焦炉煤气柜改造方案的探讨

日期:10-08  点击:463  属于:最新动态

        作为热轧工程配套项目的5万m,焦炉煤气柜,于1996年3月12日置换成功后投用至今,除辅助设施外部电梯、内部吊笼等质量低劣不能正常运转外,柜体、活塞、油泵站等主要部件使用情况良好。
        干式气柜作为煤气管线中重要的缓冲用户,可在能源平衡、维持管道压力稳定、减少放散、调节用户诸方面发挥重要作用,并产生一定的经济效益,但从目前的运行情况看来,并没有达到这个目的。
        未来热轧达到120万t钢材生产能力时,加热炉燃烧的混合煤气中需要的焦炉煤气量为12530 N m3/h,焦化的新脱硫装置在此流量时的阻损为1^-1. 2 kPa。焦炉煤气总管压力运行于4. 5 kPa附近。因此,从长远看来,气柜目前的运行压力为进气3. 55 kPa,吐气3. 36 kPa,静置3. 45 kPa。对于保证热轧焦炉煤气柜管道压力的稳定是能够发挥其应有的作用的。
        然而,由于热轧目前的生产能力只有40万t左右,故所需的焦炉煤气量减少,而新脱硫装置的阻损也只有0. 2 kPa左右,这样就造成目前的柜前压力保持在4. 3 kPa左右,致使气柜成了系统上的一个低压点,因此也就决定了它目前的运行状况是只进不出,不仅不能发挥其应有的作用,反而成为一个放散点。
        这是一个长远的规划与目前的实际相互矛盾的问题。为尽快地解决这个矛盾,动能部与公司机电处、设计管理处、总调度室、焦化厂、马鞍山钢铁设计研究院进行了多次的协商讨论,前后提出了三个不同改进方案,在此将其分别介绍如下。
改进方案
 
1、维持现有运行状态增加气柜配重
1.1改造目的
        根据目前焦炉煤气管道运行的实际,正常情况下气柜前压力在4. 3 kPa,如果将气柜的储存压力增加至相应的程度,那么在热轧用气量没有大规模增加的情况下,能够保证气柜顺利地投入使用。
1.2改造方法
         气柜储存压力的增加通过增加气柜内部活塞上的配重来实现,其主要工作有以下几点。改造方案见图1
    (1)可靠切断气柜进出口管道;
    (2)打开气柜放散,放掉气柜内剩余煤气,让活塞平稳降落;
    (3)用氮气置换活塞底部煤气,合格后放掉氮气;
    (4)确定配重堆放位置,通过人孔抬人配重块,指定堆放,配重总重约100 t ;
    (5)用氮气置换活塞底部空气,合格后引入煤气;
    (6)测量气柜实际储存压力。
1. 3优、缺点
(1)能够发挥干式气柜的作用,使焦炉煤气总管尤其是热轧掺混焦炉煤气管道的压力保持稳定;
焦炉煤气柜
    (2)系统上没有更动,没有离开干式气柜是为保证热轧生产的初衷。
    (3)在将来热轧产量不断增大的过程中,因为用气量的增大使脱硫阻力损失也增大,最后气柜必然要恢复到目前的压力状态,造成多次置换的浪费;
    (4)气柜的置换是一件相当危险的工作,要防止混合气体的爆炸、氮气的窒息,需要精心的操作和各部门的大力配合,工作量大,危险性高,不宜多次进行。
2. 2根据热轧焦炉煤气用量设置调节蝶阀
2. 2.1改造目的
        在热轧生产能力达到设计规模以前,其需要的煤气用量随生产能力的提高而增加,是一个不断增大的变量,是有阶段性的。如果我们把脱硫后的管网作为一个小系统来运行的话,大家都知道,压力的形成是由量引起的,如果我们根据热轧的生产能力,分阶段地控制脱硫后的焦炉煤气用量,定量供应。在热轧正常生产时,定量正好供应加热炉;生产低峰时,定量用不完,管道压力升高,多于的部分进气柜;生产高峰时定量不足,管道压力下降,气柜吐出储存的量,实现平衡,这样就需要在脱硫后管道上加装调节蝶阀。
2. 2. 2改造方法
        为维持原有管道的完整性,不给将来的正常生产带来影响,考虑将调节蝶阀和流量孔板设置在旁通位置,主要工作有以下几点。改造方案见图2.
气柜
    (1)在热轧年修时,脱硫系统关闭停役情况下,用蒸气吹扫热轧焦炉煤气管道,至检验合格;
    (2)在Dn1200焦炉煤气主管道上设置法兰和盲板;
    (3)安装旁通管道、调节蝶阀,以及计量流量孔板;
    (4)敷设控制仪表及电缆;
    (5)用蒸气吹扫管道内空气,合格后引人煤气。
  2. 2. 3优、缺点
    (1)理论上可以比较好地兼顾现状和将来,投资和工作量较少;
    (2)可以选择适当的时候施工,危险性较小。
    (3)本方案作为一种过渡措施理论上可行,但实际运行难度相当大。    
    (4)焦炉煤气总管的压力波动、热轧煤气用量的不稳定性、调节参数的不断变化等过渡过程中的可变因素制约了这种调节方式发挥正常的作用,会给将来的运行操作带来许多困难。
2. 3将气柜并入总管运行的方案
2. 3. 1改造目的
        干式气柜的设置,原来的考虑是为了保证热轧系统的正常生产,这样就决定了它只能在热轧焦炉煤气管网这个小系统内发挥作用。现在如果我们跳出这样的思路,从整个焦炉煤气管网的角度来看待这个问题,如何才能更大地发挥干式气柜的作用?
         如果我们将干式气柜并人总管运行,根据焦炉煤气管网的运行情况来看,它可以起到以下几个作用:
    (1)更好地实现生产上能源平衡的原则;
    (2)增加了缓冲用户,能够减少放散;
    (3)可以稳定总管压力,如果焦炉发生意外,在一定的时间内能够保证生产和居民用气。
  2.3.2改造方法
    (1)将气柜进口管道改线至脱硫装置前面;
    (2)将气柜的配重调整至与总管压力相匹配的状态;
    (3)因干式气柜移至脱硫前面,为防止脱硫发生意外事故而造成热轧管网停气,建议焦化厂增设脱硫装置旁通快开阀门。
      以上改造所要进行的主要工作有以下几点。具体改造方案见图33
    (1)可靠切断气柜进出口管道;
    (2)打开气柜放散,放掉气柜内剩余煤气,让活塞平稳降落;
    (3)用氮气置换活塞底部及管道内煤气,合格后放掉氮气;
    (4)确定配重堆放位置,通过人孔抬人配重块,指定堆放,配重总重约110 t;
    (5)带气在脱硫前合适管段开孔,作为干式气柜进气口;
    (6)敷设新的进口管;
    (7)施工完成后用氮气置换空气,合格后引人煤气;
    (8)测量气柜实际储存压力。
气柜
  2. 3. 3优、缺点
    (1)干式气柜作用得到充分发挥,对公司全局的能源平衡将带来很大的好处,有相当可观的经济效益;
    (2)改造后的进口管与现在的进口管相当于是形成一个三通,如果将来热轧系统确实需要干式气柜,我们还可以通过三通将其改变回来。
    (3)因管道改线、气体置换,改造投资稍大;
    (4)对未经脱硫后的煤气进人干式气柜的可行性认识不足,建议有关部门组织考察认证。
      通过对上述三个方案的分析讨论,笔者认为:方案一、二是基于干式气柜是专为热轧而设立的初衷;方案三则是从全局的角度来考虑这个问题,可以充分发挥干式气柜的作用。
 

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