钢铁企业提高转炉干法煤气净化回收系统的煤气回收率的研究

2国内某钢厂120吨转炉煤气回收研究分析

某炼钢厂120吨转炉在投运初期，煤气柜尚不具备回收条件，净化后的煤气全部点火放散，转炉活动烟罩未实行升降罩操作，炉口微差压亦未投入使用，风机根据炉口返烟情况手动设定调节，吹炼周期内CO含量普遍偏低。实现煤气回收后，为提高煤气回收率，分别从转炉活动烟罩的降罩操作、炉口微差压数值设定及风机PID控制水平、汽化烟道氮封系统调整、生产组织和设备管理等几个方面进行了分析研究和调整改进。

2.1活动烟罩降罩操作

在转炉吹炼初期，为保证产生的CO能在炉口完全燃烧成CO2，以避免泄爆情况的发生，不实行降罩操作，当氧枪在等待位以下或氧气阀完全打开后，持续90秒再将转炉活动烟罩降至下限位置。活动烟罩升降示意图见图3。

本次对比系统其它可能存在影响因素均未作优化调整，仅实现降罩操作，降罩操作前后，转炉煤气中CO的含量变化对比曲线见图4：

由曲线对比可见：

未降罩时：在吹炼430秒左右，CO含量升至25%，约900秒以后CO降至25%以下。在430秒至900秒之间CO含量最低为14%，此区间平均含量约为25%。CO含量曲线变化比较剧烈，在区间内CO含量多次降低至20%以下。

降罩后：在吹炼350秒左右，CO含量升至25%，约900秒以后降至25%以下。在350秒至900秒之间CO含量最低为25%，此区间平均含量大于30%。CO含量曲线变化相对平缓，以30%为中心上下波动，区间内最低值大于25%。

经对比分析可知，转炉炼钢时采取降罩操作，吹炼阶段CO含量有显著提高，且降罩后CO含量升至25%的时间提前约80秒。可见转炉炼钢的降罩操作对提高转炉煤气的回收率及回收质量均有良好效果。

2.2炉口微差压数值设定及风机PID控制

为防止大量空气吸入烟道，造成转炉烟气中CO在高温下燃烧成CO2导致CO含量降低，从而降低煤气回收质量。在烟道入口及烟道末端两个位置均装有用于测量烟道压力的测压环管，通过差压变送器所测的差压值PLC进行PID运算，输出风机转速设定值，并不断调整修正风机转速，最终将炉口压力控制在微正压状态。

炼钢过程中，将炉口微差压控制值分别设定为-10Pa和+30Pa，观察不同炉次炼钢时转炉炉口状况并分析风机转速的变化情况。图5为炉口微差压不同设定值下的风机转速变化曲线。

当口微差压值设定为+10Pa时，炉口处于微正压状态，炉口如有如无的少量烟气被二次除尘所抽走。当口微差压值设定为-30Pa时，炉口表现出明显的抽力强劲，大量空气被抽入汽化烟道进入干法回收系统。

分析图5可知，上部曲线的炉口微差压值设定为+10Pa，整个炼钢过程中风机瞬间最高转速约1220rpm，炼钢中期转速平均约1050rpm。下部曲线的炉口微差压值设定值为-30Pa，整个炼钢过程中风机瞬间最高转速达1400rpm，炼钢中期转速平均约1220rpm。显而易见，当炉口微差压设定数值发生变化时，风机转速曲线亦跟随发生变化。炉口微差压设定的负值越大，风机转速越高，吸入的空气则越多，经过燃烧反应，大大降低烟气中CO的含量，直接导致可回收时间的缩短，可见炉口微差压的设定值对煤气中的CO含量及回收率均有影响。

将炉口微差压设定在微正压的状态，通过精准的控制计算，使风机转速运行在最佳的转速状态，确保提高转炉煤气回收率。

2.3汽化烟道的氮封系统

某钢厂在煤气回收初期，煤气柜分析数据显示氮气含量高达45%，通过不同压力下的调整分析发现，当氮封压力大于0.3MP甚至更高时，氮气流会对炉口产生冲击，造成炉口气流紊乱，烟气外溢。为避免烟气外溢，操作人员往往会首先提高风机转速，于是大量外部空气被吸入，空气中的氧不仅造成烟气中CO燃烧，而且空气中的氮气和氮封系统的过量氮气同时进入烟气中，大大增加了烟气中氮气含量，造成回收煤气品质降低。

在采取转炉降罩操作及炉口微差压调整后，同时对汽化系统活动烟罩、下料口及氧枪口氮封系统进行调整。经过反复试验发现，当氮封压力低于0.25Mpa时，既能保证炉口平稳杜绝烟气大量外溢，又可保证密封效果。最终将煤气中氮气含量控制在33%左右，大大提高了回收煤气品质。

2.4生产组织和设备管理

除了转炉炼钢工艺、原材料条件及炼钢操作水平的影响，由于转炉生产的周期性，煤气回收与转炉冶炼节奏、煤气柜储气容量等均密切相关，因此生产组织的良好与否对煤气回收率的影响也至关重要。

加强设备的日常维护，出现故障及时检修，可有效延长设备使用周期，减少因设备故障停炉而影响连续生产，从而有利于提高煤气回收率。尽可能统一协调，将转炉系统、干法净化回收系统以及煤气柜的检修工作安排在同一个时间进行，以减少对转炉炼钢连续生产的影响。

3结束语

通过活动烟罩的降罩操作、炉口微差压数值设定及风机PID控制水平、汽化烟道氮封系统调整、生产组织和设备管理等几个方面的分析调整和改进操作，煤气回收CO含量及煤气回收率均有显著提高。

本文通过对比分析研究，提出具体措施以提高转炉炼钢过程中转炉煤气中CO的浓度，增加煤气回收率，对炼钢厂实际生产中提高社会效益和经济效益具有重要的指导意义。

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