怎么改進(jìn)鋼鐵廠焦?fàn)t燃?xì)?a href='http://gygsps.cn/jianyafa/' target='_blank'>減壓閥組

摘要:文章介紹了鋼冶煉廠為增加余壓透平裝置的發(fā)電量對(duì)轉(zhuǎn)爐減壓閥組進(jìn)行整修。此次修繕取得顯著經(jīng)濟(jì)效益,并有推廣作用。

關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)爐燃?xì)?TRT;減壓閥組轉(zhuǎn)爐燃?xì)鉁p壓閥組

:ThepapertheoftheofNo.1andNo.4BFofIron-PlantSteelCo.inordertotheofTRT.Theandhas.

Keywords:topgas;TRT;

轉(zhuǎn)爐燃?xì)庥鄩和钙窖b置簡(jiǎn)稱TRT,TRT的燃?xì)馊肟趶呐硎瞎芎蟮娜細(xì)夤芙映?燃?xì)獬隹谂c減壓閥組后的凈燃?xì)饨?jīng)理相連結(jié),因此TRT是與減壓閥組并聯(lián)在凈燃?xì)夤苈飞系?。其運(yùn)行原理是高壓燃?xì)庠谕钙綑C(jī)內(nèi)膨脹做功,促進(jìn)透平機(jī)軸套搖動(dòng),推動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。透平機(jī)有軸流向心式、軸流沖動(dòng)式和軸流反共式3種。其中軸流反共式的品質(zhì)小、效率高[1]。鞍鋼轉(zhuǎn)爐TRT透平機(jī)選用的就是這些方式。轉(zhuǎn)爐余壓發(fā)電裝置,要求轉(zhuǎn)爐壓力小于0.1MPa,燃?xì)鈮毫τ?、流量愈多發(fā)電量就愈高。與火力發(fā)電相比,其特點(diǎn)在于不消耗任何能源,而是充分運(yùn)用了先前白白拋掉的燃?xì)鈮毫?實(shí)現(xiàn)冶煉轉(zhuǎn)爐的鐵電聯(lián)產(chǎn)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境而言,除了去除了噪聲,緩解了工作環(huán)境,也清除了因?yàn)楣芫€震動(dòng)而對(duì)燃?xì)夤苈沸纬傻钠茐淖饔?。該技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐檢測(cè)已非常成熟,在各大鋼鐵企業(yè)已廣泛應(yīng)用,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分明顯。

11#、4#轉(zhuǎn)爐減壓閥組運(yùn)行情況

1999年,公司在4#轉(zhuǎn)爐完工我公司*TRT項(xiàng)目,2003年1#轉(zhuǎn)爐的TRT裝置也投入運(yùn)行,電廠1#、4#轉(zhuǎn)爐爐容均為2200m3的小型轉(zhuǎn)爐,設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐壓力為0.2MPa,因?yàn)檗D(zhuǎn)爐所用鼓水泵能力所限,轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐壓力通常控制在0.155MPa。其燃?xì)馓幚硐到y(tǒng)工藝步驟見圖1。它選用雙文式轉(zhuǎn)爐燃?xì)馓幚硌b置,屬干法除塵。在沒(méi)有安裝余壓發(fā)電裝置TRT時(shí),其系統(tǒng)壓力（轉(zhuǎn)爐頂壓）靠減壓閥組來(lái)調(diào)節(jié)控制。減壓閥組之前為高壓段,減壓閥組后來(lái)為低壓段。減壓閥組是控制轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐壓力的關(guān)鍵設(shè)備。而轉(zhuǎn)爐壓力的穩(wěn)定又是轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行的重要條件。在TRT余壓發(fā)電裝置運(yùn)行之后,減壓閥組既要保證TRT的穩(wěn)定發(fā)電又要保證轉(zhuǎn)爐燃?xì)庀到y(tǒng)的安全運(yùn)行。TRT正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),減壓閥組處于*關(guān)掉狀態(tài),轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐壓力是由余壓發(fā)電透平機(jī)的靜葉視角的調(diào)節(jié)來(lái)控制的。即便余壓發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)故障,其燃?xì)馊肟诘目烨虚y將快速關(guān)掉,而同時(shí)轉(zhuǎn)爐減壓閥組要快速打開,以保證轉(zhuǎn)爐燃?xì)饬鞯耐ㄟ^(guò),且依照轉(zhuǎn)爐的要求控制轉(zhuǎn)爐壓力。否則將造成轉(zhuǎn)爐燃?xì)庀到y(tǒng)及電廠鼓水泵的重大車禍。

2存在的問(wèn)題

原轉(zhuǎn)爐減壓閥組是由4個(gè)并聯(lián)的750mm碟型調(diào)節(jié)閥與一個(gè)200mm的常通閥組成,這些閥假如脫開控制軸桿,它是可以360旋轉(zhuǎn)的。沒(méi)有密封面,起不到密封作用。隨著使用時(shí)間的下降,其磨蝕也相應(yīng)加強(qiáng),從閥餅周圍空隙的泄露量也與日俱增,根本不能*截?cái)嗳細(xì)饬鞯耐ㄟ^(guò)。那樣就使一部份轉(zhuǎn)爐燃?xì)饨?jīng)減壓閥組踏入燃?xì)夤芫W(wǎng)。因而造成踏入TRT透平機(jī)的燃?xì)饬肯鄬?duì)降低,使得TRT的發(fā)電量逐漸提高。與其他鋼鐵廠同類別裝置的發(fā)電量相比只是過(guò)高。另一種狀況是減壓閥組處于關(guān)掉狀態(tài)時(shí),燃?xì)庵械募?xì)小煙塵和污垢擋住閥餅周圍的空隙,將閥餅擠死,即便TRT故障發(fā)生,減壓閥組又無(wú)法迅速打開,將造成車禍的逐步擴(kuò)大。很多問(wèn)題在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)恐嚇著轉(zhuǎn)爐的爐況順利和TRT余壓發(fā)電裝置的運(yùn)行正常。圖2為新舊閥門對(duì)比。

3轉(zhuǎn)爐減壓閥組的整修及效益

通過(guò)與國(guó)外鋼鐵企業(yè)同行交流,發(fā)覺(jué)三偏心金新舊閥門對(duì)比屬密封碟閥可以解決我們所遇見的瓶頸。三偏心金屬密封閥門的核心就是選用了偏心金屬硬密封,其襯套類似一個(gè)偏心的圓柱引子,在壓力的作用下越關(guān)越緊,但還要開啟時(shí)又能快速脫離,不形成自鎖。軸套在0~90之間自由調(diào)整。并且繼電器時(shí)對(duì)閥圈污垢有剪切作用。因而它解決了因閥門關(guān)不嚴(yán)燃?xì)庑孤┖瓦B續(xù)生產(chǎn)形成浮渣使閥門不能快速繼電器調(diào)整的窘境。此種閥還應(yīng)具備耐低溫的功耗,執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好,開啟速率快。確定選用4750mm的三偏心金屬密封碟閥替換目前的減壓閥組中的750mm調(diào)節(jié)閥,取200mm閥。2005年9月末,隨著二煉鐵檢修安裝工程的開始,設(shè)備動(dòng)力部組織煉鋼廠、燃?xì)鈴S、設(shè)計(jì)院共同論證后,研究決定對(duì)1在轉(zhuǎn)爐的控制參數(shù)中，轉(zhuǎn)爐壓力是十分重要的參數(shù)之一。轉(zhuǎn)爐壓力的控制精度直接影響轉(zhuǎn)爐的順行、產(chǎn)量。唐鋼轉(zhuǎn)爐除了要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐頂壓的穩(wěn)定控制，需要實(shí)現(xiàn)唐鋼北區(qū)動(dòng)力廠與之配套的余壓發(fā)電（TRT）的運(yùn)行，在頂壓穩(wěn)定的同時(shí)使發(fā)電功率大化。北京申弘管件專業(yè)的生成各類調(diào)壓閥組，主要使用在各類工業(yè)化的載荷中使用，有著挺好的調(diào)壓療效，現(xiàn)在北京申弘管件管件就來(lái)具體的剖析燃?xì)庹{(diào)壓閥組的知識(shí)：

（一）工作原理：

燃?xì)庹{(diào)壓閥組是由手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門及常通管組成。在使用中通常用一臺(tái)ZAJW-1型手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門通過(guò)DDZ型電動(dòng)單元組合儀表進(jìn)行手動(dòng)控制，其余二臺(tái)（或三臺(tái)）ZAJW-1型手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門由管件配制的電動(dòng)執(zhí)行器通過(guò)儀表盤上的自動(dòng)操作器控制進(jìn)行粗調(diào)，以達(dá)到對(duì)系統(tǒng)流量和壓力之調(diào)節(jié)。

（二）產(chǎn)品利用：

燃?xì)鉁p壓閥組適用于煉鋼廠轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)二氧化碳流量調(diào)節(jié)來(lái)保證轉(zhuǎn)爐壓力穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。安裝于除塵裝置（干式除塵或濕式除塵）以后的凈燃?xì)夤苈飞?。也適用于其它還要通過(guò)流量、壓力調(diào)節(jié)來(lái)保持穩(wěn)定生產(chǎn)的二氧化碳介質(zhì)管道系統(tǒng)。

（三）安裝知識(shí)：

本閥組安裝在水平管線上時(shí)無(wú)方向要求，但常通管應(yīng)放在閥組下方，以保證在系統(tǒng)氣溫升高時(shí)冷凝水的排出。安裝在平行管道上時(shí)應(yīng)考慮電動(dòng)執(zhí)行器的工作位置。

（四）主要材料：

閥門、連接筒、大小法蘭、蝶板：選用碳素鋼。

襯套：選用合金剛。

密封墊：選用石墨橡膠。

（五）特點(diǎn)介紹:

燃?xì)庹{(diào)壓閥組大的特性是能在無(wú)電、無(wú)氣的場(chǎng)所工作。既節(jié)約了能源，而壓力設(shè)定值在運(yùn)行中可隨便調(diào)整，因此它廣泛適于石油、深冷、電子、化工、天然氣、食品等各類燃缸蓋站、區(qū)域調(diào)壓和二氧化碳、液體的調(diào)壓要求。能減動(dòng)壓和靜壓,并將閥前介質(zhì)傳遞至閥后,且閥后壓力在一定范圍內(nèi)可以自由調(diào)節(jié)的球閥。按結(jié)構(gòu)型式可分為直接驅(qū)動(dòng)的直接式減壓閥和設(shè)有先導(dǎo)裝置的先導(dǎo)式減壓閥。

（2）可調(diào)式減壓閥的組成（沿水流方向）

A、控制閥;B、過(guò)濾器;C、閥前后的壓力表;D、可調(diào)式減壓閥;E、可曲撓橡膠接頭或管線伸縮器;F、控制球閥。

注:A、當(dāng)可調(diào)式減壓閥主閥門帶有壓力表時(shí),減壓閥組可不設(shè)置壓力表。

B、當(dāng)可調(diào)式減壓閥主閥門自身帶有過(guò)濾裝置時(shí),減壓閥組可不設(shè)過(guò)濾器。

C、安裝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有拆裝過(guò)濾裝置的空間。

（3）生活、生產(chǎn)、消防給水和冷水供應(yīng)系統(tǒng),在還要減靜壓的場(chǎng)所,并符合下述狀況時(shí),應(yīng)裝設(shè)給水減壓閥：

（4）減壓閥宜設(shè)置兩組，其中一組備用。

（5）減壓閥的設(shè)置誚方便管理、操作、安裝和修理;減壓閥不宜設(shè)置在墻面和別墅戶門內(nèi);當(dāng)減壓閥設(shè)置在管線井內(nèi)時(shí)應(yīng)留出足夠的空間。

2工藝對(duì)象芻議轉(zhuǎn)爐的頂壓控制由減壓閥組及唐鋼北區(qū)動(dòng)力廠與之配套的余壓發(fā)電（TRT）設(shè)備組成，如圖1所示。

圖1轉(zhuǎn)爐壓力控制閥組機(jī)制結(jié)構(gòu)

減壓閥組由4個(gè)閥組成：手動(dòng)閥、量程閥、快開閥、遙控閥組成。手動(dòng)閥：在減壓閥組控制頂壓時(shí)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)。阻值閥：在手動(dòng)閥手動(dòng)控制時(shí)起輔助調(diào)節(jié)作用?？扉_閥：適于TRT故障時(shí)與減壓閥組迅速切換，在轉(zhuǎn)爐減壓閥組控制頂壓時(shí)，作自動(dòng)閥用。遙控閥：適于中控時(shí)應(yīng)急自動(dòng)控制頂壓及轉(zhuǎn)爐頂壓超高限時(shí)緊急連鎖，避免受損轉(zhuǎn)爐設(shè)備。TRT主要由調(diào)速閥、透平機(jī)靜葉、發(fā)電鍋爐等設(shè)備組成。調(diào)速閥：適于調(diào)節(jié)透平機(jī)的沖轉(zhuǎn)扭矩，使之達(dá)到發(fā)電機(jī)發(fā)電所需的額定扭矩，保證發(fā)出的電為50Hz。透平機(jī)靜葉：在TRT控制頂壓時(shí)調(diào)節(jié)頂壓，并調(diào)節(jié)發(fā)電功率。工藝上要求在頂壓穩(wěn)定的同時(shí)TRT的發(fā)電功率大化，那樣就要求轉(zhuǎn)爐形成的燃?xì)馊苛鹘?jīng)TRT，充分運(yùn)用轉(zhuǎn)爐頂壓與管網(wǎng)燃?xì)獾膲毫Σ钸M(jìn)行發(fā)電。也就是說(shuō)在TRT控制頂壓時(shí)，正常時(shí)要求減壓閥組的所有球閥均處于關(guān)掉狀態(tài)。為了便于控制與切換采取雙方共用一個(gè)頂壓PID調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)爐操作人員隨時(shí)可以依照爐況調(diào)整頂壓的設(shè)定值可調(diào)式減壓閥組，通過(guò)減壓閥組或TRT的靜葉進(jìn)行調(diào)節(jié)頂壓，切換后TRT人員也可以直接控制減壓閥組的手動(dòng)閥、快開閥。

3系統(tǒng)方案使用公司的PLC5控制系統(tǒng)可調(diào)式減壓閥組，唐鋼北區(qū)動(dòng)力廠3#TRT系統(tǒng)使用ABB的PLC系統(tǒng)?？刂圃砣鐖D2所示。

圖2轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐壓力控制原理圖

轉(zhuǎn)爐切換到TRT控制時(shí)，轉(zhuǎn)爐頂壓調(diào)節(jié)器的輸出值輸出到TRT，這時(shí)TRT系統(tǒng)逐步提高對(duì)手動(dòng)閥的輸出，加強(qiáng)對(duì)透平機(jī)靜葉的輸出，直至手動(dòng)閥全關(guān)，阻值閥根據(jù)與手動(dòng)閥的連鎖全關(guān)，這時(shí)減壓閥組的閥全部處于關(guān)掉狀態(tài)，轉(zhuǎn)爐頂壓調(diào)節(jié)器從控制手動(dòng)閥*控制靜葉。但手動(dòng)閥與靜葉雖然是兩個(gè)不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，傳遞函數(shù)不同。假如轉(zhuǎn)爐頂壓調(diào)節(jié)器的PID參數(shù)還沿襲手動(dòng)閥的值會(huì)導(dǎo)致頂壓波動(dòng)減小。因此當(dāng)切換后手動(dòng)閥全關(guān)時(shí)，TRT系統(tǒng)將適應(yīng)靜葉的PID參數(shù)傳入轉(zhuǎn)爐的頂壓調(diào)節(jié)器。

轉(zhuǎn)爐的減壓閥組更換為選用三偏心金屬密封碟閥的新型減壓閥組。圖3為新舊減壓閥組結(jié)構(gòu)對(duì)比。在安裝調(diào)試時(shí)模擬TRT故障演習(xí)中,減壓閥組能在5s內(nèi)迅速開啟,無(wú)卡死滯后現(xiàn)象?？杀ＷCTRT鍋爐故障時(shí)減壓閥組迅速開啟,安全泄壓,使TRT鍋爐、高爐燃?xì)庀到y(tǒng)、熱電鼓水泵的安全得到保障。新舊加壓閥組結(jié)構(gòu)對(duì)比經(jīng)考察在國(guó)外各大鋼鐵企業(yè)此項(xiàng)目廣泛應(yīng)用的是中國(guó)生產(chǎn)的三偏心金屬密封碟閥,經(jīng)詢價(jià)1#、4#轉(zhuǎn)爐的兩套減壓閥組成本是350億元人民幣,而我們采用國(guó)外生產(chǎn)的三偏心金屬密封碟閥兩套成本為98億元人民幣。經(jīng)研究論證,決定將其國(guó)產(chǎn)化,屬國(guó)外應(yīng)用。僅采購(gòu)成本就節(jié)約了252億元人民幣。經(jīng)過(guò)近半年的運(yùn)行證明,改建后的減壓閥組達(dá)到了預(yù)期目的和療效。TRT發(fā)電量對(duì)比見表1。

5結(jié)束語(yǔ)

鞍鋼現(xiàn)有5座轉(zhuǎn)爐生產(chǎn),其全部搭載余壓發(fā)電裝置,其中1#轉(zhuǎn)爐、3#轉(zhuǎn)爐、4#轉(zhuǎn)爐都是雙文式轉(zhuǎn)爐燃?xì)馓幚硐到y(tǒng)帶TRT運(yùn)行,2#轉(zhuǎn)爐、5#轉(zhuǎn)爐為環(huán)縫燃?xì)馓幚硐到y(tǒng)帶TRT運(yùn)行。3#爐可借鑒以上經(jīng)驗(yàn)選適當(dāng)時(shí)機(jī)對(duì)其減壓閥組進(jìn)行整修,也可使其余壓發(fā)電量急劇上升。更值得一提的是4#轉(zhuǎn)爐和在建的6#轉(zhuǎn)爐將使用袋子式濕法除塵取代現(xiàn)有的干法除塵。這不僅可節(jié)約大量的水資源以外,還可使處理過(guò)濾后的燃?xì)鈿鉁赜休^大升幅的增加,即可急劇減少TRT發(fā)電量。運(yùn)行正常的爐膛燃?xì)庥鄩喊l(fā)電裝置,所回收的電量相當(dāng)于轉(zhuǎn)爐原本設(shè)備系統(tǒng)（不包括水泵）的用電量[2]。同時(shí)它只是冶金企業(yè)節(jié)能環(huán)保的重要措施。

3推論

（1）在現(xiàn)今原料條件下,焙燒礦產(chǎn)率為20時(shí),焙燒脫硝率在84%~90%之間,焙燒脫氟率通常在10%以下;

（2）高血鈣焙燒,酸性碳化物降低,焙燒過(guò)程脫硝率、脫氟率減少;

（3）焙燒礦鐵品味增加,混和料中碳化物降低,焙燒反應(yīng)室溫增加,有促使增加脫硝率;

（4）自產(chǎn)鐵精礦含氟量不斷增加及焙燒配加無(wú)氟礦比列減小,使焙燒混和料含氟量增長(zhǎng),是焙燒脫氟率增加的主要緣由。

（5）焙燒過(guò)程脫臭的硫和氟踏入焙燒煙氣中,由此可以估算出煙氣含磷和氟量,作為改進(jìn)焙燒煙氣潔凈工藝的依照。

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