供稿|方冏 / FANG Jiong

負(fù)能煉鋼是轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的重要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)，也是鋼鐵生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的有效措施。實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼是一個(gè)系統(tǒng)工程，其核心指標(biāo)就是提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收的數(shù)量和質(zhì)量。邯鋼回收的高爐、焦?fàn)t、轉(zhuǎn)爐等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的排放煤氣除供鋼鐵生產(chǎn)的工業(yè)爐窯正常使用外，還有約50%的剩余煤氣基本上用于發(fā)電。

鋼鐵企業(yè)面臨著嚴(yán)峻的節(jié)能減排壓力。當(dāng)前，供電部門(mén)已經(jīng)對(duì)工礦企業(yè)實(shí)行了分段電價(jià)。煤氣發(fā)電作為調(diào)節(jié)用戶用電平衡的有效手段，如果采用“就峰避谷”的運(yùn)行方式，即可大大增加發(fā)電效益?！熬头灞芄取本唧w方案：在電價(jià)低的時(shí)段，盡可能少發(fā)電，把轉(zhuǎn)爐煤氣多儲(chǔ)存一些（有效利用轉(zhuǎn)爐煤氣柜的儲(chǔ)存能力）；在電價(jià)高的時(shí)段，盡可能多發(fā)電，把儲(chǔ)存的轉(zhuǎn)爐煤氣多用一些?！熬头灞芄取卑l(fā)電方案，可以達(dá)到增加企業(yè)效益的目的，同時(shí)也可以減少高峰時(shí)段國(guó)家電網(wǎng)的運(yùn)行壓力。這也是國(guó)家電網(wǎng)鼓勵(lì)的發(fā)電方式，具有顯著的社會(huì)效益。

轉(zhuǎn)爐煤氣柜

邯鋼三煉鋼有4座100 t轉(zhuǎn)爐，2006年3月實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣回收，回收系統(tǒng)為1座8萬(wàn)m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜，噸鋼回收轉(zhuǎn)爐煤氣130 m3。2013年11月，由于第一座8萬(wàn)m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜大修的需要，新建成第二座8萬(wàn)m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜，噸鋼回收轉(zhuǎn)爐煤氣135 m3。

第二座8萬(wàn)m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜建設(shè)初期，圍繞著2座轉(zhuǎn)爐煤氣柜的挖潛增效攻關(guān)工作就已持續(xù)展開(kāi)。除制定了噸鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收增加5 m3的目標(biāo)外，從多方入手，積極探索，最后確定了“就峰避谷”以單座氣柜間歇運(yùn)行的方式以增創(chuàng)效益。按每日不同時(shí)段對(duì)一座氣柜進(jìn)行了存吐轉(zhuǎn)爐回收煤氣規(guī)劃（另一個(gè)氣柜正常運(yùn)行存吐轉(zhuǎn)爐回收煤氣，以保證管網(wǎng)安全），見(jiàn)表1。

表1 “就峰避谷”單座氣柜間歇運(yùn)行方式

轉(zhuǎn)爐煤氣回收

回收工藝：轉(zhuǎn)爐煙氣—活動(dòng)煙罩—定徑文氏管—可調(diào)文氏管—風(fēng)機(jī)—三通閥—水封逆止閥—等徑三通—2座8萬(wàn)m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜—電除塵—加壓機(jī)—用戶。

回收條件：轉(zhuǎn)爐煤氣柜柜前CO≥30%；O2≤2%；溫度≤75℃；柜容≤70000 m3；柜內(nèi)壓力≤3 kPa；活塞水平度高差≤22 mm；轉(zhuǎn)爐煤氣柜運(yùn)行正常，無(wú)重大安全隱患。

回收設(shè)備：水封逆止閥后有2座8萬(wàn)m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜；2臺(tái)DB38-15電除塵器；3臺(tái)D1000-11轉(zhuǎn)爐煤氣加壓風(fēng)機(jī)。

系統(tǒng)參數(shù)：邯鋼三煉鋼有4座規(guī)格為100 t的轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐冶煉周期40 min；轉(zhuǎn)爐煤氣回收周期5~10 min；噸鋼煤氣回收量一座氣柜130 m3，兩座氣柜135 m3；瞬時(shí)最大煤氣回收量為64.8萬(wàn)m3/h；一座氣柜瞬時(shí)最大進(jìn)氣量（側(cè)板內(nèi)徑58 m，最大升降速度3 m/min）47.53萬(wàn)m3/h；8萬(wàn)m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜有效柜容7.2萬(wàn)m3；年回收350 d；投資4000萬(wàn)元。

效益計(jì)算

鑒于居民用電的極度不均衡性，為提高用電效率，降低發(fā)電成本，國(guó)家電網(wǎng)對(duì)工業(yè)企業(yè)實(shí)行分段電價(jià)。邯鋼的分段時(shí)間和電價(jià)（非夏季，220 kV以上大型工業(yè)企業(yè)）見(jiàn)表2。

表2 河北220 kV以上大型工業(yè)企業(yè)分段時(shí)間和電價(jià)（非夏季）

邯鋼三煉鋼有4座規(guī)格為100 t的轉(zhuǎn)爐，單座煤氣回收氣柜運(yùn)行，噸鋼回收量130 m3，轉(zhuǎn)爐煤氣單位時(shí)間產(chǎn)量為7.8萬(wàn)m3/h，按2.2 m3轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)1 kWh電量計(jì)算，邯鋼三煉鋼煤氣回收年發(fā)電效益平均為16842萬(wàn)元。

如果兩座氣柜運(yùn)行，不采用“就峰避谷”，則噸鋼煤氣回收量135 m3，轉(zhuǎn)爐煤氣單位時(shí)間產(chǎn)量為8.1萬(wàn)m3/h，按2.2 m3轉(zhuǎn)爐煤氣發(fā)1 kWh電量計(jì)算，年發(fā)電效益平均為17489萬(wàn)元。

如果兩座氣柜運(yùn)行，采用“就峰避谷”發(fā)電方案，年發(fā)電效益為 18520萬(wàn)元。

就峰避谷效果

2013年11月采用兩座煤氣柜后，經(jīng)過(guò)一年多的“就峰避谷”調(diào)負(fù)荷運(yùn)行，噸鋼煤氣回收量由130 m3增加至135 m3，多增發(fā)電效益為1678萬(wàn)元。據(jù)此計(jì)算邯鋼三煉鋼2.4年就可回收一座投資4000萬(wàn)元的8萬(wàn)m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜的投資成本，經(jīng)濟(jì)效益可觀。在一年多的使用時(shí)間里，裝置安全、可靠，完全達(dá)到預(yù)期設(shè)想和設(shè)計(jì)要求。