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1、冶金之家網(wǎng)站水鋼高爐煤氣洗滌系統(tǒng)的改造向劍1，高連生1，盧祖泉1，李慶1，莫誼1，孟瑋1，肖慧2，易正明2(1．水城鋼鐵集團有限公司動力廠，貴州六盤水553028；2．武漢科技大學，湖北武漢430081)摘要：為配合水鋼高爐爐頂余壓回收透平發(fā)電裝置(TRT)的建設(shè)，對高爐煤氣洗滌系統(tǒng)進行了改造。經(jīng)過1年多的運行，高爐煤氣洗滌系統(tǒng)及TRT運行正常，凈煤氣含塵量小于10mg/m3，改造效果良好。關(guān)鍵詞：高爐煤氣洗滌系統(tǒng)；改造；TRT；含塵量1引言高爐煉鐵工序是鋼鐵生產(chǎn)流程的最大能耗工序，能耗占整個流程能耗的70%~80%[1]。因此，
2、實現(xiàn)高爐煉鐵工序節(jié)能降耗是鋼鐵企業(yè)降本增效的主要形式。高爐爐頂煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置(TRT)是利用高爐爐頂?shù)挠鄩?、余熱，將高爐煤氣導(dǎo)入透平膨脹機做功，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的一種能量回收裝置[2-3]。該機既回收原由減壓閥組泄放的能量，又降低噪音，穩(wěn)定爐頂壓力，改善高爐生產(chǎn)條件，是國際上公認的很有價值的二次能源回收及節(jié)能環(huán)保裝置[4]。水鋼2#高爐煤氣洗滌系統(tǒng)自1978年投運以來，經(jīng)歷了多次大修技改，但都未引入TRT發(fā)電工藝，爐頂壓力一直是由減壓閥組控制。隨著水鋼達到500萬t生產(chǎn)規(guī)模，2#高爐冶煉強度不斷加大，頂壓越高，在減壓閥組上
3、浪費的能量也就越多，產(chǎn)生的噪音也越大，對環(huán)境的污染程度越大。為配合1#、2#高爐增建共用型TRT發(fā)電系統(tǒng)，對2#高爐煤氣洗滌系統(tǒng)進行工藝改造，增設(shè)煤氣脫水裝置，提高文氏管煤氣壓差及噴水量，降低煤氣的含塵量，提高TRT系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。2系統(tǒng)改造方案TRT的發(fā)電量主要受高爐煤氣發(fā)生量、透平煤氣入口溫度、煤氣含塵量及透平出入口壓差等因素影響[5]。因此提高TRT發(fā)電量，必須重視煤氣除塵系統(tǒng)，同時加強對機組設(shè)備的維護保養(yǎng)。為保證新建TRT系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，高爐煤氣洗滌系統(tǒng)需滿足系統(tǒng)對煤氣含塵量及入口壓力的要求[6]；因此，需對水鋼高爐
4、煤氣洗滌系統(tǒng)進行了改造。水鋼高爐煤氣余壓透平發(fā)電機組TRT系統(tǒng)控制工藝參數(shù)如下：型號：GT60×2W入口壓力：0．11MPa；0．09MPa入口溫度：~50℃；~45℃入口含塵量：<10mg/m3；<10mg/m3入口流量：120000~160000m3/h；180000~220000m3/h2#高爐煤氣洗滌系統(tǒng)原流程如圖1所示，高爐煤氣經(jīng)重力除塵器初除塵后進入文氏管進行再除塵及降溫，再通過減壓閥組降壓及灰泥捕集器脫水，得到凈煤氣并輸送給用戶。文氏洗滌塔及灰泥捕集器屬老式的除塵、脫水裝置，除塵、脫水效果較差。煤氣接入TRT后將造成
5、靜葉葉片積灰，影響發(fā)電效率，因此需對煤氣洗滌系統(tǒng)進行改造。通過對減小文氏管喉口直徑，提高煤氣流速以提高除塵效率，增設(shè)旋流脫水器對煤氣進一步干燥，并將減壓閥組移至灰泥捕集器后，改造后的高爐煤氣洗滌系統(tǒng)流程如圖2所示。冶金之家網(wǎng)站3系統(tǒng)改造內(nèi)容(1)文氏管的改造文氏洗滌塔由三根喉口通徑不同的定徑文丘里管組成，1#喉口為DN500，2#為DN400，3#為DN300，流通總面積為0．942m2。文氏管設(shè)計壓差為10~15kPa，實際運行壓差在9~10kPa之間，嚴重影響了煤氣除塵效果。TRT機組建成投產(chǎn)后，將造成TRT的葉片積灰，影響發(fā)
6、電效率，并有可能堵塞用戶火嘴，影響用戶正常生產(chǎn)。經(jīng)計算，將洗滌塔1#文氏管由DN500改為DN350，流通總面積縮小為0．824m2，可達到壓差為10~15kPa的設(shè)計水平。同時，在2#、3#文氏管喉口處增加噴淋水管，增大噴淋水量，以達到提高煤氣除塵、降溫效果的目的，文氏管改造后參數(shù)如表1所示。(2)灰泥捕集器的改造①2#灰泥捕集器內(nèi)部傘形帽與遮流板間增加500mm高的塑料花環(huán)填料層，填料層塑料花環(huán)與1#洗滌系統(tǒng)二級文氏管內(nèi)部填料層材質(zhì)相同，經(jīng)濟耐用。②2#灰泥捕集器增設(shè)填料層后，為清除塑料花環(huán)上的積灰，增設(shè)一根噴淋水管，在填料層
7、上方均勻布置6個噴頭進行間斷噴水，灰泥捕集器內(nèi)部積水通過外設(shè)機械浮球式高壓排水裝置進行自動排水。(3)增設(shè)脫水裝置在送TRT的新建煤氣管道上設(shè)置一臺旋流脫水器，并配置一套高壓排水裝置，利用氣流的回旋運動產(chǎn)生的離心力去除煤氣中的水分。旋流脫水器的水位控制采用機械浮球式的高壓排水裝置進行自動排水，水位監(jiān)控信號引入控制室，設(shè)有高、低位報警信號。旋流脫水器的參數(shù)如表2所示。(4)增設(shè)煤氣管道在旋流脫水器后煤氣分為兩支，一支通過移位后的減壓閥組連接到現(xiàn)有煤氣管網(wǎng)，另一支通過新增煤氣管道至TRT發(fā)電機組。TRT運行時，減壓閥組關(guān)閉，起到旁路作
8、用，高爐頂壓控制權(quán)交共用型TRT，由TRT靜葉控制頂壓；TRT停機或故障時，高爐收回頂壓控制權(quán)，由減壓閥組開度控制高爐頂壓。新增煤氣管道按經(jīng)濟流速核算，管徑取DN1600，最大可滿足240000m3/h的輸送量。4改造效果分析2011年10月21日
