炼钢厂增设一次除尘风机及配套设施的探讨_工程实践

摘要

摘要：结合工程实例，探讨了炼钢厂增设1台转炉一次除尘风机及配套设施作为备用，增加了钢产量和转炉煤气产量，提高了经济效益。介绍了转炉煤气回收的工艺流程、主要设备及性能参数

摘要：结合工程实例，探讨了炼钢厂增设1台转炉一次除尘风机及配套设施作为备用，增加了钢产量和转炉煤气产量，提高了经济效益。介绍了转炉煤气回收的工艺流程、主要设备及性能参数、给排水系统、电气系统、自动化控制系统和土建系统。总结了工程的技术特点。

关键词：除尘风机；煤气回收；转炉煤气

Discussion on Addition of Primary Dust Removing Fan and Its Supporting Facilities in Steel Plant

WANG Xiuying，MEN Ji，XU Linlin

Abstract：The project for addition of a stand-by primary dust removing fan for converter and its supporting facilities is discussed with an engineering example.The steel production and converter gas production increase，and the economic benefit is improved.The technological process for converter gas recovery，main equipment and their performance parameters，water supply and drainage system，electrical system，automatic control system and civil construction system are introduced.The technical characteristics of the project are summarized.

Key words：dust removing fan；gas recovery；converter gas

1 工程概况

某炼钢厂现有3座120t转炉，每座转炉对应一套风机及煤气回收设施，一次烟气系统按照转炉煤气回收进行设计。当某台风机出现故障时，对应的转炉只能停产，极大地影响了生产。为完善炼钢厂转炉一次烟气除尘系统设计，改变这种现状，特将一次除尘风机房向东扩建15m，增设1台转炉一次除尘风机，并建设相应的转炉煤气回收、热力、水路、电气、仪表等配套设施，以保证炼钢的顺利进行。该工程于2007年11月开工建设，2008年8月投产。

2 工艺流程及主要设备

① 工艺流程

我国对转炉煤气回收的研究较多^[1～2]，转炉煤气回收的工艺流程见图1。从炼钢车间来的净化转炉烟气进入风机，风机出气管道上装有煤气分析仪。当煤气的回收条件满足时，打开水封逆止阀和三通切换阀回收侧，煤气经三通切换阀、水封逆止阀和V型水封，进入煤气回收总管。当煤气的回收条件不满足时，打开三通切换阀放散侧，关闭水封逆止阀，煤气经三通切换阀进入放散燃烧装置，进行点燃放散。当三通切换阀发生故障时，煤气经旁通阀进入放散燃烧装置。

将一次除尘风机房东扩15m，在现有3台风机的东侧增设1台4号风机，4号风机进气管道与现有3台风机进气管道分别并联，并增设阀门，保证4号风机与现有3台风机互为备用。4号风机后连接相应的煤气回收设施。

② 主要设备及性能参数

a. 离心式鼓风机

采用离心式鼓风机。炼钢期间，风机高速运转，风量为(17.6～20.1)×10⁴m³/h，风机升压28kPa；不炼钢期间，风机低速运转，风量小于等于3×10⁴m³/h，风机升压5kPa。离心式鼓风机的性能参数见表1。

表1 离心式鼓风机的性能参数

风机型号	29961 BA/1006
介质	转炉煤气
进气密度/(kg·m^-3)	0.81～1.29
进气压力/kPa	-26～-23
进气温度/℃	55～65
进气相对湿度/%	100
进气含尘量/(mg·m^-3)	≤200
高转速/(r·min^-1)	1450
低转速/(r·min^-1)	487

b. 三通切换阀

三通切换阀是转炉煤气回收与放散的切换用阀，由两个单独的气动蝶阀(放散侧1个，回收侧1个)构成，通过连杆的联动作用，1个蝶阀开启时另1个蝶阀关闭。对三通切换阀最基本的要求是：密封性能好，2个蝶阀动作同步且迅速灵敏、准确可靠。既能就地操作，又能远程控制。

c. 水封逆止阀

水封逆止阀的主要作用是防止回收的煤气在非回收期间倒流至三通切换阀和风机，是保证系统安全运行必不可少的设备。它由阀体、半月形阀瓣、电磁气动装置、机械连锁装置和液面控制器组成。既能就地操作，又能远程控制。

d. 旁通阀

旁通阀的主要作用是保证风机安全，由阀体、蝶阀、电磁气动装置和机械连锁装置组成。既能就地操作，又能远程控制。

e. 放散燃烧装置

放散燃烧装置安装在放散烟囱上，由放散燃烧头、可编程序控制器、高能电点火器、火焰检测装置等组成。既能手动控制，又能自动控制。

3 其他配套系统

① 给排水系统

该工程循环水量为289m³/h，其中净环水量为213.5m³/h，浊环水量为75.5m³/h，循环利用率达97.5%。净环水来自转炉主厂房北侧的净环水管道，浊环水来自一次除尘风机房外部的浊环水管道。没有新建水处理设施，消防给水利用风机房外部的消防设施。

② 电气系统

根据现有供电系统，供电电压采用交流电压10kV、380V和220V；控制电压采用交流电压220V，直流电压220V和24V。

低压电气系统：新增风机的低压电气设备及电动阀门，均由现有低压配电室内新增的5台低压配电柜供电。所有低压电气设备均采用常规接触器-热继电器控制方式，并采用集中控制与就地控制两种方式。

高压电气系统：在编号为S3的高压配电室内增设1台高压开关柜，与原有高压开关柜并排安装，采用Sepam保护装置。

③ 自动化控制系统

电气控制系统与仪表控制系统合用一套可编程序控制器(PLC)，该PLC柜仍装于原主控室内。并新增一个上位监控系统监控站(即操作员站)，用于4号风机控制系统的集中操作与监控，且与原系统整合，形成统一的控制系统。

自动化控制系统由工程师站、操作员站、控制站等构成。

a. 工程师站：可以按一定权限实现对系统的编程、开发、现场调试、过程监控、设备维护等功能。

b. 操作员站：即人机接口设备，通过丰富的功能画面，对生产过程进行监视、报警、记录、操作、参数设定、报表打印等。主要的功能画面有：工艺流程画面、趋势记录画面、报警画面、事件记录画面等，画面显示中文。

c. 控制站：通过控制系统的输入模块接收工艺过程的各种参数检测仪表、检测器或电气设备的状态信息，经过数字化处理后由CPU进行数学运算和逻辑运算，并将运算结果通过输出模块输出给相应的执行元件，对生产过程进行控制。同时PLC硬件通过网络与整个炼钢过程自动化控制系统相连。

④ 土建系统

天车轨道向东延伸12m。新建的放散烟囱直径为2.0m，高100m，位于现有3个烟囱中间，现场分段组装，并与现有烟囱拉接固定。

4 技术特点

① 进口煤气鼓风机

采用德国TLT公司生产的煤气鼓风机，该煤气鼓风机集成了许多高新技术，主要体现在：a.体积小，是国内同规格产品的2/3；b.采用前导向调节装置，省电；c.采用盘车技术，保证电机轴、风机轴的同心度；d.风机外壳采用水平中心剖分，叶轮检修方便；e.风机叶轮具有自洁功能；f.转子采用强力润滑滑套式轴承支撑，对开式设计，更换方便；g.采用特殊设计和特殊材料的迷宫式密封，防止煤气外泄。因此，使用寿命长，日常维护工作量小。

② 放散燃烧装置

采用长明火内置方式，具有燃烧稳定、不受气候环境影响、无黑烟、耐热、耐腐蚀、防回火、噪声小、安全可靠等特点。

③ 增设参数趋势图及数据存储

增设烟气中C0和O₂含量、转炉氧枪0₂流量、风机机封N₂流量、风机转速、电机电流、冷却水流量的趋势图及数据存储。一旦煤气鼓风机发生故障，可以很快得到相关工艺参数，为准确找出事故原因提供了科学依据。

5 结语

自炼钢厂增设的4号一次除尘风机及配套设施投产以来，经过1个月的调试，设备运行良好，参数稳定。此工程完善了炼钢厂转炉一次烟气除尘系统设计，改变了因风机故障导致转炉被迫停产的现状，年钢产量增加5×10⁴t/a，产生转炉煤气500×10⁴m³/a，增加收入810×10⁴元/a。极大地发挥了转炉的潜能，提高了作业率，取得了良好的经济效益。

参考文献：

[1] 吴洪亮，刘坤.钢铁企业煤气高效利用技术的探讨[J].煤气与热力，2007，27(4)：35-37.

[2] 杨加园.转炉煤气回收的应用技术[J].冶金环境保护，2007(1)：18-22.

(本文作者：王秀英¹ 门吉² 徐琳琳² 1.济钢集团国际工程技术有限公司山东济南 250101；2.建设部沈阳煤气热力研究设计院辽宁沈阳 110026)