高炉鼓风机机前富氧的实际应用

2016-08-11杨旭

大科技 2016年5期

关键词：鼓风富氧供氧

杨旭

（河北津西钢铁集团大方重工科技股份有限公司河北唐山 064302）

高炉鼓风机机前富氧的实际应用

杨旭

（河北津西钢铁集团大方重工科技股份有限公司河北唐山 064302）

在全球经济下滑，国内冶金行业迎来2008年以来最困难的时期，各家钢铁企业面临生死考验的今天，降本增效成为了目前各个企业的重中之重。高炉鼓风机机前富氧应运而生，是企业降本增效的另一把利器，利用氧气出塔压力，直接与高炉鼓风机相连，由鼓风机进行富氧输送至高炉，有效降低能量浪费。

高炉；机前富氧；改造

1 高炉富氧鼓风工艺现状

目前多数冶金企业乃至国家大型冶金企业仍保留采用高炉鼓风机机后供养的旧习，即以P=2.5MPa的氧压机压送氧气，经调压至P= 1.6MPa送往高炉，再经调压至P约为0.6MPa，送入高炉鼓风机机后风管，以高炉富氧鼓风，这样显然就造成了能源的极度浪费。仅以1280m3高炉为例，其富氧量按8000m3/h计算，按P1=2.5MPa及P2=0.6MPa两种压力供氧来进行粗略比较，则前者比后者多耗电量月为540kW/h，而全年多开支电费约210万元。在2015过去的一年里，钢铁形式下滑，国内多家钢铁企业宣布检修、闷炉、停产乃至破产的情况下，这种情况不仅是浪费问题，更是涉及企业生死攸关，员工生存环境的大事。

2 高炉鼓风机机前富氧的可行性

高炉富氧鼓风，一般分为高炉鼓风机机前及机后供氧两种方式。而机后供氧方式，国内又有两种方法：①P=3.0MPa经调压至P=1.6MPa，再调压至P=0.6MPa后直接送入机后风管；②P=0.8MPa直接送入机后风管。目前，国内冶金企业多为机后供氧，且以采用第一种方法居多，部分企业采用第二种方法，这两种方法都需要增加氧气透平机压缩氧气，消耗大量电源，在当前经济下行，吨铁成本指标下降的形势下，采用节能、安全的、环保的高炉鼓风机机前供氧方式成为首选。

所谓鼓风机机前富氧，即是将制氧出分馏塔15～20kPa（G）的低压氧气经新建低压管道输送至高炉风机进风管道，经调节阀组后到混合器混合进入高炉风机入口，利用风机自然吸风将氧气与空气充分混合成富氧（即鼓风机鼓风中含氧量＞21%）送至高炉使用。此法优点是无需配备氧气压缩机，从而大大节约了电能的消耗。

通过工业试验表明，高炉富氧率控制在30%的情况下，其生产是安全的，但相应的安全措施也还是必需的。首当其冲的是在高炉富氧鼓风中设置富氧比控制装置，该装置既要能适用于低纯度氧气也要适用高纯度氧气。当然，尽管设置了富氧比控制装置，但当其失灵或高炉鼓风机发生故障时，为避免重大事故的发生，以便在事故萌发的早期停止供氧，熄灭火焰，确保生产的安全，而采取其他相应的安全措施，也是必要的。

3 鼓风机机前富氧实施过程中的安全控制

机前富氧根据用户现场工部条件，针对高炉风机运行的各种故障，制订了一系列智能安全措施，采用独立的PLC集散安全控制系统，自动监测机前富氧运行情况，保证设备安全运转。

图1 PLC集散安全控制系统示意图

PLC集散安全控制系统示说明：氧气来自制氧空分装置，经过氧气专用过滤器、安全专用阀、安全专用阻火器与空气在气体专用混合器内混合后，通过高炉风机到达高炉内。系统发生故障时，由PLC集散安全控制系统根据所检测到的参数，自动进行处理。自动控制系统实时记录流量曲线，以便于生产人员根据实际需要进行调整。系统数据保持两年以上的存储空间，以备随时查询。

安全保护自动控制系统：

（1）当气体温度接近燃点或有燃烧源时，监测系统自动捕捉信号，并发出指令，启动设备的自动灭火系统，灭掉火源；

（2）在高炉风机前加装气分析系统，监测气体的富氧比和流量、压力，监测不正常时，会自动发出信号，并快速启动安全专用阀切断供氧；

（3）在高炉风机后加装气体分析系统，当煤气含量超标时，会自动发出信息，并快速启动安全专用阀切断供氧；

（4）当高炉鼓风机停机、喘振、故障时，系统会自动发出信号，并快速切断安全阀紧急切断氧气供应；

（5）设置超临界温度自动控制灭火系统，在系统停止使用及检修时给管线充保护气体；

（6）当高炉鼓风机的任何一项工况出现异常时，自动监测系统都会出指令，快速启动安全专用阀切断氧气供应；

（7）高炉风机连锁保护系统与超临界温度自动控制灭火系统相连接，当高炉鼓风机连锁保护系统启动时，超临界温度自动控制灭火系统自动启动保护风机安全。