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宣鋼3#高爐節(jié)能改造

2013-04-18 04:47:30袁曉東
冶金動(dòng)力 2013年4期
關(guān)鍵詞:爐頂水封冷器

袁曉東

(宣化鋼鐵股份有限公司煉鐵廠,河北宣化075100)

1 引言

宣鋼3#高爐2010年大修由原爐容1350m3擴(kuò)容到2000m3,大修采用推移技術(shù),熱風(fēng)爐、干除塵、噴煤等全部更新改造采用新技術(shù)。經(jīng)過大修改造3#高爐于2011年6月投產(chǎn),在生產(chǎn)過程高爐及其附屬設(shè)備暴露出可靠性和精確性不足,能源消耗和浪費(fèi)等問題。

2 高爐爐頂系統(tǒng)主要存在的問題

(1)爐頂放料準(zhǔn)確率低,造成氮?dú)庀牧扛?;按照設(shè)計(jì)要求,放料準(zhǔn)確率誤差應(yīng)該在0.2左右,但是3#高爐投產(chǎn)后精度誤差在1左右,為保證布料準(zhǔn)確性,爐頂依靠罐內(nèi)沖氮放料,氮?dú)庀妮^高。

(2)氣密箱“U”型水封投產(chǎn)后頂壓上升到180k Pa時(shí)即被擊穿,休風(fēng)對“U”型水封進(jìn)行了改造,水封被擊穿效果時(shí)斷時(shí)續(xù),必須采取加大氮?dú)饬康姆绞竭M(jìn)行解決以保證氣密箱溫度。嚴(yán)重影響氣密箱溫度和布料準(zhǔn)確性以及職工生命安全。需要進(jìn)行徹底的改造。

(3)3#高爐爐頂液壓系統(tǒng)采用中冶邁克液壓系統(tǒng),油箱及油管路和閥臺等設(shè)計(jì)沒有考慮在線濾油、保溫和檢修等需要,沒有伴熱保溫,使管路內(nèi)油溫管段不恒定影響比例閥精度,影響閥和液壓系統(tǒng)的正常工作,導(dǎo)致高爐減風(fēng)甚至休風(fēng)等故障,必須進(jìn)行改造。

(4)爐頂各閥軸承潤滑和軸封密封靠干油泵集中供給黃油,原設(shè)計(jì)靠分配器依靠壓力差來分配潤滑油,存在著分布不均和浪費(fèi)等問題,需要改造解決潤滑和密封。

3 高爐外圍系統(tǒng)存在的主要問題

(1)3#高爐爐前除塵卸灰裝置采用螺旋卸灰機(jī),通過對螺旋倉內(nèi)打水滿足防止二次揚(yáng)塵需要,但是實(shí)施生產(chǎn)中不能很好的混合,造成現(xiàn)場揚(yáng)塵嚴(yán)重而卸灰機(jī)水量消耗仍然很高的問題,需要進(jìn)行改造完善。

(2)3#高爐爐前除塵1600k W電機(jī)采用變頻調(diào)速控制,由于涉及原因造成變頻器C 3單元多次發(fā)生燒毀事故,電機(jī)不得不采用市電加風(fēng)門控制調(diào)節(jié),造成電能浪費(fèi)。同時(shí)由于涉及爐前各操作閥門不能實(shí)現(xiàn)集中控制,需要采用集中控制——降低吸塵點(diǎn),節(jié)約風(fēng)機(jī)運(yùn)行開度,從而節(jié)約電能。

(3)3#高爐截門房由于處于地下10m的地方,周圍漏水嚴(yán)重,經(jīng)常性淹沒截門房內(nèi)設(shè)備,采用每周抽水的方式截門管道溝由于地下水的滲漏,造成管道溝積水嚴(yán)重,多次采取堵漏措施效果均不理想,為保證管道溝、截門房等的正常運(yùn)轉(zhuǎn),每周都必須進(jìn)行2次抽水作業(yè),大量的清水被排入下水井,每周抽水排入下水道的水約2000t,造成水資源浪費(fèi)和環(huán)境污染,必須進(jìn)行改造,節(jié)約用水。

(4)3#高爐循環(huán)水泵站采用蒸發(fā)式空冷器,在運(yùn)行中由于工藝需要每天需外排水量800~900t,直接排入污水管道,造成很大浪費(fèi)。

(5)3#高爐氮?dú)庠?#高爐噴煤房頂分開3個(gè)支路分別供3#高爐和原3#高爐噴煤、4#高爐和噴煤、3#高爐新建噴煤。每個(gè)支路上均設(shè)一個(gè)蘑菇閥用以調(diào)節(jié)各處壓力和流量,并各設(shè)一個(gè)旁通之路,直接用閘閥控制,在實(shí)際應(yīng)用中,經(jīng)常發(fā)生氮?dú)饽⒐介y故障時(shí)不能及時(shí)切換或者是切換后直接使用中壓氮?dú)庠斐珊蠓皆O(shè)備承受超過額定壓力,損壞設(shè)備和密封,存在著很大的設(shè)備安全隱患和生產(chǎn)隱患,必須進(jìn)行改造。

(6)3#高爐空壓機(jī)水泵房由于集中供水改造停止使用,但是由于空冷器與新供水管路存在交叉盲端,造成冬季11月~次年4月必須長流水防止凍害發(fā)生,造成浪費(fèi),舊3#高爐噴煤由于室內(nèi)管路多年且走向復(fù)雜,造成工業(yè)水浪費(fèi),必須進(jìn)行改造節(jié)約用水。

(7)3#高爐大修后熱風(fēng)爐采用頂燃式熱風(fēng)爐,各閥均采用液壓系統(tǒng)控制,設(shè)獨(dú)立的液壓站,由兩臺油泵控制,開爐后由于油泵頻繁啟動(dòng)(平均3s啟動(dòng)一次)造成燒毀多臺油泵,液壓站壓力也無法正常,必須進(jìn)行改造。

綜上所述,高爐外圍及其附屬設(shè)備是高爐能源消耗的大戶,其節(jié)能改造對于高爐降低成本、安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要,所以對于外圍設(shè)備的節(jié)能改造必須進(jìn)行以滿足高爐生產(chǎn)和低成本戰(zhàn)略的需要。

43#高爐節(jié)能改造的詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容

高爐及其附屬設(shè)備是高爐能源消耗的大戶,其穩(wěn)定、準(zhǔn)確、環(huán)保、節(jié)能運(yùn)行是高爐生產(chǎn)和降成本的關(guān)鍵,為保證設(shè)備穩(wěn)定可靠和節(jié)能運(yùn)行,需要從設(shè)備的選型、設(shè)計(jì)、材質(zhì)、能力以及現(xiàn)場工作環(huán)境及狀態(tài)等多個(gè)方面進(jìn)行研究篩選,并結(jié)合具體情況進(jìn)行具體分析對待,最終找到行之有效的解決方案,滿足高爐高強(qiáng)度冶煉的需要。經(jīng)過認(rèn)真研究,決定采取如下方案:

(1)對料流閥控制系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)研究和優(yōu)化,完善料流開度、速度、反饋信號和協(xié)調(diào)一致性,合理調(diào)整回轉(zhuǎn)、傾動(dòng)的圈數(shù)和行程,保證了放料的準(zhǔn)確性,使合格率達(dá)到100%以上,準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上。從而杜絕了依靠氮?dú)鈮毫?qiáng)行放料的問題,減少了氮?dú)庀牧俊?/p>

(2)對上料速度進(jìn)行了有效壓縮,對上密開關(guān)時(shí)間、料頭料尾檢測時(shí)間以及沖壓時(shí)間進(jìn)行了壓縮,保證上料速度合理可靠,單罐短時(shí)間內(nèi)不虧料線。使煤氣和氮?dú)鉀_壓時(shí)間時(shí)間明顯減少,降低了煤氣和氮?dú)庀牧俊?/p>

(3)氣密箱水冷改造是結(jié)合開式與閉式水封的不同性能進(jìn)行了,即保留了開式水封冷卻效果好的特點(diǎn),又保證各種氣體、水等介質(zhì)閉路循環(huán),解決了安全和精度問題。在宣鋼各高爐中處于領(lǐng)先地位。對氣密箱水冷系統(tǒng)進(jìn)行改造,變開式水封為閉式水封,有效壓縮氮?dú)庀模稍瓉淼拿啃r(shí)3000m3壓縮到1000m3。

(4)液壓系統(tǒng)增加測壓裝置與計(jì)算機(jī)相連,增加在線濾油裝置接口在線濾油,增加必要的閥門進(jìn)行蓄能器和主油路控制分開,保證能正常檢修,增加料流閥、下密等有關(guān)油路的保溫和伴熱,保證油液能夠恒溫,不發(fā)生波動(dòng)和壓縮影響料流精度。

(5)潤滑系統(tǒng)改造是在各支路上安裝控制截門,必要時(shí)單點(diǎn)單動(dòng),解決了聯(lián)動(dòng)部分密封點(diǎn)打不進(jìn)油的故障,保證了爐頂設(shè)備的良好潤滑和密封。同時(shí)減少潤滑油泵開關(guān)時(shí)間和減少潤滑油脂消耗。

(6)對二均氮?dú)庀到y(tǒng)進(jìn)行了改造,把沖壓閥和減壓閥進(jìn)行了位置互換,提高了沖壓閥的使用壽命和密封效果,并節(jié)約了氮?dú)鉀_壓時(shí)間,減少了氮?dú)饬肯摹?/p>

(7)爐前除塵器二次揚(yáng)塵問題采用伸縮式套筒卸灰閥改造方案,分別根據(jù)3#、4#高爐卸灰機(jī)高度采用9節(jié)和8節(jié)套筒,可以直接放置到卸灰汽車車廂頂部,并采用雙層結(jié)構(gòu),內(nèi)部泄灰,外部聯(lián)結(jié)除塵管路,可以有效解決揚(yáng)塵問題,并有效節(jié)約使用打水量,僅需要卸完灰后在外邊打水能固定住即可。

(8)爐前除塵變頻器控制單元問題采用變頻器升級措施,有效解決了變頻器故障,保證了變頻調(diào)速的正常運(yùn)行。把現(xiàn)場操作控制引入除塵機(jī)房內(nèi),在高爐不出鐵時(shí)關(guān)閉相應(yīng)的控制閥門,保證除塵效果的同時(shí)降低除塵風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,節(jié)能降耗。

(9)為解決3#高爐截門房內(nèi)的滲水浪費(fèi)的問題,需要把管道溝內(nèi)抽水用的清水泵的出口接入高爐沖渣水池,使水泵抽上的清水直接流回沖渣回水池作為補(bǔ)水。

(10)3#爐循環(huán)水空冷器排水管不直接排到污水管,而是排到水沖渣涼水塔水池,作為水沖渣補(bǔ)水,需要從3#高爐循環(huán)水空冷器外排水總管連接一根到水沖渣涼水塔水池的管道,并保持一定的坡度,便于自流和正常使用。

(11)在各支路旁通管路上各安裝一個(gè)蘑菇閥,與原管路上的蘑菇閥同時(shí)處于電腦控制之中,一用一備,一旦一個(gè)發(fā)生故障造成后端氮?dú)獍l(fā)生波動(dòng)降低到一定值后,備用系統(tǒng)直接開啟,保證了后續(xù)氮?dú)鈮毫Φ姆€(wěn)定。同時(shí)把各個(gè)控制系統(tǒng)由4#高爐噴煤控制改造到分別分開到各高爐區(qū)域控制,保證了控制系統(tǒng)能夠隨高爐檢修。改造后沒有發(fā)生斷氮?dú)獾那闆r和超壓的情況。設(shè)備運(yùn)行良好。

(12)針對3#高爐空壓機(jī)房空冷器和舊3#高爐噴煤工業(yè)水消耗,均采用切斷方式,在進(jìn)水管根部安裝截門,并砌井防凍保溫,可以保證冬天不存水,使用時(shí)仍可開截門使用。

5 改造效果

3#高爐節(jié)能改造起止時(shí)間為2011年8月到2012年4月,改造后收到了良好的節(jié)能和環(huán)保效果,主要表現(xiàn)在:

(1)壓縮上料速度、二均氮?dú)庀到y(tǒng)進(jìn)行了改造、提高料流精度均有效節(jié)約爐頂?shù)獨(dú)庀牧?,每小時(shí)可節(jié)約氮?dú)庀牧?000m3。氣密箱水冷改造是結(jié)合開式與閉式水封的不同性能進(jìn)行的,既保留了開式水封冷卻效果好的特點(diǎn),又保證各種氣體、水等介質(zhì)閉路循環(huán),解決了安全和精度問題。在宣鋼各高爐中處于領(lǐng)先地位。有效壓縮氮?dú)庀?,由原來的每小時(shí)3000m3壓縮到1000m3。爐頂液壓潤滑系統(tǒng)改造可有效提高液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)設(shè)備使用壽命,降低潤滑油和液壓油消耗,并降低潤滑油泵運(yùn)行時(shí)間,節(jié)約電能。

(2)除塵卸灰方式改變后,二次揚(yáng)塵現(xiàn)象被杜絕,現(xiàn)場環(huán)境明顯改善,同時(shí)對于打水和現(xiàn)場沖洗用水節(jié)約效果明顯,兩個(gè)爐前除塵每天節(jié)約用水量在30t左右。

(3)爐前除塵變頻器2012年2月升級后故障消除,保證了變頻調(diào)速的安全運(yùn)行,可有效降低電能消耗,3#高爐除塵電機(jī)1600k W,按照故障2011年6到12月故障3次,修復(fù)時(shí)間合計(jì)33天計(jì)算,變頻器按照轉(zhuǎn)速降低50%計(jì)算,年可有效降低電能消耗1600×0.5×33×2=52800k W·h。集中控制后可有效控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和風(fēng)量,年可節(jié)約電能1600×0.5×365=292000k W·h,合計(jì)年可節(jié)約電能344800k W·h。

(4)3#高爐截門房改造后可有效節(jié)約每周抽水排入下水道的水的水資源約2000t。

(5)3#爐循環(huán)水空冷器排水改造徹底解決了空冷器噴淋水排入污水管道,造成大量浪費(fèi)問題,使噴淋水得到二次利用。

(6)氮?dú)鈿庠纯刂聘脑旄脑旌蠊收下拭黠@降低,干除塵每年減少損壞布袋2200條,節(jié)約儀表元件和機(jī)電設(shè)備。

(7)3#高爐空壓機(jī)和舊3#高爐噴煤安裝截門控制后,從流量計(jì)和水池標(biāo)記顯示年可節(jié)約工業(yè)水211m3,節(jié)水效果明顯。

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