高炉煤气放散塔点火装置改造
攀钢2#高炉荒煤气放散系统改造
攀钢2#高炉荒煤气放散系统改造摘要:通过对攀钢2#高炉荒煤放散系统在运行中出现的故障进行分析,观察总结;找出可靠的改进方案和解决措施,并对2#高炉放散系统出现的问题进行技术改造,有效的解决了荒煤放散系统设备积灰和冲刷现象;确保了2#高炉荒煤放散系统的稳定运行。
关键词:荒煤放散系统积灰冲刷攀钢2#高炉荒煤气放散系统于2009年9月在清洗一站与2#煤气净化系统同步建成投运(图一),是2#高炉干式除尘系统的组成部分,在干式除尘系统和高炉出现异常等特殊情况下起到紧急放散作用,保护攀钢2#高炉及其配套的环保系统设备的安全运行。
攀钢2#高炉荒煤气放散系统投运以来暴露出的主要问题是:系统设备冲刷和积灰现象严重,同时因钒钛磁铁矿冶炼难度较大,钟式高炉顶温控制稳定性与无料钟高炉存在差异,高炉顶温控制稳定性差,经常出现异常波动,最高达到了570℃,迫使系统经常启用荒煤气放散系统;因放散系统流经介质为荒煤气,含尘量为10g/Nm3、温度基本上在400℃左右,造成荒煤气放散系统阀门、管道磨损严重,失去功能等问题,制约着高炉系统设备正常运行。
因此,从工艺、设备、荒煤气放散切换方式等方面进行系统分析,并进行相应的改进,以达到缓解或解决荒煤气放散系统存在的问题。
图一一、存在的问题1.放散系统阀门内部容易积灰板结攀钢2#荒煤放散系统的DN1800放散蝶阀和DN1800眼镜阀是放散系统的关键设备之一。
阀门内部及其管道连接部位积灰严重,容易板结成硬度较高的灰垢,无法有效清除;导致阀门卡死,无法正常关闭;使系统阀门丧失其功能,放散系统无法正常工作,危急2#高炉及其煤气净化系统设备的安全运行,对整个2#高炉及系统设备的安全生产影响极大。
(图二)图二2.放散系统阀门及管道容易受到荒煤气冲刷攀钢2#荒煤气放散系统在放散时,极易造成荒煤气对放散系统设备及管道冲刷。
特别是放散系统的减压阀组及其连接部位的管道冲刷更为严重,导致阀体及管道在短时间之内冲穿(图三),造成大量煤气外泄,对周围环境及人员的生命安全影响极大。
天铁高炉炉顶休风放散阀的改进
△D =2 a= x 5 x1 x1 x 0 Rc 2 2 0 3 0 3 0=19 .5 mm
密 封 圈
这样 , 阀座 与阀盖 的间隙变为 :
c —19 / 00 5 ml 5 =1 .52= 2 T l
由此可见 , 阀座受热使 阀座与 阀盖之 间的间隙明 显减小 ,这样小 的间隙导 致 阀座 与 阀盖 卡阻 ,致 使 q6 0mm放散 阀关不严。 b0 3 问题 总结 . 4 该 60m 0 m放散 阀的阀盖 的运 动干涉 、炉顶煤 气压力过大和 阀座受热膨胀综合作用 , 造成 阀盖关 闭 过程 中卡阻 , 而导致 q6 0mm放散 阀关不严 。 从 b0 4 6 0mm休风放散阀改进 0 为使 @60m 0 m放散 阀更安 全有效 的运行 ,研究
婶 封, 表面堆焊 N 6 , i 软密封 为阀座上 的 U形 圈。 0
§ 3 问题分析
经过对原 6 0mm放散 阀的研 究分析 , 0 发现改 进前油缸压力 足够 , 且四连杆锁紧机构和密封材料均 不是造成该问题 的原 因。 通过 现场勘测发现该 阀的运
动机理 、炉顶煤气压力 、阀座受热膨胀是造成 6 0 0
天舜 分 幺
天铁高炉炉顶休风放散 阀的改进
高国强
( 天津天铁 冶金 集 团有 限公 司第一炼铁 厂机修 车间 , 津 060 ) 天 544
【 摘 要】 针对天铁高炉新型液动炉顶放散阀在生产中经常出现 的开关不 到位 、 密封面不严等问题 进行研究 , 发现 阀体 自
身运转机理及 阀座阀盖密封面受热膨胀等 因素导致 了休风放散 阀不能正常使用 。经分析后对高炉炉顶休风放散阀系统进行 了
东南钢铁放散量110000M3DN1400高炉煤气放散点火装置
东南钢铁放散量110000M3 DN1400高炉煤气放散点火装置(伴烧气体:液化气+转炉煤气可转换)技术协议武汉海韵仪表电气工程有限公司2011-9-26徐州东南钢铁工业有限公司(甲方)与武汉海韵仪表电气工程有限公司(乙方)就高炉煤气自动放散点火装置设计、生产达成协议如下:一、项目主要内容本技术方案是依据(甲方)高炉煤气燃烧放散系统技术招标文件内容的要求进行编制的,同时结合了公司多年的技术经验和厂方所提供的设备型号及附件是完全满足设计条件,使系统安全,可靠,在设计中满足用户要求;依照国际公认的工业标准及制造商标准进行制造。
1、工厂条件高炉煤气放散塔的主要参数:放散管公称直径:DN1400,单根管排放放散介质;高炉煤气单座放散塔流量:11×104Nm4/h高炉煤气温度:≤250℃高炉煤气热值:~3135KJ/NM3高炉煤气放散压力为:10~15 kPa。
伴烧介质:液化气,压力:8-15Kpa转炉煤气压力:>2Kpa 热值1100-1500Kcal/Nm3两种伴烧介质可转换灭火介质:氮气(蒸汽),压力:~0.8MPa放散塔结构:塔顶高50m、自立式结构。
2.系统所需工艺要求:2.1用户提供控制系统电源:AC220V 20A;2.2用户提供电源及系统外部控制电缆到集中控制箱:2.3 用户提供氮气(蒸汽)管道、液化气气管道至50米平台:氮气(蒸气)连接管径DN80、液化气连接管道DN50;2.4用户提供系统所需的液化气:煤气压力~15kPa;2.6煤气净化操作室预留控制箱安装位置;2.7系统内设备供货范围见:6.供货范围。
3.设计、制造验收依据及标准3.1 引用的规范和标准美国防火协会(NFPA)ANSI/NFPA 70 国家电气规范美国电气和电子工程师协会(IEEE)ANSI/IEEE 472 冲击电压承受能力导则(SWC)ANSI/IEEE 488 可编程仪表的数字接口美国电子工业协会(EIA)EIA RS-232-E 数据终端设备与使用串行二进制数据进行数据交换的数据通讯设备之间的接口美国仪器仪表学会(ISA)ISA RP55.1 数字处理计算机硬件测试美国科学仪器制造商协会(SAMA)SAMA PMS 22.1 仪表和控制系统功能图表示法美国电气制造商协会(NEMA)ANSI/NEMA ICS4 工业控制设备和系统的端子排ANSI/NEMA ICS6 工业控制设备和系统外壳美国保险商实验室(UL)UL 44 橡胶导线、电缆的安全标准4.系统设备配置要求保证4.1 乙方保证设备正常运行、结构及附属配套设备,系统和各控制部分安全可靠,操作部分的设计合理,便于操作。
转炉煤气放散塔
转炉煤气放散塔炼钢厂老区转炉烟气放散塔技术改造方案项目概况:根据国家安全监管总局[2010]125号文件第九条规定过剩煤气必须点燃放散放散管管口高度应高于周围建筑物,且不低于50米。
炼钢老区转炉烟气放散塔现高度仅为37米,为贯彻规定要求,炼钢厂提出并报公司煤气防护站对老区转炉烟气放散管道进行改造。
对炼钢厂转炉烟气放散管改造提出如下建议:(1)由公司设计院对管道改造进行整体设计。
(2)炼钢厂提供设计的安全要求、工艺要求、设备设施的安装要求。
炼钢厂转炉烟气放散管道技术改造建议(附)1、转炉烟气放散塔设备设施现状:(1)转炉烟气放散塔东边炼钢新区厂房房顶60米、轧钢厂房房顶40米,均已高出放散塔;(2)转炉烟气回收期间,前后期不能正常点火,已影响到周围人员的作业安全,特别是炼钢上料30米岗位人员的安全;(3)老区转炉放散塔长期腐蚀严重,部分管道不断出现焊缝开裂,多次维修补焊,特别是1#、3#放散塔腐蚀较为严重需要整体更换;(4)原转炉烟气放散塔上塔通道设计为直梯,不便于检修作业;(5)转炉烟气放散点火使用焦炉煤气,焦炉煤气含杂质较多,容易造成管道堵塞,不便于转炉烟气放散正常点火;(6)转炉烟气放散点火使用蒸汽灭火,灭火压力难以保证。
2、改造转炉烟气放散塔工程整体方案:(1)现转炉烟气放散塔安装在1#、2#风机房与3#、4#风机房之间,此处空间狭小已不能满足重新安装的要求,同时就地改造必然将影响到炼钢老区的正常生产。
我们建议重新选址另建。
(2)在新址上安装四座转炉烟气放散塔,在新塔建成后先将1#炉、2#炉、3#炉、4#炉所有管道组装到位。
(3),在新塔建成后先将1#炉、2#炉对接碰口,然后将3#炉、4#炉对接碰口,对接碰口完毕拆除老区现有的放散塔新建三座转炉烟气放散塔(4)原放散塔管道为1000㎜,改造的放散管管道口径改变,与现在运行的管道口径一致(1400㎜),便于烟气顺利导出。
(5)将转炉烟气剩余煤气放散点火装置,自动灭火蒸汽改为氮气及蒸汽灭火,将蒸汽用于持续排水器的保温。
高炉煤气放散阀密封改造
高炉煤气放散阀密封改造
济南钢铁集团炼铁厂 齐先锋
[摘 要]炉顶放散阀用以高炉休风检修时放散掉炉内煤气,起安全作用,其性能的好坏直接影响高炉冶炼水平。选择合理的密封结 构是提高其使用寿命,确保高炉生产的主要保障。 [关键词]放散阀 双密封改造 高炉煤气
炉顶放散阀为炼铁高炉粗煤气放散系统设备,安装在高炉煤气上 升管顶端,用以高炉休风检修时放散掉高炉内的煤气,起安全作用。但 是,由于高炉炼铁生产过程中产生大量的含尘高炉煤气,含尘浓度一般 高达 7g/m3~8g/m3,且灰尘粒径大而坚硬。煤气放散阀是高炉休风作业 的必备设备,其性能的好坏直接影响高炉的生产。因此,高炉操作需要 煤气放散阀操作稳定可靠,在高风温、高压力的条件下,保持良好的密 封性能。这就对煤气放散阀提出了更高的要求:一是结构上,要求其性 能良好、开关灵活。因为煤气放散阀均为露天作业,风吹日晒,活动部 位容易卡死,因而出现打不开或关不上的现象;二是密封方式上,要求 选用性能良好的密封结构和密封材料。因为煤气放散阀是在高风温、 高压力和高粉尘的环境下工作,煤气流夹杂着粉尘就会冲刷缝隙,其密 封面迅速被吹损而不能工作,会直接影响高炉生产。因而煤气放散 阀改造非常必要。济钢一炼铁曾采用过油缸控制连杆式放散阀,但出 于安全考虑,目前仍采用重锤式放散阀,但密封采用双密封结构,其 开启靠重锤重力实现,由钢丝绳、卷扬机来克服重锤重力,其结构见图 1。
4.法兰上插出“
”槽,O 型圈拉长内嵌入槽内,外面凸出 4mm
左右,保障了软密封,同时也利于调整阀盖、阀座对中。
从济钢一炼铁的 6 座高炉来看,自 2006 年 10 月采用双密封重锤式
放散阀后,基本上没有更换过放散阀,只是定期更换软密封圈。
高炉煤气放散阀密封改造
高炉煤气放散塔火炬系统的改造实践
高炉煤气放散塔火炬系统的改造实践摘要:随着高炉炼铁工艺的不断进步,高炉煤气的热值在不断降低,放散后的高炉煤气出现无法点燃的问题。
应用某项专利技术,利用高炉煤气代替常用的焦炉煤气作为放散塔的点火伴烧气源,对高炉煤气放散塔的火炬系统进行了改造。
改造后的运行情况表明,高炉煤气放散塔能够实现可靠的点火放散,既减轻了对大气的污染,又节约了点火伴烧用的燃料气源,创造了巨大的经济效益。
关键词:高炉煤气,放散塔,火炬,改造1、背景1.1主要问题首钢京唐公司高炉煤气放散燃烧系统由3×DN2000净煤气放散塔以及自动点火控制等系统组成,放散塔高度125米,点火伴烧气源为焦炉煤气。
在投产后,即使有伴烧火焰存在的情况下,高炉煤气也不能被点燃,主火炬一直不能实现点火放散,且当高炉煤气放散量较大时,还会出现伴烧火焰被熄灭的情况。
高炉煤气是高炉炼铁的副产品,其主要可燃成分是CO和少量H2,此外还含有大量的N2和CO2。
随着高炉炼铁工艺的不断进步,高炉的效率也在不断提高,随之带来的是高炉煤气的热值在不断降低,其着火温度相应提高,高炉煤气放散塔由于暴露在低温的大气环境下,即使有伴烧火焰存在的情况下也会产生煤气无法点燃直接放散的情况,造成严重的大气污染,甚至会引起中毒事故的发生,因此高炉煤气必须采用点火放散的形式排向大气。
1.2原因分析经分析,目前高炉煤气放散塔无法实现点火的主要原因如下:其一,首钢京唐公司采用的是5500立方米的特大型高炉,与普通高炉相比,所产生的高炉煤气热值较低,详见表1,这是造成高炉煤气无法着火的根本原因。
2则相对提高,造成高炉煤气热值比普通高炉平均降低约10~15%。
其二,用于主火炬伴烧的焦炉煤气压力较低,火焰刚度不够。
焦炉煤气管网压力约6kPa,但由于放散塔较高,且设计管径较小(DN50~DN25),加之焦炉煤气中的焦油、萘等杂质会沉积在管道内壁,使得管道阻损较大,因此到达火炬顶部时焦炉煤气压力很低。
高炉煤气点火放散装置的应用
( 1 ) 高炉煤气理论燃烧温度为 1 5 0 0  ̄ C 左右 , 比焦 炉煤 气低 ,
对 放 散装 置 的损 害 小 。 ( 2 ) 净 化 后 的 高炉 煤 气 杂 质较 少 , 即便 是 环 境 温度 变化 大 也
田 设 备 管 理 与 维 修2 0 1 3 N o l l
文 献标 识 码 B 中 图分 类 号
概 述
一
、
安全和环境也带来极大危 害。 ( 2 ) 焦炉煤气 中含杂质较多 , 造成管道堵塞 。特别是进入冬 季环境温度变化较 大时 , 焦 炉煤气管 道因苯 、 萘、 焦油等杂质结 晶极易堵塞 , 造成 大放散点火失败 。 ( 3 ) 放散装置长 明灯必须 2 4 h 点燃 , 浪费焦炉煤气 。 综上所述 , 为提高点火放散装置运行的可靠性和经济性 , 有 必要对 以焦炉煤气为燃料气 的点火放散装置进行改造 。 2 . 高炉煤气作为放散点火燃 料气 的可行性
高炉煤气点火放散装置的应用
黄
摘要
关键词
伟
苏
峰
王
鹏
分析 高炉煤气干法除 尘系统焦炉煤气 点火放散 装置在使用过程存在 的问题 。 针对煤 气放散装置运行环境特点, 采用 高炉
高炉煤气点火
T F 3 2 1
煤气作 为燃料 气的 高空 自 动 点火伴烧器, 实践应用效果 良好 , 节约了能源 , 降低 了 日常维修成本 。 放散装置 应用
造后系统用 水量只有老 系统用水量 的 5 0 %,年节 约循环水量
2 3 7 . 6万 t , 由于循环 水量减少 , 水处理药 剂用量也有 较大有 限公 司炼钢厂 江 苏淮安市
三净化50m放散塔新增调节阀及支撑平台改造施工方案
三净化50m放散塔新增调节阀及支撑平台改造施工方案一、煤气管道设备目前现状三净化50米放散塔电动蝶阀后自调阀DN1200阀门存在内泄,当电动蝶阀开启后50米放散塔时刻少量放散,造成煤气的浪费。
需退出放散塔对放散塔阀门进行改造。
二、施工目的为有效控制高炉煤气放散和实现放散塔零泄漏。
需对50m放散系统进行改造,需在煤气主管至50m放散塔横管增装一台DN1600液动调节阀,需在横管下部增设阀门支撑平台。
特制定本方案如下。
三、施工前期准备:1、施工前安全协议、施工方案、安全专项措施、动火证、安全员及焊工资质等必须确认到位。
(责任人:廖荣震、刘英浩、施工方)2. 施工前,对阀门平台下部预埋水管、电缆进行确认。
(责任人:邹杰、施工方、刘英浩)3、施工前,将DN1600利旧阀门进行修复,打压试漏确认。
(责任人:廖荣震、施工方、刘英浩)4、施工前管道支撑、阀门操作平台材料准备完成;φ1620管道4m准备完成。
(责任人:廖荣震、施工方)5、施工前对横管上部能源介质管道及附属设备进行确认标示。
(责任人:秦仔钢、杜小超,朱涛;李志伟)6、电动蝶阀堵板牛腿制作安装,煤气救护站进行确认。
(负责人:廖荣震、黄云)。
7、请生产技术室牵头做好带煤气堵板作业煤气大量泄漏引起的中毒的紧急预案。
(负责人:刘廷飞)。
8、堵板作业施工前,必须生产、设备方确认到位后方可施工。
(现场确认:邹杰、廖荣震、范凌江)。
9、做好阀门吊装方案,待甲方审核后方可吊装。
(责任人:施工方)四、具体实施方案:预制件、介质管道外施工阶段(1)、管道新增支撑地基开挖长宽深1000*1000*1200。
(2)、管道支撑地脚螺栓,预埋件制作安装、植筋。
(3)、三方确认后、地基灌浆,养生。
(4)、管道支撑门形架制作、除锈防腐。
(5)、管道支撑门形架支撑板找平测量合格后,吊装固定(两个门形分别吊装,采用50t吊车,吊装到位,地脚螺栓固定紧固,支撑筋板焊接)、阀门平台框架吊装(采用单根插扣钢绳在地面吊装调平,框架四角固定好牵引麻绳,吊运至空中由操作室方向进入朝二水站方向牵引铺设到位)。
高炉煤气放散塔点火装置改造探析
高炉煤气放散塔点火装置改造探析发表时间:2020-12-25T08:05:41.605Z 来源:《防护工程》2020年27期作者:高妙茹[导读] 时代的发展与科技的进步,使得我国冶炼行业得到了较为突出的现实型发展,而高炉作为冶炼行业中较为重要的基础设施,对于整体行业的发展有着极其重要的现实性作用。
文章以某单位高炉为基础,对高炉煤气放散塔点火装置的改造进行了详细的探析,就目前相应的高炉点火装置技术而言,在整体技术的运营过程中仍然存在着较为突出的现实性问题。
并且目前在具体高炉煤气放散塔点火装置的构建过程中,往往采取着方式为高炉煤气点火伴烧技术。
高妙茹龙钢公司能源检计量中心陕西韩城 715400摘要:时代的发展与科技的进步,使得我国冶炼行业得到了较为突出的现实型发展,而高炉作为冶炼行业中较为重要的基础设施,对于整体行业的发展有着极其重要的现实性作用。
文章以某单位高炉为基础,对高炉煤气放散塔点火装置的改造进行了详细的探析,就目前相应的高炉点火装置技术而言,在整体技术的运营过程中仍然存在着较为突出的现实性问题。
并且目前在具体高炉煤气放散塔点火装置的构建过程中,往往采取着方式为高炉煤气点火伴烧技术。
在具体的应用过程中,相应的高炉煤气点火燃烧技术以及相应的放散塔点火装置拥有着低热值点伙伴收以及燃烧稳定性相对较高的现实特点。
文章对相应的装置进行了进一步的分析,并且对其装置的改造工作进行了初步的探讨。
引言龙钢厂本部拥有5座高炉,其中两座高炉的体积为1280立方米,另外三座高炉的体积均为1800立方米。
其整体副产品的高炉煤气主要用于相应的炼铁、球团、轧钢以及石灰窑工作,剩余的部分煤气则用于对发电锅炉进行有效的能源输入。
煤气系统就其自身构件而言,是属于相应能源检计量中心气运作业区的管理范围之内,并且该公司的高炉煤气系统在具体构建过程中配备了三座煤气放散塔。
为了保证高炉煤气主管网的压力稳定,相应的各放散塔压力分别控制在:1#放散塔:8—12kPa;2#放散塔:9—13kPa;3#放散塔:13—15kPa;就整体煤气系统的构造而言,相应的高炉煤气放散塔拥有着极其重要的基础性,主要作用是能够充分的在整体系统出现超压情况时,对相应的煤气燃烧进行有效的放散,从而使整体危机系统的安全性得到有效的保障。
高炉煤气放散塔的改造
高炉煤气放散塔的改造廖定荣;裘井民;杨金标;闫鹏;谢建华【摘要】针对高炉煤气放散塔运行中出现的熄火器不能及时自动点火的现象,进行了技术改造,重点是在点火管上增加蒸汽加热吹扫装置,对引火控制阀及点火枪更换改造,确保了点火稳定,保障了安全运行.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】2页(P15-16)【关键词】高炉煤气;放散塔;熄火;点火;改造;稳定【作者】廖定荣;裘井民;杨金标;闫鹏;谢建华【作者单位】新余钢铁集团公司第一动力厂,江西新余338000;新余钢铁集团公司第一动力厂,江西新余338000;新余钢铁集团公司第一动力厂,江西新余338000;新余钢铁集团公司第一动力厂,江西新余338000;新余钢铁集团公司第一动力厂,江西新余338000【正文语种】中文【中图分类】TQ542.7新钢第一动力厂主要承担着煤气净化、输送、余压发电及煤气管网安全运行等职责。
目前,新钢公司范围内有7座煤气放散塔,我厂就占有5座,其中焦炉煤气放散塔2座,高炉煤气放散塔3座。
各放散塔自投入生产运行以来,运行中时常出现熄火现象。
受各种因素影响,放散塔自动点火装置不能及时点火,导致大量未燃烧煤气直接向空中放散,在严重污染大气环境同时,极易造成周边人员发生煤气中毒事故。
10#高炉煤气放散塔自2009年投入运行以来,熄火现象较多,自动点火较差,常需人工点火,既影响生产,也影响安全,危及人员生命,急需进行技术改造。
(1)放散塔点火需要焦炉煤气作为点火源,压力不能过低,一般为2~3 kPa,而10#高炉放散塔引火管顶部压力在引火阀全开的情况下,有时压力只有0.5 kPa。
主要原因是焦炉煤气中焦油量高,焦炉管道阻塞,造成引火管压力低,导致放散塔不能自动点火。
(2)点火控制阀在改造前使用的是电动阀门,焦炉气管道容易结焦油,在加上阀门电机偏小,导致电机烧损,使阀门无法正常工作,从而导致引火管压力低甚至没有压力,影响安全放散塔不能自动点火。
煤气放散塔直燃点火系统改造实践
煤气放散塔直燃点火系统改造实践王利军; 李泉【期刊名称】《《冶金动力》》【年(卷),期】2019(000)012【总页数】3页(P31-33)【关键词】煤气; 放散塔; 直燃式; 节能【作者】王利军; 李泉【作者单位】北京首钢股份有限公司设备部河北迁安 064404【正文语种】中文【中图分类】TQ5451 煤气放散情况概述首钢股份公司有2座2650 m3 高炉、1座4000 m3高炉,高炉煤气产量140万m3/h;5座210 t 转炉,转炉煤气产量10万m3/h。
主要有热风炉、锅炉、CCPP发电机、焦炉及热轧加热炉等煤气用户。
当转炉吹炼煤气中氧含量不合格时,或者高气系统受用户用量不稳定影响,管网压力会出现波动,动态调节无法满足时(优先调整用户用量,充分发挥气柜的调节功能),煤气将放散。
目前,公司高气系统单管放散塔有2座,三管放散塔1座;转气系统四管放散塔1座,两管放散塔1座。
放散塔点火方式一直是低位点火器先点燃焦炉煤气接力管,接力管爬升点燃焦炉煤气“长明灯”,长明灯再点燃煤气主火炬,“长明灯”长期伴烧。
2 首钢股份放散塔点火系统目前存在问题(1)焦炉煤气管道腐蚀快,维护检修难度大,存在安全隐患。
接力管和“长明灯”的多条焦气管道沿多层放散塔平台外侧爬至塔顶,每层平台间垂直跨距至少20 m,焦气管道腐蚀严重,一旦漏气,每层平台间悬空的管段修理起来非常困难,三炉干法放散塔曾发生管道断裂故障;另外,放散塔顶端60~80 m位置的接力管在燃烧过程中会出现热涨现象,容易发生管道焊口断裂坠落事故,安全隐患较大,二炉干法放散塔曾发生过接力管断裂坠落事故。
(2)点火系统操作复杂,自动化程度低,点火过程不稳定,点燃成功率不高。
每次管网煤气放散时,岗位职工要先跑到现场,爬上平台,依次手动打开多个接力管和“长明灯”阀门,再通知主控室岗位启动塔上电打火器点燃接力管,接力管点燃“长明灯”,现场看火焰燃烧稳定后,再手动关掉接力管阀门,操作过程约30 min。
4350m3 高炉煤气放散点火自动控制的研究与应用
4350m3 高炉煤气放散点火自动控制的研究与应用杜宇, 任建中,赵建宏(山西太钢不锈钢股份有限公司自动化公司,山西太原030003)摘要:介绍了采用西门子S7- 300 系列PLC 和WinCC 软件实现高炉煤气放散点火的自动控制功能,重点阐述了系统的改造内容、方案及改造效果。
实现了天然气取代焦炉煤气作为燃料气体,从而能够有效防止煤焦油堵塞管道同时能够大量节省燃料气体的使用量。
关键词:PLC WinCC 堵塞节省使用量4350 m3高炉是太钢集团容积最大的高炉,煤气放散点火系统的作用:一是通过调节放散管的压力调节阀开度,保证高炉煤气总管道压力稳定,尽可能地减少放散、节约能源;二是通过点火燃烧控制装置将高炉煤气放散过程中放散的高炉煤气进行充分燃烧,减轻对生产现场人员的危害、减少对大气的污染,保证高炉生产的安全稳定。
1 设备组成及工艺简介4 350 m3高炉放散塔具有3 个火炬,每个火炬的系统如图1 所示。
火炬的顶部安装3 个长明灯、3个点火抢、4 个热电偶。
其中,1 个长明灯、1 个点火抢、1 个热电偶构成一个点火装置,点火枪对长明灯点火,长明灯的燃烧介质是焦炉煤气,点火成功后靠近长明灯的热电偶能够迅速反应温度的上升。
一旦长明灯点着后,在火炬口有伴烧的焦炉煤气的情况下,如果火炬中有高炉煤气,那么放散火炬将自动点燃,形成3 m左右的大火焰,主火焰附近的1 个热电偶迅速反应出温度的变化,控制装置由此判断放散点火成功。
系统是否放散,由调节阀控制,当排放气体的压力高于预先设置的压力后,调节阀自动打开,同样排放气体的压力持续低于预设压力时,调节阀关闭。
系统中分子封能够使火炬中保持正压,避免空气进入火炬,防止发生爆炸。
2 改造前的状况改造前使用的燃料气和伴烧气均是焦炉煤气,焦炉煤气含有煤焦油,易堵塞管道,当管道出现堵塞后,必须进行蒸汽吹扫。
因此,系统一直没有投入自动方式,放散由PID 调节器自动工作,点火必须由操作人员在现场操作,为了防止点火不及时的危险情况出现,现有的电磁阀组没有使用,燃料气和伴烧气均是通过旁通管工作,长明灯时刻点亮。
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高炉煤气放散塔点火装置改造
[摘要] 原有点火燃烧技术在运行中局部存在问题,采用目前工艺先进的高炉煤气点火伴烧的高炉煤气放散塔点火装置技术。
所选用的设备为武汉维特拉自动化电气工程有限公司WZGLF-III高炉煤气自动放散点火装置,该装置具有使用低热值煤气(600KJ/Nm3左右)点火伴烧和燃烧稳定的特点。
[关键词] 高炉煤气放散塔点火装置;伴烧;燃烧器
1、前言
昆钢本部共有四座高炉:其中二座为400m3,一座为1000m3,一座为2000 m3。
其副产品高炉煤气供炼铁、炼钢、轧钢、焦化用户,剩余高炉煤气供发电锅炉用。
煤气系统隶属动力能源分公司燃气车间管辖。
高炉煤气系统共配置三座煤气放散塔,分别建于第六煤气加压站、第五煤气洗涤塔站和第一煤气加压站,放散压力分别为12KPa、12KPa和11KPa。
高炉煤气放散塔是煤气系统的重要设施,其作用是在系统超压时进行煤气燃烧放散,确保煤气系统的安全。
2、原有高炉煤气放散塔点火装置工艺简介
第一煤气加压站的高炉煤气放散塔,使用焦炉煤气长明火点火、伴烧,从DN600焦炉煤气总管引一根DN80的焦炉煤气伴烧主管至高炉煤气放散塔塔顶,在放散塔塔顶分支为四根DN25的焦炉煤气伴烧支管,并通过两个电子点火器点燃焦炉煤气,焦炉煤气又点燃高炉煤气。
焦炉煤气连续燃烧(长明火)。
年消耗量约17.52万m3(约112.6吨标准煤)。
3、高炉煤气放散塔点火装置存在的问题分析及对策
3.1存在的问题及原因
原有点火燃烧技术在运行中局部存在问题。
首先,此技术需要点火装置处于持续燃烧的状态,在不放散高炉煤气的时段,点火伴烧气(焦炉煤气)连续燃烧,浪费了大量焦炉煤气。
其次,在暴雨、大风天气,或者当焦炉煤气压力低时,会造成点火装置熄火,高炉煤气扩散入空气中,存在很大的隐患。
同时,因为焦炉煤气中含有焦油,焦油长期聚集在点火装置的盘管中会引起火嘴堵塞,所以每半个月都需要对点火装置管道进行蒸汽吹扫,焦油堵塞严重时,还需要进行管道疏通,消耗了人力物力。
3.2改造内容
采用目前工艺先进的高炉煤气点火伴烧的高炉煤气放散塔点火装置技术。
3.2.1 主要设备特点
所选用的设备为武汉维特拉自动化电气工程有限公司WZGLF-III高炉煤气自动放散点火装置,该装置具有使用低热值煤气(600KJ/Nm3左右)点火伴烧和燃烧稳定的特点。
3.2.2 主燃烧器工作原理及特点
主燃烧器是整个高炉剩余煤气放散系统中最关键的设备。
该装置摒弃了传统的补充高热值气体助燃的方法,即使在恶劣的工况(短时超负荷、放散量特别小、煤气含水量过高、大风、大雨等)下,在“煤气伴烧火焰喷射器”的伴烧下,就能使大量低热值的放散气体得以充分燃烧,从而将大大降低对环境的污染。
燃烧器内布置有“空气预热器”和“伴烧煤气预热器”利用放散煤气的燃烧产生的热能将伴烧“高炉煤气火焰喷射器”所需的空气和煤气预热,使伴烧更加稳定。
由于高炉煤气中的CO2, N2既不参与燃烧产生热量,也不能助燃,相反,还吸收大量的燃烧过程中产生的热量,导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。
所以燃烧器的2次燃烧室能将15%~30%放散煤气的燃烧热量储存,用以引燃后续放散煤气,以达到放散煤气的持续燃烧、由燃烧产生的“热风引射效应”在煤气放散口形成热负压区,使放散煤气直接以旋切形式进入燃烧器。
由于通过蓄热室预热的气体量多,因此蓄热室、小烟道和分烟道的废气温度都较低。
整过的燃烧过程采用由PLC S7-200为主要控制核心的“燃烧器控制系统(BCS)和燃烧安全系统(FSS)”进行监控。
燃烧器控制系统(BCS)和燃烧安全系统(FSS),可对燃烧器内运行的主要参数和辅机运行状态进行连续监测并对伴烧火焰喷射器进行管理,在操作人员来不及处理的危机情况下,将燃烧系统置于安全状态,从而保证燃烧器及所有附助设备的安全。
(燃烧器的工作原理和特点见附图1)
3.2.3 煤气伴烧火焰喷射器工作原理
燃烧反应能够发生的另一条件是气体分子间能够发生有效碰撞,即拥有足够能量的相互之间能够发生氧化反应的分子间发生的碰撞,由于高炉煤气有大量的C02、N2的存在,减少了分子间发生有效碰撞的几率,宏观上表现为燃烧速度慢,燃烧不稳定,运用“回流区分级着火燃烧技术”,以及“预混引射技术”的基础上设计开发的“高炉煤气伴烧器”,通过强化燃烧的基本原理和方法解决高炉煤气因热值较低,作为伴烧长明火时燃烧不充分和易熄火的问题。
喷射器的燃气喷嘴采用设计独特的环形和牛百页式蓄热设计方式,具有至少一层环形的薄层燃气射流,在每一层环形燃气射流的两侧则均为环形的空气射流。
燃烧器内部的牛百页式蓄热内燃气和空气能迅速产生强烈而均匀的掺混,稳定的煤气压力(通过伴烧管道管道煤气稳压器)和可以持续的高频点火方式(能连续点火1万小时)及自吸式配风能确保火焰喷射器的火焰持续稳定燃烧。
由于采用热负压自吸风方式所以燃气与空气的掺混迅速剧烈,喷射器能得到比普通燃气燃烧器更高的火焰温度,保证在大风、大雨等恶劣环境的状态下稳定燃烧。
高炉煤气中的惰性气体约占60%以上。
因而火焰较长便于形成伴烧所需的正向旋转火球。
(燃烧器的工作原理和特点见附图2)
3.2.4工程及工艺流程描述
3.2.
4.1 结构叙述
从高炉煤气主管网上的放空阀处引一根管道(DN1400)到放散塔顶部平台。
放散口处直接与武汉维特拉自动化电气工程有限公司的防回火装置和全天候储热燃烧器(火炬头)相接。
高炉煤气自标高为36.8 m的火炬排出,并用伴烧煤气(高炉煤气)点燃。
3.2.
4.2煤气放散管路
高炉放散气经调节阀、水平工艺管、放散管筒体、阻火器、旋流片至主燃烧器燃烧放散;水平工艺管上设压力变送器,当放散管放散时将检测信号传送至PLC控制系统,PLC控制系统打开伴烧阀门,执行自动点火操作。
3.2.
4.3脱水器
伴烧煤气经伴烧电动阀通过管道进入“脱水器”脱水后延管道垂直上升到顶层平台的伴烧煤气环管后直接进入伴烧煤气系统。
脱水器具备自动恒温功能,确保冬季不结冰保证设备的正常运行;
脱水器具备自动排水功能,确保容器水位不溢到煤气出口处;
脱水器具备冲洗功能,保证对容器内的杂质进行定期排除;
3.2.
4.4管道煤气稳压器(调压器)
布置在伴烧煤气电动阀前的“管道煤气稳压器”是保证伴烧煤气稳定燃烧的必须装置。
3.2.
4.5WZKZL-3型点火控制主柜
WZKZL-3型点火控制主柜主要监控对象:3台伴烧火焰喷射器、1台伴烧煤气阀、1套主燃烧器火焰燃烧工况、3台伴烧火焰喷射器的火焰燃烧工况、脱水器的稳定控制。
控制核心为西门子S7-200,并预留点对点和通讯接口与新增用户自备的PLC系统连接。
(工艺流程图见附图3)
4、高炉煤气放散塔点火装置改造后效果
本项目改造前采用焦炉煤气点火伴烧,焦炉煤气消耗量约20m³/h,年消耗焦炉煤气量17.52万m³,合合112.6吨标准煤。
购买焦炉煤气费用约42万元。
还出现时有熄火燃烧不稳定的情况。
投入45万元进行改造,改造后的放散塔点火成功率100%,燃烧稳定,无未燃烧的煤气放散,没有煤气放散对大气的污染,也没用对周围设备人身安全的威胁,社会效益显著。
预计一年即可收回投资,经济效益显著。
6、结束语
通过对以上高炉煤气放散塔焦炉煤气伴烧的弊端和高炉煤气自动放散点火装置的介绍,使用高炉煤气自动放散点火装置能有效防止伴烧火焰熄灭而引起的焦炉煤气扩散到大气中的弊端,并减少焦炉煤气的使用,其经济效益和社会效益均十分可观。
附图1
附图2
附图3。