转炉煤气回收系统优化控制方案研究

董保亮

西宁特殊钢股份有限公司炼钢事业部

转炉煤气回收系统优化控制方案研究

董保亮

西宁特殊钢股份有限公司炼钢事业部

随着我国钢铁冶炼技术不断发展，在炼钢过程中会产生多余的气体或者是热量。在国家不断推行优化工业产能结构，节能减排的政策下，对于炼钢的多余产能利用，不可避免的用到转炉煤气的回收系统。本文通过对转炉煤气回收系统的优化控制方案进行研究，旨在提高炼钢能源使用效率。

转炉煤气；回收系统；优化控制

随着我国基础公共事业的不断发展，钢铁的使用量逐渐的加大，对于生产钢铁过程中如何提高能源的回收利用有了更高的要求。转炉煤气是在炼钢过程中，铁水中的碳在氧化的作用下生成一氧化碳和二氧化碳混合体[1]。产生的转炉煤气具有极大的毒性，夹杂含有大量的氧化铁粉，直接排放会影响炼钢效率，也会污染环境。转炉煤气进行回收不仅可以对铁元素进行回收利用，还能作为燃料进行利用。以此应对转炉煤气的回收系统予以重视。

一、转炉煤气回收系统简介

（一）回收系统工作原理

转炉煤气在炼钢过程中产生的一氧化碳含量约占90%左右。这种气体对人体有极大的毒害作用，但同样也是热值极高的优质燃料，因此必须使用回收系统对其进行回收再利用。转炉煤气回收系统的工作原理是，将高温的烟气在汽化烟道进行净化和冷却处理，将转炉烟气的氧化铁粉进行回收，得到纯净的气体。

转炉煤气回收有干法和湿法两种：湿法是高温烟气经汽化冷却降至约1000摄氏度，经过两道脱水工序，喷出洗涤水降低煤气温度至35摄氏度左右，进行氧化铁粉的回收。之后用抽风机将洁净气体进行储备。干法是高温烟气先降温至1000摄氏度左右，再蒸发冷却降至200摄氏度，使用干式除尘器除去氧化铁粉等固体物质，抽风机将洁净煤气送入储气罐。目前国内使用的多是湿法回收，国外使用干法回收。湿法回收工作效率是60-80m3/t，干法回收的含尘量能达到小于50mg/m3，投资较湿法回收高12%-15%，但是不需要污水处理，动力消耗低，但后续气体混合需要预防爆炸问题。

（二）国内回收系统存在现状

一般湿法回收系统包括除尘系统，水系统、安全PLC系统、液压回收阀系统、煤气柜控制系统等几个部分组成。在液压回收部分控制不当致使回收的效率降低，安全PLC系统不完善导致烟气的非正常泄露，严重影响回收率。通过PLC程序之间切换时容易出现安全连锁现象，以至于出现影响烟气回收。PLC没有远程监控，因此出现问题不能处理，需要作业人员手动解决，非常不便。

二、转炉煤气回收系统的优化

由于转炉煤气回收依靠相关仪表数值进行判断，不能实现智能预警、远程监控等措施，因此对原有的现场仪表进行加装智能系统的改造，则回收系统使用起来更加便捷。因此引进了国外先进的Delta V控制系统对原系统进行升级改造。

（一）Delta V控制系统

Delta V控制系统[2]使用以太网进行网络控制，设有操作员模块、工程师模块、冗余控制模块。操作员模块能进行转炉煤气除尘加工和高焦炉烟气混合加工的操作；工程师模块可以对各种故障进行诊断，检测站点转炉煤气的回收率等指标。Delta V控制系统能对现场的仪表和设备的工作量进行控制和监控，对泵、阀等开关实行联锁保护及状态控制。该系统存在集成模块，内设卡件，即插即拔，可在线更换。运行过程没有较大噪音，软件功能齐全，减少工作人员的日常维护工作量。在日常故障发生时，智能系统能及时在线检测，并且对于突发异常进行预警。从而省去工作人员检查仪表、判断故障原因等环节。

（二）保证现场供电稳定

对于自动化系统最重要的是Delta V控制系统的供电稳定，而控制器上的电力来自于控制器上的电源卡。为了避免突发的停电状况导致控制系统的电源供电受到影响，需要加设不间断电源UPS保证供电。从而提高稳定性和安全性。如果市电线路或者UPS出现故障，Delta V控制系统则会存在风险。因此供电方面会使用双线路供电，再增加一个UPS形成冗余供电，从而保障电源不会断电，系统长效运行。

（三）提高纯净煤气回收量

转炉风机停吹时，增加延时放散时间，停吹环节进行合理的优化。一般地，正常停吹，转炉到除尘风机运行时间大约60秒，当除尘结束后，延时放散20秒可以保证烟气管路中纯净煤气的回收。如果放散20秒回收烟气率较低，或者出现中断、故障等信号时，要及时停止回收，送入放散侧保证生产安全。转炉煤气的回收受回收条件、空气吸入量、供氧强度等因素的影响较为明显。其中炉口的压差决定了空气吸入量，压差固定对转炉煤气的回收造成影响，压差不稳定相差大，回收效果会出现大幅度的波动，不利于回收。

结束语

通过实现对转炉煤气的自动化可以增加转炉煤气的安全性，从而实现对转炉煤气回收过程中全程集中的监管和控制。使作业人员提高了工作效率，对现场仪表的设备在发现情况的时候，能够及时处理。为生产的安全运行提供了保障。Delta V控制系统有即插即拔的卡件，可在线更换，操作不仅方便快捷，耗电量也很小。从而减少了维修费用，使钢铁企业成本降低。但是对于自动化系统的操作，要求工作人员提高自身素质，懂得Delta V控制系统的原理。在软件的维护升级问题上要有计算及的相关基础。因此对管理人员的知识水平要求更高。使用前应当进行详细的培训。目前我国尚在使用湿法回收，随着技能减排技术的不断提高，我国会逐步改良湿法回收。通过运用新的科学技术，为钢铁行业的节能环保带来更大的变革。

[1]刁兴武,李乾坤.西钢120 t转炉煤气回收优化实践[J].黑龙江冶金,2015,（2）：39-41.

[2]丁昊.某钢厂转炉煤气回收并网系统优化改造实践[J].机电信息,2016,（12）：102-103.