宣鋼高爐區(qū)域能源介質(zhì)管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的實(shí)踐

田歷

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司機(jī)動(dòng)處，河北宣化075100）

綜合

宣鋼高爐區(qū)域能源介質(zhì)管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行的實(shí)踐

田歷

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼公司機(jī)動(dòng)處，河北宣化075100）

主要針對高爐能源介質(zhì)管網(wǎng)存在的不足進(jìn)行詳細(xì)的闡述，并進(jìn)行了完善與改造，使高爐節(jié)能收到了較好的效果并保證了高爐的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

空氣；水；節(jié)能降耗；電效

1 宣鋼能源介質(zhì)管網(wǎng)的現(xiàn)狀

宣鋼現(xiàn)有5座高爐，其中2500 m3高爐2座，分別是1#、2#高爐，能源介質(zhì)管網(wǎng)基本相連；4#高爐1800 m3高爐一座，3#高爐2000 m3高爐，此兩座高爐毗鄰，在能源介質(zhì)管網(wǎng)的布置上很多相關(guān)或者相連，5#高爐450 m3高爐，管網(wǎng)獨(dú)立。其中3#高爐投產(chǎn)于1989年12月，經(jīng)歷過1998年、2003年2次大修，2010年3月開始第三次大修，計(jì)劃擴(kuò)容到2000 m3，新建和舊有外圍能源介質(zhì)管網(wǎng)需要進(jìn)行切改優(yōu)化。4#高爐2011年9月停爐進(jìn)行中修，能源介質(zhì)管網(wǎng)需要進(jìn)行必要的綜合改造。同時(shí)由于公司低成本戰(zhàn)略的實(shí)施，對于利用率低的站網(wǎng)需要進(jìn)行切并以提高利用效率，減少不必要的效率損失，所以需要從根本上采取運(yùn)行和改造優(yōu)化措施，保證煉鐵廠高爐區(qū)能源介質(zhì)管網(wǎng)的安全高效運(yùn)行。

2 優(yōu)化改造的必要性分析

（1）高爐生產(chǎn)時(shí)宣鋼能源消耗大戶，是公司生產(chǎn)的主力軍和節(jié)能降耗的主力軍，外圍能源介質(zhì)系統(tǒng)是關(guān)系到生鐵成本的關(guān)鍵因素，關(guān)系到高爐和外圍設(shè)備穩(wěn)定順行和公司低成本戰(zhàn)略的實(shí)施效果。

（2）管網(wǎng)運(yùn)行多年，積累了一些隱患和問題，一旦發(fā)生泄漏等事故直接關(guān)系到高爐安全和人身安全，是安全生產(chǎn)的需要。

（3）節(jié)水和提高綜合利用效果是目前節(jié)能的主要措施，是降低消耗和提高效率的需要。

（4）外圍管網(wǎng)是為各系統(tǒng)提供能源介質(zhì)和動(dòng)力資源的關(guān)鍵設(shè)備，是提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性的關(guān)鍵,是保證高爐強(qiáng)化冶煉和長周期穩(wěn)定順行的要求。

綜合考慮以上因素，必須對高爐外圍能源介質(zhì)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行完善改造和創(chuàng)新，以滿足高爐的要求.

3 完善改造和優(yōu)化運(yùn)行的實(shí)踐

3.1 總體思路

針對外圍管網(wǎng)的不同生產(chǎn)性質(zhì)進(jìn)行有特點(diǎn)的優(yōu)化運(yùn)行和完善改造，采取有效措施保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。貫徹修、替、改、創(chuàng)的原則，克服慣性思維，完善能源介質(zhì)系統(tǒng)保產(chǎn)能力，并充分利用舊有設(shè)備和成熟的技術(shù)，通過完善改造和創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念真正實(shí)現(xiàn)高爐長周期穩(wěn)定和節(jié)能降耗。1#、2#高爐屬于新建高爐，能源介質(zhì)管網(wǎng)基本完善，3#、4#高爐均面臨大修和中修，能源介質(zhì)管網(wǎng)有一定的優(yōu)化空間，所以主要對3#、4#高爐進(jìn)行優(yōu)化改造，同時(shí)兼顧其他高爐。

3.2 空壓機(jī)并網(wǎng)改造

3#、4#高爐均設(shè)獨(dú)立的空壓機(jī)站，且相互毗鄰；3#高爐原設(shè)計(jì)兩個(gè)空壓機(jī)站，分別是高爐空壓機(jī)站和儀表空壓機(jī)站，供高爐爐前開眼機(jī)、擺動(dòng)鐵鉤和其他氣動(dòng)設(shè)備用壓縮空氣以及儀表執(zhí)行機(jī)構(gòu)和動(dòng)力廠軟水站用風(fēng)。4#高爐設(shè)獨(dú)立的空壓機(jī)站，為噴煤和4#高爐各用風(fēng)點(diǎn)供風(fēng)，各用風(fēng)點(diǎn)使用情況不一，造成4#高爐用風(fēng)富裕而3#高爐用風(fēng)緊張，借3#高爐大修時(shí)機(jī)，拆除3#高爐空壓機(jī)站，把部分效率高的螺桿空壓機(jī)移動(dòng)并入4#高爐空壓機(jī)站，實(shí)現(xiàn)集中供風(fēng)，提高空壓機(jī)運(yùn)行效率，并淘汰故障率高和運(yùn)行效率低的空壓機(jī)，保證了高爐用風(fēng)和效率提高。

3.3 水系統(tǒng)節(jié)能改造

（1）4#高爐空壓機(jī)站水系統(tǒng)改造，由于空壓機(jī)站由原來的5臺(tái)空壓機(jī)增加到9臺(tái)空壓機(jī)，原水系統(tǒng)不能滿足需要并且原水系統(tǒng)采自3#高爐，在3#高爐計(jì)劃檢修停水時(shí)需要使用地下新水進(jìn)行冷卻，而且3#高爐面臨大修，需要進(jìn)行改造結(jié)合現(xiàn)場地下管網(wǎng)的布置情況，空壓機(jī)房南側(cè)為4#高爐循環(huán)水C2泵組的供回水管路，根據(jù)4#高爐C2泵組的能力和水量平衡計(jì)算。把該泵組的水直接引入空壓機(jī)進(jìn)行冷卻，節(jié)約因?yàn)闄z修補(bǔ)充新水和關(guān)聯(lián)影響，又使C2泵組滿負(fù)荷工作，節(jié)約了電能和水。利用平時(shí)機(jī)會(huì)鋪設(shè)管路，計(jì)劃檢修時(shí)與主管道溝通，逐步關(guān)閉3#高爐供過的冷卻水和開啟4#高爐循環(huán)水泵站的冷卻水，實(shí)現(xiàn)安全切改，改造后C2泵組達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行，降低了無功功率。

（2）3#高爐噴煤站，供料槽下、空壓機(jī)水系統(tǒng)改造，原設(shè)計(jì)設(shè)獨(dú)立的水泵站為空壓機(jī)和噴煤供水，需要補(bǔ)充新水進(jìn)行噴淋冷卻等，而循環(huán)水泵站C泵組卻不能滿負(fù)荷工作改造為由循環(huán)水直接鋪設(shè)管路的循環(huán)冷卻以提高水泵的運(yùn)行效率。

（3）4爐沖渣補(bǔ)水原為3#高爐工業(yè)水管路和循環(huán)水C2泵組，但是循環(huán)水為動(dòng)力廠脫泥間補(bǔ)水管路等水泵由于使用量小存在經(jīng)常溢流，每天溢流200 t以上，需要治理溢流把這部分水充分利用。針對溢流問題把這部分溢流水引入循環(huán)水水沖渣補(bǔ)水管中作為水沖渣補(bǔ)水，每天可減少溢流200 t。

（4）4#爐高爐熔渣處理由于?；Ч焕硐?，管路腐蝕漏水等經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)塊等現(xiàn)象，故障頻繁，造成設(shè)備損壞嚴(yán)重和浪費(fèi)水資源等，采用制作分水包和更新管路、?；^后移更新等解決了水耗高的問題。

3.4 對采暖蒸汽管道進(jìn)行了優(yōu)化

1#高爐從3#高爐區(qū)域引蒸汽管路滿足沖渣采暖需要，存在管路長、保溫不完善措施，所以在1#高爐區(qū)域采用臨時(shí)接點(diǎn)進(jìn)行改造，縮短了管路2000 m，有效提高了蒸汽運(yùn)行效率。

3#高爐避開施工區(qū)域并為施工區(qū)域預(yù)留接入點(diǎn)，對供料車間原來使用沖渣水采暖的采暖用戶采用75 t/h鍋爐采暖水改造，保證了冬季正常采暖和節(jié)約沖渣水消耗，對煤氣防護(hù)站、空壓機(jī)、噴煤進(jìn)行汽改水，充分利用3爐區(qū)75 t循環(huán)水進(jìn)行采暖，節(jié)約蒸汽。4爐區(qū)在排氣全部安裝截止閥，把蒸汽使用量調(diào)到最小，保證采暖和節(jié)約蒸汽。每周檢查跑冒滴漏不少于2次，保證執(zhí)行效果。

3#高爐投產(chǎn)后在彎道和爬坡地段設(shè)置了工藝排氣，這部分氣體排放冬天全部浪費(fèi)，根據(jù)現(xiàn)場條件，把工藝排氣進(jìn)行回收，分別用于噴煤、槽下、機(jī)車待命房采暖和部分料倉保溫蒸汽，節(jié)約了大量的蒸汽資源。

3.5 氮?dú)夂脱鯕庀到y(tǒng)改造

在氣體廠院內(nèi)部進(jìn)行氧氣管路切改，把供應(yīng)的氧氣各個(gè)高爐徹底分開，3#高爐氮?dú)庥?#高爐噴煤廠房處引出。2010年2月，3#高爐大修需要占用原煤氣加壓站位置建設(shè)干式除塵，高爐需要生產(chǎn)到2010年10月，爐頂氣密箱和二均需要合適的氣體來冷卻和均壓，按照首鋼院設(shè)計(jì)，需要在2月計(jì)劃檢修3天更換水冷氣密箱，僅使用8個(gè)月就需要拆除，所以必須進(jìn)行改造解決備件浪費(fèi)問題。經(jīng)過現(xiàn)場研究提出煤氣改氮?dú)獾姆桨?，為了滿足煉鐵工藝，使系統(tǒng)的運(yùn)行符合工況，需要重新鋪設(shè)氮?dú)夤苈窛M足爐頂?shù)獨(dú)庖螅⒃趪娒汉蜖t頂設(shè)氮?dú)鉁p壓閥，滿足二均和氣密箱氮?dú)庑枰瑥亩鴱氐撞鸪簹饧訅赫緸?#高爐大修贏得時(shí)間.并優(yōu)化3、4爐供氣管道，在備用管路上安裝氮?dú)鉁p壓和調(diào)節(jié)閥，便于一個(gè)發(fā)生故障可以及時(shí)切換，并把控制分別分開，保證一個(gè)高爐發(fā)生故障不影響另一個(gè)高爐的正常運(yùn)行。

3.6 焦?fàn)t煤氣管路

由于運(yùn)行多年，在一些拐彎處容易造成焦油等堆積堵塞管路，在采用高壓清洗的同時(shí)，對于管路拐彎處采用增加旁通的方法進(jìn)行改進(jìn)，并對此處進(jìn)行伴熱保溫。

3.7 高爐煤氣管路

由于積水容易造成冬季凍管路，在容易積水的地方增加脫水器進(jìn)行優(yōu)化，保證管路暢通。

對1#、2#高爐區(qū)域管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，使南網(wǎng)和北網(wǎng)相互連通，解決了煤氣資源幾座高爐共享的難題。

4 管網(wǎng)優(yōu)化改造的實(shí)施及效果

4.1 進(jìn)行集中管理

提高空壓機(jī)、水泵等機(jī)械運(yùn)行效率和電網(wǎng)利用效率，以及變壓器的負(fù)荷率，降低不必要的消耗。

4.1.1把相互毗鄰的空壓機(jī)站進(jìn)行合并改造，淘汰高耗能的空壓機(jī)，在全公司率先進(jìn)行集中管理，提高效率，主要進(jìn)行了以下改造：（1）把原8爐空壓機(jī)站的60M3螺桿空壓機(jī)兩臺(tái)車和40M3螺桿空壓機(jī)兩臺(tái)車移到4爐空壓機(jī)站，并把配電柜進(jìn)行相應(yīng)的改造和增容，預(yù)留3、4爐變電兩段控制回路和水系統(tǒng)預(yù)留回路。（2）連接相應(yīng)的管路進(jìn)行互通改造，保證兩座高爐的用風(fēng)。（3）新建兩臺(tái)空壓機(jī)保證3#高爐噴煤用風(fēng)，相應(yīng)的電氣和水系統(tǒng)進(jìn)行切改并行和增容。

4.1.2對零散的水系統(tǒng)用戶采用各個(gè)高爐集中地循環(huán)水泵站進(jìn)行供水，淘汰分散的水泵房和直接采用地下水的冷卻方式，主要進(jìn)行了4爐空壓機(jī)水改造、3爐噴煤空壓機(jī)和供料水泵房改造、引風(fēng)機(jī)、主抽風(fēng)機(jī)、中速磨水改造和4爐沖渣補(bǔ)水水源改造等，采用以循環(huán)重復(fù)應(yīng)用代替一次性外排水，鋪設(shè)集中泵房的管路，把分設(shè)的水泵站淘汰，從而節(jié)約用水和提高水泵利用效率。節(jié)約用水，并進(jìn)行了用電優(yōu)化，提高變電站變壓器的負(fù)荷率，便于集中管理和操作優(yōu)化。節(jié)水效果明顯。

4.2 根據(jù)各自不同的特點(diǎn)進(jìn)行分開設(shè)置和管理，便于避免相互影響

（1）在氣體廠院內(nèi)部進(jìn)行氧氣管路切改，把供應(yīng)的氧氣各個(gè)高爐徹底分開單獨(dú)調(diào)節(jié)供應(yīng)。

（2）3#高爐氮?dú)庠瓉砼c中型高爐氮?dú)夤餐詺怏w廠低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)，由于改造后的氮?dú)饬亢蛪毫o法滿足需要，經(jīng)過測算決定由4#高爐噴煤廠房處引出，采取帶壓開孔的方式在官網(wǎng)上安裝閥門和減壓裝置，3#高爐爐頂?shù)獨(dú)飧脑旖?jīng)過現(xiàn)場研究提出煤氣改氮?dú)獾姆桨?，為了滿足煉鐵工藝，使系統(tǒng)的運(yùn)行符合工況，需要重新鋪設(shè)氮?dú)夤苈窛M足爐頂?shù)獨(dú)庖螅⒃趪娒汉蜖t頂設(shè)氮?dú)鉁p壓閥，滿足二均和氣密箱氮?dú)庑枰瑥亩鴱氐撞鸪簹饧訅赫緸?#高爐大修贏得時(shí)間。

（3）優(yōu)化供氣管道。在備用管路上安裝減壓閥和調(diào)節(jié)閥，控制系統(tǒng)分設(shè)控制。

4.3 對蒸汽管道進(jìn)行了優(yōu)化

主要措施能使用廉價(jià)的水暖的，堅(jiān)決不采用汽暖，并充分考慮避開施工區(qū)域并為施工區(qū)域預(yù)留接入點(diǎn)，對供料車間采暖采用75 t鍋爐采暖水改造，保證了冬季正常采暖和節(jié)約沖渣水消耗，對煤氣防護(hù)站、空壓機(jī)、噴煤進(jìn)行汽改水，充分利用8爐區(qū)75 t循環(huán)水進(jìn)行采暖，節(jié)約蒸汽。

4.4 煤氣管網(wǎng)

采用高壓清洗和帶壓開孔等方式疏通、增加旁通和重新確定最低點(diǎn)安裝脫水器，并優(yōu)化管路布置和走向，保證合理美觀安全。

4.5 實(shí)施效果

2010年1月開始到2010年8月結(jié)束，改造后收到了良好的效果，表1列出了能源介質(zhì)管網(wǎng)優(yōu)化改造前后的對比。

表1 能源介質(zhì)管網(wǎng)優(yōu)化改造前后的對比

由表1可知：

（1）改造后保證了大片區(qū)域職工的采暖需要，同時(shí)節(jié)約蒸汽消耗，一個(gè)冬季可節(jié)約3000 t蒸汽。

（2）高爐空壓機(jī)水系統(tǒng)改造后每天可節(jié)約新水1500 t，年可節(jié)約補(bǔ)充新水20.6萬t，解決水沖渣溢流和泄漏。改造后可降低溢流損失14.32萬t，合計(jì)可減少補(bǔ)充新水34.92萬t，同時(shí)有利于環(huán)境改善。相對于使用地下水的水壓提高，冷卻能力得到相應(yīng)的提高，機(jī)溫顯著降低，有利于設(shè)備良好運(yùn)行。同時(shí)循環(huán)水泵組在改造后無功消耗降低25%，提高了電效。

（3）空壓機(jī)并網(wǎng)后可減少3臺(tái)空壓機(jī)的運(yùn)行和維護(hù)，可有效節(jié)約材料備件費(fèi)和降低用電、用水等消耗。并進(jìn)行了用電優(yōu)化，提高變電站變壓器的負(fù)荷率，便于集中管理和操作優(yōu)化。

（4）煤氣管網(wǎng)改造后可有效防止堵塞和凍害而影響高爐生產(chǎn)的故障。

（5）氮?dú)夤芫W(wǎng)改造有效防止了突然停氮?dú)獾墓收?，對于噴煤和高爐氣密箱的保護(hù)有很好的效果。

（6）改造后分散的水泵房撤銷，停開泵數(shù)量達(dá)到8臺(tái)，包括空冷器等電機(jī)減少額定功率800 kW，有效地節(jié)約了備件材料等維護(hù)費(fèi)用。

管網(wǎng)優(yōu)化改造后提高了管網(wǎng)的運(yùn)行效率。

5 結(jié)束語

通過上述改造，在節(jié)能工作上取得了較好的效果。節(jié)約蒸汽消耗，節(jié)約新水、提高了電效。有效節(jié)約材料備件費(fèi)和降低用電、用水等消耗、提高變電站變壓器的負(fù)荷率，提高了管網(wǎng)的運(yùn)行效率。

（1）在全公司范圍內(nèi)率先進(jìn)行優(yōu)化整合、提高運(yùn)行效率的模式，空壓機(jī)并網(wǎng)提高運(yùn)行效率、供水集中提高水泵運(yùn)行效率、提高變電站變壓器的負(fù)荷率、提高電效率均在公司屬于領(lǐng)先地位。

（2）對外圍管網(wǎng)運(yùn)行模式進(jìn)行優(yōu)化并針對性的進(jìn)行了改造和重新設(shè)計(jì)。

（3）空壓機(jī)管網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了合并，淘汰落后的空壓機(jī)，保證集中供風(fēng)和提高效率。

（4）采用新思路解決循環(huán)水替代一次性外排水的方案。

（5）由集中的水泵站供水替代分散的補(bǔ)水和供水，保證集中供水和提高水泵利用效率和節(jié)水。

（6）進(jìn)行了用電優(yōu)化，提高變電站變壓器的負(fù)荷率，便于集中管理和操作優(yōu)化。

Practice of Optimal Operation of Energy Medium Pipe Network in Blast Furnace Area

TIAN Li(Section of Machinery and Power,Xuanhua Iron&Steel Co.,Hebei Iron&Steel Group,Xuanhua,Hebei 075100,China)

The shortcomings in the energy medium pipe network of blast furnace of Xuanhua Iron&Steel Co are described in detail.The energy medium pipe network is reconstructed,which has achieved better energy saving effect of blast furnace and ensured efficient and stable operation of blast furnace.

air;water;energy saving and consumption reducing;power effect

TK018

B

1006-6764(2013)07-0086-03

2012-08-08

田歷（1971-），女，1997年畢業(yè)于河北冶金職工大學(xué)冶金機(jī)械專業(yè)，工程師，現(xiàn)從事煤氣設(shè)施的維護(hù)與檢修工作。