高炉煤气柜建设初步分析

目录

一、现状 (2)

二、高炉煤气柜建设的必要性 (2)

1、节能减排，提高经济效益。 (2)

2、稳定管网压力，改善炉窑热工制度。 (2)

3、降低目前煤气管网运行安全隐患 (3)

4、实施焦炉改烧高炉煤气等技改的需要 (3)

三、高炉煤气柜容量的选择 (3)

1、计算方法一：按当前高炉煤气平衡利用状态考虑 (3)

2、计算方法二：按焦炉改烧高炉煤气后状态考虑 (5)

四、高炉煤气柜类型的选择 (5)

五、高炉煤气柜建设地址选择 (6)

1、径高比 (6)

2、与主管网的布局 (6)

3、地址选择 (6)

七、改造方案 ....................................... 错误!未定义书签。

八、效益 (7)

1、经济效益 (7)

2、社会效益 (8)

九、结论 (9)

附件一：国内钢企近几年高炉煤气柜建设情况 (9)

附件二：POC型干式煤气柜的技术特点： (10)

附件三：中冶赛迪总包或承建的业绩： (11)

一、现状

目前某钢铁公司现有3座450m3高炉，高炉煤气发生量约42万m3左右。煤气用户主要有炼铁热风炉、3×52m2烧结机，2×10m2竖炉，800mm热轧带钢2座蓄热式加热炉，炼钢2座600吨混铁炉及蓄热式烤包器，以及用高焦混合煤气的2座75吨发电锅炉、60万吨细粉生产线热风炉和10万吨钢管生产线退火炉。2010年1-9月份高炉煤气放散率达3.55%。

由于公司高炉煤气管网上没有煤气柜，造成高炉煤气管网压力波动大，混合煤气热值不稳定；在高炉短时减风或停风时，高炉煤气用户只能减产或保温；在高炉煤气用户停产或检修时，造成高炉煤气过剩，多余的高炉煤气无法储存，不得不放散，浪费了宝贵的二次能源。

二、高炉煤气柜建设的必要性

1、节能减排，提高经济效益。

建设煤气柜，主要是利用煤气柜可以及时吞吐煤气的特点，回收企业内部因生产不均衡性所造成的瞬时煤气放散量，可以有效吞吐缓冲锅炉难以适应的频繁波动量，起到以余补欠，减少放散的作用。高炉煤气柜建成后，按高炉煤气放散减少3%计算，折合发电量为：420000×3%÷5×8000=2016万Kwh，外购电量按0.5元/Kwh计算，则年减少外购电费用为1008万元。

2、稳定管网压力，改善炉窑热工制度。

利用煤气柜调节煤气管网压力，稳压效果好，可以大大改善煤气质量，使加入炉热工稳定，提高加热炉煤气利用效率，改善产品质量。

同时为焦化改烧高焦混合煤气创造条件。

应当说明的是，由于煤气柜受到容积的限制，不可能做得很大，因而不能适应波动幅度过大，延续时间长的气量波动，所以高炉煤气柜需要和其他缓冲用户配合方能发挥调节与降低放散的目的。

3、降低目前煤气管网运行安全隐患

当前管网压力的大幅波动，加之现有2个放散系统调控的滞后，主管压力过低时，用户无法正常组织均衡生产，特别是在断电事故发生时操作不当可能造成的炉、机、窑等回火爆炸的危险；主管压力过高时，导致高炉煤气系统发生水封击穿、甚至大量泄漏煤气、中毒、着火、爆炸等安全生产事故等潜在风险加大。

4、实施焦炉改烧高炉煤气等技改的需要

尽管规定外网高炉煤气压力波动范围12～15kPa，但是，由于无煤气柜、高炉小、用户使用不均衡、放散人工调节滞后等诸多原因，实际最大波动范围达10～30kPa，因此，为稳妥推进并实施焦炉改烧高炉煤气，需要进行工艺完善，实现供应焦炉的高炉煤气节点压力稳定在5～7kPa，保证焦炉所需高炉煤气压力稳定以及焦炉加热制度的稳定。

三、高炉煤气柜容量的选择

1、计算方法一：按当前高炉煤气平衡利用状态考虑

（1）高炉突然休风的安全容量

当1座高炉突然休风，煤气发生量急剧减少，发电锅炉减负荷或其他煤气用户停用煤气需要一定的时间，在此时间内需继续供给高炉

煤气，所需煤气平时储存于柜内，这部分柜容计算如下：70000m3/h×40分钟÷60分钟=47000m3

注：（1）1座高炉外供煤气量按70000m3/h计算；

（2）发电及其它用户减负荷按40分钟计算。

（2）煤气波动调节容量

正常生产情况下，煤气发生和使用不断变化，常造成煤气供需不平衡，煤气柜调节这种不平衡所需的容量为:

高炉热风炉波动量为：25000 m3/h；炼钢波动量为8000m3/h；二轧两座加热炉生产时波动量为27000 m3/h；混合煤气用户波动量为10000 m3/h。上述波动量之和为：70000 m3

（3）突然发生过剩的煤气安全容量

在煤气发生量突然增多，煤气柜不可能完全吸收的情况下，需要打开煤气放散塔进行放散，由于打开放散塔有滞后时间，在这个时间内，过剩煤气需要贮存于煤气柜内，这部分过剩安全容量为：75000 m3/h×10分钟÷60分钟=12500m3

注：（1）按公司高炉煤气最大用户二轧突然停产时计算；

（2）操作放散塔滞后时间按10分钟计算。

（4）煤气柜安全容量

为使煤气柜在生产中安全运行，活塞不允许升至最高点或降到最低点，以免因碰撞而损坏，为此应留有上下限安全容量，此部分按10%的余量考虑。

通过以上四方面，确定高炉煤气柜容为：

（47000+70000+12500）×1.1=142450 m3

因此建议建设容量为15万m3高炉煤气柜

2、计算方法二：按焦炉改烧高炉煤气后状态考虑

与计算方法一中不同的是煤气波动调节容量：

高炉热风炉波动量为：25000 m3/h；二轧两座加热炉生产时波动量为27000 m3/h；混合煤气用户波动量为6000 m3/h。上述波动量之和为：58000 m3

高炉煤气柜柜容为：

（47000+58000+12500）×1.1=129250 m3

3、柜容最终选择：

根据以上两种状态计算方法，建议建设15万m3高炉煤气柜。四、高炉煤气柜类型的选择

根据煤气柜的密封方式不同分为干式煤气柜（如转炉煤气柜）和湿式煤气柜（如焦炉煤气柜），湿式煤气柜因其基础要求高、耐腐蚀性差、运行安全性不足、使用寿命短、维护困难、能耗高等相对明显的缺点，而早已被国内外冶金同行淘汰。因此应选择建设干式煤气柜。

干式煤气柜分为：稀油密封式（MAN型）、干油密封式（klonne 型）、布帘式煤气柜（wiggins型）以及近几年出现的POC型煤气柜。干式煤气柜被广泛应用于冶金、石化、市政等领域的，国内上世纪八十年代开始逐步引进国外技术或设备。

klonne型干式煤气柜具有较高储气压力和较快的活塞运行速度，但密封效果差，在宝钢引进后国内就没有应用。wiggins型干式煤气