2、方案设计
面对转炉煤气回收控制的高标准要求，一钢轧厂加强煤气回收过程工艺控制，从技术管理、设备管理以及工艺过程变化等方面做工作，摸索转炉冶炼过程中烟气变化趋势，确定转炉煤气自动回收的功能条件。回收程序确定后，又依据实施过程中出现的影响程序运用的技术、设备、以及工艺问题对程序进行调整，最终确定了可以完全应用到生产中的回收程序。最终实现转炉煤气自动回收功能，达到了提高煤气回收量，精确控制回收热值的目标。
3、煤气自动回收的实现
3.1 转炉煤气净化回收系统工艺流程
唐钢一钢轧厂烟气除尘系统采用工艺技术成熟的转炉一次除尘第四代“OG”法，即塔+环缝形式，其主要工艺流程如下：
转炉炉罩 → 汽化冷却烟道 →非金属膨胀节→ 高效喷雾洗涤塔 → 环缝文氏管→ 漩流脱水器→ 管道→ 煤气鼓风机 → 三通阀→煤气回收系统或放散烟囱达标放散（点燃放散）。
3.2 技术原理
OG装置主要由烟气冷却系统、烟气净化系统以及其他附属设备组成。
在转炉冶炼过程中，氧枪吹入的氧气与铁水中的C化学反应，生成的CO和CO2连同石灰等粉尘形成高温烟气经炉口进入烟道冷却系统，由于烟道是由20g水管围制而成的，内部通有冷却水，可以对高温烟气进行冷却降温，经过冷却烟道系统后，煤气温度由1400℃降到1000℃以下，然后进入第一级烟气净化系统喷淋塔，将900～1000℃的煙气降温至饱和烟气（～72℃）并捕集粗粒灰尘，达到初步净化的目的。然后进入第二级烟气净化设备环缝式（RSW）可调喉口文氏管，通过液压伺服控制系统来调节文氏管喉口的开度，依此控制转炉炉口微压差，通过环缝式可调喉口文氏管精除尘后进入旋风喷枪脱水器脱水，最后进入风机（从节能角度考虑，风机采用高压变频调速电机），净化后的煤气由风机抽吸进煤气切换站，热值符合回收标准的合格煤气经冷却后送入煤气柜回收，不合格的煤气经烟囱放散，放散烟气含尘浓度≤80mg/Nm3，放散过程中当烟气中CO含量较高时，烟囱顶部的点火装置自动点火，保证煤气零排放，燃烧后废气排入大气扩散稀释。
煤气自动回收在系统中设置了微O2和CO成分连续自动分析并和三通阀连锁，实现煤气回收与放散的自动切换，系统流程为：活动烟罩降罩，使炉气与烟罩口处少量空气混合燃烧后进入回收系统（空气燃烧系数≤10%），该信号传至二文喉口，通过调节喉口重锤使炉口微差压保持在100Pa左右；在系统中设置了O2和CO成分连续自动分析，并和三通阀连锁，实现煤气回收与放散的自/手动切换：当满足回收条件时，气动三通阀切换至回收状态，这时转炉煤气经过水封逆止阀输送至煤气柜贮存；当不满足回收条件时，气动三通阀切换至放散状态，转炉煤气经80m高的放散烟囱排出放散。在气动三通阀前安装有旁通阀，若气动三通阀发生故障，阀后压力大于7.8Kpa时，则旁通阀自动开启，转炉煤气通过放散烟囱放散。转炉煤气自动回收工艺流程图见下图所示：
3.3 确定煤气自动回收程序
3.3.1确定出转炉车间三通阀、水封逆止阀、旁通阀的动作时间与PLC显示时间对比。通过255炉累计数据比较，三通阀动作时间为15秒，与PLC的显示时间相差2.5秒。水封逆止阀动作平均时间为25秒，旁通阀动作平均时间为20秒。
图3-2第一钢轧厂转炉煤气回收工艺流程图
3.3.2 确定铁水Si对CO含量的影响，找出最低波动值，防止三通阀在自动程序下多次换向，影响煤气回收量。当铁水Si含量在0.4%—0.7%范围内，经过500炉冶炼数据积累，可以得出冶炼过程中CO含量曲线在冶炼过程中的变化。CO 含量最低达到31%，所以确定出煤气自动回收程序中CO含量设定值为30%。
3.3.3 煤气自动回收工艺要求：
煤气回收前，设备人员必须保证本区域煤气回收设备完好可靠；转炉生产正常；活动烟罩升降装置工作正常；风机运行正常；三通阀工作正常，动作灵活可靠；旁通阀工作正常，动作灵活可靠；水封逆止阀工作正常，液位在950mm；煤气柜：允许/拒绝回收；煤气回收前应将风机后水封逆止阀注水至规定位置（溢流口）； 冶炼操作按炉前工的操作规程进行； 转炉炉前工在下枪吹炼1分钟后降下活动烟罩；一次风机的启动按风机的操作规程进行。
3.3.4 煤气自动回收工艺条件：
（1）主控室操作画面内： [CO]值可手动设定，设定范围为0～30%之间，[O2]值≤1%范围内可手动设定，但设定值必须在0～1%之间。
（2）吹炼信号，剔除补吹信号。
（3）风机升速信号，风机转速>1200rpm为高速。
（4）煤气柜允许/拒绝回收信号。
4、实施效果
唐钢第一钢轧厂转炉煤气自动回收功能于2011年6月在1#、2#、3#转炉开始应用， 运行情况主要表现在以下2个方面：
4.1 煤气自动回收实施后降低事故率
通过制定实施煤气自动回收后，大大减少人为因素对煤气柜进氧造成安全事故的几率，经统计：因人为操作慢造成煤气柜进氧事故频率从0.5次/月降低至了2011年10月底的0.2次/月，
4.2 煤气自动回收实施后提高煤气回收量
通过实施转炉煤气自动回收功能后，煤气回收时间比手动回收增加了，进而提高了煤气回收量， 2011年1—6月份在没有完全实施煤气自动回收系统时，吨钢煤气回收量平均为123.10m3/t；而煤气自动回收应用后，吨钢煤气回收量平均达到127.79m3/t，较前6个月平均提高4.69m3/t。
5.结束语
通过制定实施煤气自动回收后，大大减少人为因素对煤气柜进氧造成安全事故的几率，经统计：因人为操作慢造成煤气柜进氧事故频率从0.5次/月降低至了2011年10月底的0.2次/月。
综上所述，通过“实现转炉煤气自动回收功能，提高煤气回收量”年创经济效益274.37万元，同时降低了煤气回收设施事故率。能源的综合利用水平提高，具有很大的推广作用。
参考文献：
[1] 李文兵，纪扬，李华德.钢铁企业煤气产生消耗动态模型研究[J].冶金自动化，2008，，32（3）：28-33
关键词：转炉煤气 自动 回收
中图分类号：TD 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-265-01
引言：随着钢铁工业的发展，转炉煤气的回收与利用在企业节能与环保工作中的地位日益突出，它对于钢铁企业开展节能降耗、实现可持续发展战略有着非常重要的意义。
1、问题的提出
唐钢第一钢轧厂转炉煤气回收采用人工操作，吨钢回收量约为123m3，因人为因素造成煤气柜进氧事故0.5次/月。为进一步提高煤气回收水平，排除人为因素干扰，提高转炉煤气回收量的有效途径，响应公司能源管理要求，为此实现转炉煤气自动回收功能势在必行。
2、方案设计
面对转炉煤气回收控制的高标准要求，一钢轧厂加强煤气回收过程工艺控制，从技术管理、设备管理以及工艺过程变化等方面做工作，摸索转炉冶炼过程中烟气变化趋势，确定转炉煤气自动回收的功能条件。回收程序确定后，又依据实施过程中出现的影响程序运用的技术、设备、以及工艺问题对程序进行调整，最终确定了可以完全应用到生产中的回收程序。最终实现转炉煤气自动回收功能，达到了提高煤气回收量，精确控制回收热值的目标。
3、煤气自动回收的实现
3.1 转炉煤气净化回收系统工艺流程
唐钢一钢轧厂烟气除尘系统采用工艺技术成熟的转炉一次除尘第四代“OG”法，即塔+环缝形式，其主要工艺流程如下：
转炉炉罩 → 汽化冷却烟道 →非金属膨胀节→ 高效喷雾洗涤塔 → 环缝文氏管→ 漩流脱水器→ 管道→ 煤气鼓风机 → 三通阀→煤气回收系统或放散烟囱达标放散（点燃放散）。
3.2 技术原理
OG装置主要由烟气冷却系统、烟气净化系统以及其他附属设备组成。
在转炉冶炼过程中，氧枪吹入的氧气与铁水中的C化学反应，生成的CO和CO2连同石灰等粉尘形成高温烟气经炉口进入烟道冷却系统，由于烟道是由20g水管围制而成的，内部通有冷却水，可以对高温烟气进行冷却降温，经过冷却烟道系统后，煤气温度由1400℃降到1000℃以下，然后进入第一级烟气净化系统喷淋塔，将900～1000℃的煙气降温至饱和烟气（～72℃）并捕集粗粒灰尘，达到初步净化的目的。然后进入第二级烟气净化设备环缝式（RSW）可调喉口文氏管，通过液压伺服控制系统来调节文氏管喉口的开度，依此控制转炉炉口微压差，通过环缝式可调喉口文氏管精除尘后进入旋风喷枪脱水器脱水，最后进入风机（从节能角度考虑，风机采用高压变频调速电机），净化后的煤气由风机抽吸进煤气切换站，热值符合回收标准的合格煤气经冷却后送入煤气柜回收，不合格的煤气经烟囱放散，放散烟气含尘浓度≤80mg/Nm3，放散过程中当烟气中CO含量较高时，烟囱顶部的点火装置自动点火，保证煤气零排放，燃烧后废气排入大气扩散稀释。
煤气自动回收在系统中设置了微O2和CO成分连续自动分析并和三通阀连锁，实现煤气回收与放散的自动切换，系统流程为：活动烟罩降罩，使炉气与烟罩口处少量空气混合燃烧后进入回收系统（空气燃烧系数≤10%），该信号传至二文喉口，通过调节喉口重锤使炉口微差压保持在100Pa左右；在系统中设置了O2和CO成分连续自动分析，并和三通阀连锁，实现煤气回收与放散的自/手动切换：当满足回收条件时，气动三通阀切换至回收状态，这时转炉煤气经过水封逆止阀输送至煤气柜贮存；当不满足回收条件时，气动三通阀切换至放散状态，转炉煤气经80m高的放散烟囱排出放散。在气动三通阀前安装有旁通阀，若气动三通阀发生故障，阀后压力大于7.8Kpa时，则旁通阀自动开启，转炉煤气通过放散烟囱放散。转炉煤气自动回收工艺流程图见下图所示：
3.3 确定煤气自动回收程序
3.3.1确定出转炉车间三通阀、水封逆止阀、旁通阀的动作时间与PLC显示时间对比。通过255炉累计数据比较，三通阀动作时间为15秒，与PLC的显示时间相差2.5秒。水封逆止阀动作平均时间为25秒，旁通阀动作平均时间为20秒。
图3-2第一钢轧厂转炉煤气回收工艺流程图
3.3.2 确定铁水Si对CO含量的影响，找出最低波动值，防止三通阀在自动程序下多次换向，影响煤气回收量。当铁水Si含量在0.4%—0.7%范围内，经过500炉冶炼数据积累，可以得出冶炼过程中CO含量曲线在冶炼过程中的变化。CO 含量最低达到31%，所以确定出煤气自动回收程序中CO含量设定值为30%。
3.3.3 煤气自动回收工艺要求：
煤气回收前，设备人员必须保证本区域煤气回收设备完好可靠；转炉生产正常；活动烟罩升降装置工作正常；风机运行正常；三通阀工作正常，动作灵活可靠；旁通阀工作正常，动作灵活可靠；水封逆止阀工作正常，液位在950mm；煤气柜：允许/拒绝回收；煤气回收前应将风机后水封逆止阀注水至规定位置（溢流口）； 冶炼操作按炉前工的操作规程进行； 转炉炉前工在下枪吹炼1分钟后降下活动烟罩；一次风机的启动按风机的操作规程进行。
3.3.4 煤气自动回收工艺条件：
（1）主控室操作画面内： [CO]值可手动设定，设定范围为0～30%之间，[O2]值≤1%范围内可手动设定，但设定值必须在0～1%之间。
（2）吹炼信号，剔除补吹信号。
（3）风机升速信号，风机转速>1200rpm为高速。
（4）煤气柜允许/拒绝回收信号。
4、实施效果
唐钢第一钢轧厂转炉煤气自动回收功能于2011年6月在1#、2#、3#转炉开始应用， 运行情况主要表现在以下2个方面：
4.1 煤气自动回收实施后降低事故率
通过制定实施煤气自动回收后，大大减少人为因素对煤气柜进氧造成安全事故的几率，经统计：因人为操作慢造成煤气柜进氧事故频率从0.5次/月降低至了2011年10月底的0.2次/月，
4.2 煤气自动回收实施后提高煤气回收量
通过实施转炉煤气自动回收功能后，煤气回收时间比手动回收增加了，进而提高了煤气回收量， 2011年1—6月份在没有完全实施煤气自动回收系统时，吨钢煤气回收量平均为123.10m3/t；而煤气自动回收应用后，吨钢煤气回收量平均达到127.79m3/t，较前6个月平均提高4.69m3/t。
5.结束语
通过制定实施煤气自动回收后，大大减少人为因素对煤气柜进氧造成安全事故的几率，经统计：因人为操作慢造成煤气柜进氧事故频率从0.5次/月降低至了2011年10月底的0.2次/月。
综上所述，通过“实现转炉煤气自动回收功能，提高煤气回收量”年创经济效益274.37万元，同时降低了煤气回收设施事故率。能源的综合利用水平提高，具有很大的推广作用。
参考文献：
[1] 李文兵，纪扬，李华德.钢铁企业煤气产生消耗动态模型研究[J].冶金自动化，2008，，32（3）：28-33