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煤气系统优化方案39页
煤气系统优化方案
能源中心
一、目前煤气系统现状
1、目前煤气平衡情况
1.1煤气系统平衡表
表1为某公司2012年1-12月份煤气平衡表,高炉煤气回收量为1850m³/t铁左右,放散率9.76%;焦炉煤气回收量为430m³/t干焦,放散率2.2%;转炉煤气回收量108m³/t钢;其它工序煤气消耗情况详见下表。
表1公司2012年煤气平衡表
序号
项目
数量
产量
单耗或发生量m³/t
煤气产量或耗量(万m³)
座
万吨
高炉煤气
焦炉煤气
转炉煤气
一、煤气产量
1
高炉450m3
3
186.31
1848
344225
2
焦炉63孔
2
75.57
431
32554
3
60吨转炉
2
176.73
108
19158
煤气产出合计
344225
32554
19158
二、煤气利用
1
热风炉(含喷煤)
12
861
160455
2
烧结52m2
3
230.15
折合转炉煤气45m³/t
493
10031
3
竖炉10m2
2
102.28
222
22717
4
混铁炉及烤包器
10415
3528
5
一轧厂加热炉
1
66.96
折合转炉煤气120m³/t
1862
614
5404
6
二轧厂加热炉
2
109.51
336
36812
7
两座焦炉生产
2
折合高炉煤气985m³/t
22085
10776
8
石灰窑
1
14.53
214
3110
9
冷轧
54.74
47
2585
10
钢管
1
10.47
35
362
11
细粉
1
37.25
171
6354
12
煤气发电
2
17929.83
折合高炉煤气5.2m³/t
49420
14391
195
煤气利用合计
310612
31837
19158
三、煤气平衡结果
33613
717
四、煤气放散率(%)
9.76
2.20
说明
1、二轧1#加热炉改造后,单炉运行,煤气单耗从370m³/t材,降到215m³/t材。
2、焦化1#焦炉自4月份开始改烧高焦混合煤气,煤气配比94:
6左右。
1.2煤气系统平衡图
1.3煤气平衡分配情况
1.4系统存在问题
某公司实业有限公司现有2座63孔复热式捣固焦炉(炭化室高度4.3m)、3座450m3高炉、2座60t转炉。
主要副产煤气:
焦炉煤气发生量41200m3/h;高炉煤气发生量405000m3/h;转炉煤气回收量108m3/t钢。
目前主要问题如下:
(1)高炉煤气系统无煤气柜,煤气压力波动频繁且较大,不利于炉窑的燃烧加热稳定以及加热炉实施自动加热控制系统;缺少必要缓冲以缓解煤气紧张或短时过剩造成的煤气供应不平衡;管网压力高,影响TRT发电量。
(2)高炉煤气含水量高,对干法除尘布袋造成影响,高炉煤气含尘量高,影响计量仪表准确性,不利于煤气用户稳定加热,冬季尤为明显。
(3)转炉煤气回收水平与先进水平有一定差距。
(4)煤气用户存在盲目追求使用高热值、高压力的煤气现象,煤气消耗高,主要工序煤气消耗与先进水平有较大差距。
(5)高炉煤气和焦炉煤气存在较大放散的现象;
(6)计量不准确,计量不规范,如作为高炉煤气的最大用户,高炉热风炉、烧结机等煤气消耗计量仪表和助燃风量计量仪表不准确。
(7)由于相关计量不准确,炉窑空燃比根据操作人员经验调节,因此不能保证合理的空气过剩系数和经济燃烧。
详细问题见各工序系统分析。
2、各工序煤气系统分析
2.1焦化工序
2.1.1煤气系统平衡图
焦炉煤气发生量
2012年1-12月份,按用户使用量和放散量计算,焦炉煤气回收量为431m³/t焦,按照经验公式计算每吨干煤煤气发生量,如下:
方法如下
Vr=60+10Vdaf
Vr—每吨干煤煤气发生量,(m3/t干煤)
Vdaf—干煤的挥发分(%)
按挥发分为28%,Vr=60+10*28=340
则吨焦煤气发生量为340*1.28=435m³/t焦
2.1.2炉窑设备燃烧情况
工序
炉窑名称
规格参数
煤气用量
助燃空气量
炉膛温度(℃)
理论空燃比
实际空燃比
排烟温度
炉皮温度
炉顶温度
备注
m³/h
温度(℃)
预热后温度(℃)
m³/h
温度(℃)
预热后温度(℃)
焦化
1#焦炉
4.3m*63孔
BFG:
2500
COG:
38000
0
13
4.58:
1
285
2#焦炉
4.3m*63孔
9500
15→47
4.58:
1
150
管式炉
φ4000mm
h:
26200mm
260
8→44
430
4.58:
1
128
大气式烧嘴,由底部风口控制风量;煤气总管DN250,之管3个DN100
回转窑
3800~4000
一次:
4000
二次:
18000
400~580
1100~1350
4.58:
1
5.5:
1
950
150
250
助燃风偏大,进行料预热
从炉窑现场调查情况来看,存在问题为:
1)焦炉烟气无氧含量检测,不能保证合理的空气过剩系数;2)1#焦炉排烟温度高,余热未有效利用;3)管式炉和回转窑炉皮温度偏高,热损失量大。
2.1.3与行业先进水平对比差距
工序名称
行业先进水平
某公司
差距
kgce/t
折算高炉煤气m³/t
kgce/t
折算高炉煤气m³/t
kgce/t
折算高炉煤气m³/t
焦炉
93
845
108.44
985
15.44
140
石灰回转窑
114.5
1041
1)关于吨焦耗热量,我国环境保护行业标准规定,将炼焦行业清洁生产分为三级技术指标:
一级水平为国际清洁生产先进水平,二级为国内清洁生产先进水平,三级为国内清洁生产基本水平,耗热量指标如下:
指标
一级
二级
三级
国际清洁生产先进水平
国内清洁生产先进水
国内清洁生产基本水平
吨焦耗热量
(7%H2O)KJ/kgce
使用焦炉煤气
≤2150
≤2250
≤2350
使用高炉煤气
≤2450
≤2550
≤2650
根据以上指标,按洗精煤消耗1258kg/t焦折算煤气消耗如下:
指标
一级
二级
三级
国际清洁生产先进水平
国内清洁生产先进水
国内清洁生产基本水平
吨焦煤气消耗(m³/t焦)
使用焦炉煤气
≤150
≤155
≤160
使用高炉煤气
≤877
≤913
≤950
因此,从以上分析可知,我公司焦炉耗煤气较高,与先进企业相比差距较大。
2)石灰生产,理论上每kg需热量4090kj(980kal/kg),按理论计算我公司折算高炉煤气需要1256m³/t,实际为1041m³/t,用量合理。
2.1.4存在问题及改善措施
序号
存在问题
问题描述
节能措施
实施
目标
项目投资(万元)
优先级别
1
焦炉加热煤气消耗量大
现焦炉加热系统无氧含量检测,不能保证合理的空气过剩系数;焦炉加热采用恒定加热
对现有焦炉恒定加热改为程序自动加热,根据荒煤气温度、焦饼温度、煤气热值等参数实现自动程序加热。
降低煤气消耗至行业先进水平,即煤气消耗95kgce/t左右。
A
1#焦炉废气温度达285℃,余热未有效利用。
目前两套焦炉煤气余热采用蒸汽预热,谋划利用焦炉废气预热煤气改造,并与废气余热蒸汽回收情况对比、确定。
A
2.2烧结工序
2.2.1煤气系统平衡图
2.2.2炉窑设备燃烧情况
工序
炉窑名称
规格参数
煤气用量
助燃空气量
炉膛温度(℃)
理论空燃比
实际空燃比
排烟温度
炉皮温度
炉顶温度
备注
m³/h
温度(℃)
预热后温度(℃)
m³/h
温度(℃)
预热后温度(℃)
烧结
1#烧结机
52㎡
1300
3700
800~1020
1.21:
1
2.85:
1
以阀门开度进行温度控制,已关闭一排烧嘴
2#烧结机
52㎡
2500
3450
920~1020
1.21:
1
1.38:
1
3#烧结机
52㎡
600
3600
800~1020
1.21:
1
6:
01
1#竖炉
10㎡
北8200
南10000
70
北9500
南7900
26
913~1069
0.6:
1
北1.16:
1
南0.79:
1
150
70
1#烘干
66
13
1020
0.6:
1
160
155
2#竖炉
10㎡
南10000
北10000
95
南9740
北8900
28
0.6:
1
200
2#烘干
4400
75
11
0.6:
1
436
170
从炉窑现场调查情况来看,烧结工序存在问题为:
1)实际观察及现场人员反映烧结机煤气支管、竖炉支管煤气流量不准确,且烧结机风量计量不准确,空燃比根据操作人员经验调节,因此不能保证合理的空气过剩系数和经济燃烧。
2)1#烘干炉煤气和空气流量表坏,2#烘干炉排烟温度过高,煤气消耗量大;
3)烘干炉和竖炉炉皮温度偏高,热量损失大,浪费煤气
2.2.3与行业先进水平对比差距
工序名称
行业先进水平
某公司
差距
kgce/t
折算高炉煤气m³/t
kgce/t
折算高炉煤气m³/t
kgce/t
折算高炉煤气m³/t
烧结机
2.32
21
8.6
78
6.28
57
竖炉
170
24.43
222
52
2.2.4存在问题及改善措施
序号
存在问题
问题描述
节能措施
实施
目标
项目投资(万元)
优先级别
1
烧结点火炉煤气消耗高
煤气支管,且风量计量不准确,空燃比根据操作人员经验调节,不能保证合理的空气过剩系数和经济燃烧。
完善煤气和空气计量仪表,降低煤气消耗,等措施。
转炉煤气消耗降低至20m³/t矿
A
实施烧结点火自动控制。
C
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