煤氣烘烤在RH爐的應(yīng)用

楊磊

摘 要：唐山國豐鋼鐵RH頂槍烘烤一直采用液化氣烘烤，使用成本高。為降低使用成本擬定方案將RH真空室在線烘烤頂槍使用液化汽烘烤改為轉(zhuǎn)爐煤氣烘烤，轉(zhuǎn)爐煤氣將得到全部有效的回收利用，烘烤成本將大幅降低。

關(guān)鍵詞：煤氣；RH烘烤；改進

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.017

0 前言

唐山國豐鋼鐵RH真空處理建立于2008年，于2009年投產(chǎn)，投產(chǎn)后在線頂槍烘烤一直使用液化氣，造成能源費用較高，為了降低能源消耗費用，進行了多次內(nèi)部研究與探討，最終確定試用煤氣烘烤，因為煤氣為自產(chǎn)且放散量較大，成本可忽略不計，經(jīng)試用后烘烤效果良好。

1 RH爐烘烤系統(tǒng)概述

受行業(yè)生產(chǎn)的限制及降成本要求，在降本過程中RH爐液化氣消耗為能源消耗較高的內(nèi)容。為降低此環(huán)節(jié)的消耗成立了攻關(guān)小組來降低能源消耗?？紤]到工藝及設(shè)備的復(fù)雜性，我們直接忽略了對工藝及主體設(shè)備的改造。經(jīng)過討論一致認為對烘烤介質(zhì)的改進為可行性較高的方案。為了避免改造出現(xiàn)失誤影響正產(chǎn)生產(chǎn)最終確定在主體設(shè)備外新增一套煤氣烘烤試行，試行成功后投入使用。因此方案在全國范圍內(nèi)尚屬首例，所以我們聯(lián)系了烘烤供貨廠家進行了討論，并由烘烤專業(yè)廠家完成此裝置的制作。

2 改造的主要原則

本次改造首要考慮到問題為安全，涉及煤氣烘烤由專業(yè)安全部門進行共同監(jiān)督，包括可靠切斷、報警裝置、自動連鎖等全部調(diào)試合格方可投入使用。另本次改造主要為全國首次試用，不拆除原烘烤裝置，兩套裝置可交替使用，同時可保證設(shè)備作業(yè)率。

3 煤氣烘烤方案的設(shè)計

（1）主要參數(shù)：設(shè)計烘烤溫度：800℃～1200℃；使用壽命3年；設(shè)計最大煤氣耗量1500m3/h（煤氣管道直徑DN150）；最佳煤氣壓力范圍8～15KPa。

（2）烘烤裝置主要由燃燒器（燒嘴）和旋轉(zhuǎn)裝置組成。

（3）烘烤裝置安裝位置及烘烤實現(xiàn)。安裝于RH爐底部，火焰向上燃燒，RH爐底部的兩孔一個進燃燒火焰，一個排出廢氣，燒嘴與煤氣管道的連接采用金屬軟管連接，方便移動燒嘴。燒嘴安裝采用大軸旋轉(zhuǎn)方式，安裝位置在RH爐底部側(cè)面平臺上。為增加火焰沖擊力，將壓縮空氣管道接入烘烤裝置。燃燒器重量90KG，旋轉(zhuǎn)支架重量650KG，甲方應(yīng)適當加固平臺達到使用要求。建議旋轉(zhuǎn)支架的底座與地面之間加支撐柱以穩(wěn)固支架，地面下預(yù)埋鐵與支撐柱穩(wěn)固連接。支撐柱與旋轉(zhuǎn)支架的底座采用法蘭連接。當不烘烤時，懸臂旋回在側(cè)面平臺上，不影響鋼包車的作業(yè)。

（4）回轉(zhuǎn)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。回轉(zhuǎn)機構(gòu)安裝于側(cè)面平臺上，不烘烤時旋轉(zhuǎn)臂旋回側(cè)面平臺，不妨礙鋼包車作業(yè)，烘烤時旋轉(zhuǎn)臂旋至工作位置，旋轉(zhuǎn)角度可達240度。回轉(zhuǎn)機構(gòu)主要包含立柱、電機及減速機、旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)臂及燃燒器，立柱通過法蘭與底座連接，電機帶動旋轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)。

（5）電氣部分主要有兩個方面組成，現(xiàn)場控制箱和控制室內(nèi)報警箱。為方便操作，安裝現(xiàn)場控制箱，烘烤裝置的控制及操作均在現(xiàn)場機旁實現(xiàn)，操作人員在現(xiàn)場控制燒嘴的點火及調(diào)節(jié)等相關(guān)操作，同時在控制室內(nèi)安裝報警控制箱用來指示壓力低限、熄火、CO超標等報警，且該報警控制箱可遠程控制調(diào)節(jié)閥，煤氣管道、氮氣管道、壓縮空氣管道均加裝流量計。

4 燃燒廢氣的安全性評估及預(yù)防措施

火焰燃燒產(chǎn)生的廢氣由RH爐底部浸漬管排出，燃燒廢氣的主要成分為CO2，CO2的比重比空氣要重，有可能沉積在RH爐底部造成缺氧。原有烘烤設(shè)備中采用天然氣烘烤，燃燒廢氣中主要產(chǎn)物為CO2和水，廢氣中的CO2依然是通過底部浸漬管排出，從原有設(shè)備的使用情況看未發(fā)現(xiàn)RH爐底部CO2造成異常狀況。為預(yù)防CO2堆積我們對現(xiàn)場增加了通風裝置，促使空氣流動，稀釋CO2，同時空氣流動性差的地點增加氧氣分析儀，當氧氣含量異常時報警提示操作人員。

5 操作步驟

（1）操作人員首先現(xiàn)場檢查盲板閥及手動快切閥是否打開，煤氣管路是否完好、不泄露煤氣、煤氣壓力處于合適范圍內(nèi)，懸臂傳動機構(gòu)是否完好等準備工作。

（2）準備工作做好后，啟動現(xiàn)場控制箱上懸臂正傳按鈕，將懸臂懸出，待燃燒器的燒嘴出口正對RH爐底部孔時，按現(xiàn)場控制箱上懸臂正停按鈕停止旋轉(zhuǎn)。

（3）按動控制箱上開點火器按鈕打開點火器（點火器啟動后10分鐘自行關(guān)閉，此時間可根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)，范圍1～99分鐘），點火器啟動后，按動控制箱上快切閥開按鈕打開煤氣快切閥，操作控制箱上閥門手操器將調(diào)節(jié)閥開到10%左右，引燃火焰。

（4）引燃火焰后，觀察火焰燃燒狀態(tài)，待火焰穩(wěn)定后可根據(jù)控制室內(nèi)的升溫曲線通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開度來控制溫升。

（5）熄火檢測、CO檢測、壓力檢測均有相應(yīng)的轉(zhuǎn)換開關(guān)來切換是否投入與快切閥的連鎖，當快切閥因連鎖關(guān)閉時，現(xiàn)場控制箱和控制室報警箱上均有相應(yīng)的報警指示燈指示，同時聲光報警。操作人員在控制室內(nèi)及現(xiàn)場均可判斷連鎖關(guān)閥的原因。處理故障后可點火升溫。

（6）正常關(guān)火，關(guān)火時可按動控制箱上快切閥關(guān)按鈕關(guān)閉快切閥，然后關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，火焰熄滅后打開氮氣閥門用氮氣吹掃管道，待氣體置換完后，按動現(xiàn)場控制箱上懸臂反轉(zhuǎn)按鈕旋回懸臂到待機位置停止，以備下次使用。

6 改造效果分析

試車期間烘烤溫度達到約950噸可達到要求，計算煤氣耗量約299立方米/小時達到預(yù)期目的。120噸RH爐真空室在線頂槍烘烤使用液化汽不間斷烘烤，液化汽使用量非常大，成本非常高。液化石油氣（氣態(tài)）熱值：87.92-100.50MJ/kg，液化汽價格：6.7元/kg；轉(zhuǎn)爐煤氣熱值：8.38-8.79MJ/Nm3，轉(zhuǎn)爐煤氣價格：0.1元/Nm3（自產(chǎn)煤氣成本忽略不計）；根據(jù)液化石油氣與轉(zhuǎn)爐煤氣熱值換算，每使用1kg液化石油氣所產(chǎn)生熱值，大約可用11Nm3轉(zhuǎn)爐煤氣產(chǎn)生熱值代替。正常生產(chǎn)情況下，改造前工業(yè)燃氣消耗約為11萬每年，改造后煤氣流量按照500立方米/小時計算，每年保守估計可節(jié)約45.4萬元。通過試用期間觀察點火、操作、烘烤等情況比較順暢，節(jié)約能源效果明顯。

7 結(jié)束語

唐山國豐鋼鐵有限公司對RH爐真空室在線頂槍烘烤改造屬全國首例在下方烘烤，對RH爐真空室在線頂槍烘烤提供了依據(jù)，同時將液化氣改為煤氣烘烤大大降低了成本，對本單位的能源進行了合理利用，減少了煤氣的放散，一舉多得。