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轉爐煤氣和蒸汽的回收技術

轉爐煤氣和蒸汽的回收技術

2006/6/23 8:53:00
轉爐煉鋼工序如能每噸鋼回收大于100m³轉爐煤氣(占回收能量80%),回收蒸汽90Kg/t(占回收能量20%),并使回收的物質得到充分利用,就可以實現轉爐工序負能煉鋼。 轉爐煤氣回收現狀 據統計,2006年1月全國重點鋼鐵企業轉爐煤氣平均回收量為62Kg/t鋼。回收比較好的企業有:唐鋼93、寶鋼91、淮鋼109、石家莊92、太鋼94、首鋼86、武鋼81;但是有22個單位轉爐煤氣沒有進行回收。 有文獻報道,日本的轉爐煤氣回收每噸鋼大于100m³,同時噸鋼回收蒸汽達100Kg,但一般蒸汽回收在65Kg以上。 1 轉爐煤氣和蒸汽回收技術內容 轉爐煉鋼過程中,氧氣與鐵水中的碳進行放熱反應,產生大量的CO(約占煙氣的90%),煙氣溫度也在1500~1600℃。及時降下轉爐裙罩,使煙氣能及早進行回收,同時不可減少煙氣中CO與空氣中O2的燃燒(約會有10%的CO被燃燒掉)。進入冷卻煙道的煙氣溫度是在1000℃左右,經過蒸發冷卻器(可產生2~4Mpa中壓蒸汽)后,煙氣溫度會降到250℃左右。 1.1 轉爐煤氣和蒸汽回收裝置是自動控制 一般煉鋼廠設定煙氣中含CO量大于30%,含O2量小于2%時進行煤氣回收(寶鋼設定CO含量大于40%)。同時要對鋼水進行自動測溫和成份控制。大型轉爐的冶煉時間一般在33分鐘左右,而小轉爐時間會短一些。轉爐開始吹氧時是先脫去鐵水中的Si,Mn,進行氧化、造渣(約需2~3分鐘),之后來是脫C反應,這時才能產生CO,開始回收煤氣,吹煉12分鐘左右,鋼水中C含量低了,CO含量也少了,也就不能回收煤氣。所以說,轉爐煉鋼的33分鐘吹煉過程中,只有少一半時間內有價值回收煤氣。這就要求轉爐裙罩要盡早罩上。一方面是盡早回收轉爐煤氣, 確保煤氣的質量高(發熱值在8360KJ/m³), 回收量大(可達100 m³/t鋼);另一方面是減少空氣中O2進入煙氣中,提高轉爐生產的安全性。 寶鋼采用西門子S7-400系列的PLC,對蒸發冷卻器、電除塵器、切換站等生產線、設備實現過程檢測、調節和分布式控制。控制系統分為三個控制回路:蒸發冷卻器的溫度控制、風機流量控制、切換站的切換控制。 1.2 蒸汽回收技術 產生蒸汽的熱源主要是轉爐煤氣本身的溫度高,在1500~1600℃;然后是在操作過程中會燃燒約10%的轉爐煤氣,產生熱量,提高蒸汽回收量。但是依靠多燃燒轉爐煤氣來提高蒸汽回收量是不經濟的。因為多燃燒轉爐煤氣,會使煤氣中CO含量減少,并會使爐蓋敞開,對環保會產生負面影響。同時在燃燒轉爐煤氣時會造成測氧探頭損壞率升高,且難以控制爐氣成份(特別是含O2量)。所以,我們認為最佳的煤氣回收量在90~100m³/t鋼、蒸汽在50Kg/t鋼左右。 2 我國轉爐煤氣、蒸汽回收情況 據統計,全國有871家鋼鐵企業,而煉鋼企業只有265家。全國重點統計鋼鐵企業有79家,有轉爐煉鋼的企業是57家,只有38個企業進行了轉爐煤氣回收。重點企業之中約有近300座轉爐,其中大于150噸的僅有23座,80~150噸的轉爐近50座。一些企業轉爐煉鋼工序只有除塵系統,而無轉爐煤氣回收裝置。 2.1 轉爐煤氣回收率低的原因  煤氣回收后沒有進入管網,應用領域不廣泛。  煤氣除塵系統不過關,質量不好,影響了使用經濟性  受投資限制,沒有回收設施  節能環保理念不高,為省投資和運行費,不顧節能環保 2.2 蒸汽回收不多的原因  產生的低壓蒸汽用途不廣泛,小于10Kg/cm²的蒸汽一般是用于生活區,用量有限。大于40Kg/cm²的蒸汽可以并網,但代價高。現已有利用低壓蒸汽發電的技術,只是煉鋼回收蒸汽是間斷的,要研究其經濟性。  多回收蒸汽要靠多燒CO,在經濟上是不合算,且要降低轉爐煤氣質量和減少回收量。  操作技術水平和管理水平有待提高。 2.3 寶鋼250噸轉爐煤氣回收參數  流程:蓋好裙罩后進行煤氣回收,煤氣進入煙罩→冷卻煙道→經過彎頭→冷卻器→靜電除塵器→煤氣柜。  煙氣冷卻及熱量回收:輻射面積715m²,汽包壓力2~4Mpa,產生蒸汽量17~27t/爐,轉爐冶煉時間約33分鐘。  冷卻器進口煤氣溫度1000℃,出口為200℃。  靜電除塵器有4個電場,用刮灰器將灰刮到位于其下部的鏈式輸送機中。除塵后的煙塵含量小于10mg/m³。  LT法除塵工藝水耗0.1 m³/t鋼,電耗1.3KW/t鋼,N2消耗3.0m³/t鋼,蒸汽消耗5Kg/t鋼。 3 操作的技術關鍵和安全措施 3.1 控制好裙罩位置是提高回收煤氣量和安全生產的關鍵。要計算好需要引煤氣量(選好供氧強度、冶煉時間、兌入鐵水量等)。主要是要穩定吸入管閥門的控制。 3.2 確保爐口保持為微正壓狀態(通過改變風機轉速來控制)。煉鋼過程的加料作業(加入礦石、石灰石、廢鋼等輔助作業),要調節煙氣流量。過去包鋼和上鋼一廠均發生過轉爐煤氣回收系統爆炸的事故。 3.3 煤氣切換站要根據煙氣成份準確地進行切換動作(控制CO和O2含量),使切換的鐘型閥(有專門調節元件)和流線型氣流調節板穩定工作,防止轉爐口煤氣捕集出現喘振現象 信息來源于:中國選礦技術網
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