丛占柱

1.前言

大数据时代的工业企业可以利用信息化的独特优势，更加高效、准确、精细分析工业生产工艺环节中各因素影响，进而及时进行精准调控。转炉煤气回收占整个转炉工序能源回收部分的80%-90%，是降低工序能耗、实现负能炼钢的关键环节。因此，转炉煤气回收指标也成为各大钢铁企业对标挖潜、降低能耗的一项重要指标。为进一步挖掘潜力，近年来本钢利用大数据精细挖掘影响因素，精准实施应对措施，不断提升能源利用水平，一直处于行业领先的地位。

2.大数据采集与分析

2.1数据采集依据

本钢板材公司直接负责转炉煤气回收工艺操作的分别是板材炼钢厂和板材能源总厂。板材炼钢厂的生产工艺决定了转炉煤气发生量、回收节奏以及煤气质量（组份和热值）。板材能源总厂负责对炼钢厂产生的煤气进行接收、储存、精除尘、加压以及配出。要达到能源充分利用最理想状态，就要实现产供平衡。但是由于转炉煤气属间歇性回收、连续性配出，因此，优化转炉煤气回收利用指标，要从煤气发生量、生产节奏、气柜容量、煤气平衡等方面进行分析。

转炉煤气的发生量主要由转炉空气吸入系数、转炉及其煤气回收设备运行状态、煤气回收限制条件、原料质量以及供氧强度等多方面因素决定，并以受炼钢工艺环节生产运行状态的影响。煤气输配状况受转炉煤气接收炉数、单台炉煤气回收时长、煤气柜系统、煤气加压站系统等因素影响。根据上述原理，可利用大数据手段。对转炉煤气回收过程中的炉数、单台炉煤气回收时长、炼钢节奏趋势等与当日转炉煤气回收相关的指标进行对比分析。

2.2转炉煤气回收日信息采集

通过大数据信息采集可形成每日单台炉接受时间、回收炉数、单炉回收时长等基础数据。大数据通过信息化手段，可进一步做出回收节奏趋势图，可精确到任意时间范围内。见图1。

图1 大数据对转炉煤气回收日信息采集

2.3对单台炉回收时长与转炉煤气回收指标对比分析

利用大数据可进行单台炉回收时长与转炉煤气回收指标对比分析，数据可精细到回收炉数，单台炉回收时长精确到秒。

2.4趋势对比

上述数据可以随机抽取。转炉煤气回收炉数与煤气回收完成指标趋势见图2，单台炉平均煤气回收时长与煤气回收完成指标趋势见图3，数据可跨年度随机抽取。

图3 单台炉平均煤气回收时长与煤气回收完成指标趋势图

图2表明，转炉煤气当日完成指标并不随转炉煤气的回收炉数的趋势发生变化。因此转炉煤气回收的完成指标与转炉煤气的回收炉数关系不大。该趋势同样验证了转炉煤气的回收指标为吨钢回收指标，与钢产量无关。

图2 转炉煤气回收炉数与煤气回收完成指标趋势图

图3表明，转炉煤气当日完成指标与转炉煤气单台炉平均煤气回收时长呈同趋势变化。由此可知，单台炉煤气的回收时长对转炉煤气回收指标起决定性作用。因此，影响转炉煤气回收指标的决定性因素即为单台炉煤气回收时长。同样，可以进一步分析出影响转炉煤气回收的具体原因。

3.影响单台炉煤气回收时长的因素分析

3.1数据因素分析

为进一步分析单台炉煤气回收时长的影响因素，利用大数据对所有导致单台炉煤气回收时长少于10分钟的影响因素做了记录。经大数据统计，影响单台炉煤气回收时长的原因主要有两方面：第一是炼钢厂来源煤气时长缩短；第二是能源总厂第三加压 站因罐位高被迫提前停收煤气。其中某四个月时段，数据统计分析其中第一因素（炼钢厂来源煤气少）占比86%，第二因素（第三加压站因罐位高被迫提前停收煤气）占比14%。

3.2炼钢厂来源煤气少因素分析

转炉煤气的发生量主要由转炉空气吸入系数、转炉及其煤气回收设备运行状态、煤气回收限制条件、原料质量以及供氧强度等多方面因素影响。该环节属炼钢工艺环节，其实质性原因不属煤气输配环节，该文不做赘述。

3.3罐位高被迫提前停收煤气因素分析

转炉煤气属间歇性回收、连续性配出，第三加压站的主要工艺环节为将来源煤气回收至煤气柜内储存，再从煤气柜进入到电除尘进行精除尘，然后进入加压站系统升压配送至管网直至用户。第三加压站拥有威金斯煤气柜两座，其公称容量均为8万m³，为了保证气柜安全运行，国内同行业一般将气柜保持在3-7万m³。为了能够提高转炉煤气回收，板材能源总厂将气柜最大容许运行容量从71500m³提升至73500m³，尽管如此，在个别时段由于炼钢厂集中来煤气，导致气柜容量达到73500m³最大容许容量被迫拒收。

通过大数据系统可清楚看到转炉炼钢节奏，发现炼钢转炉最长时段近两个小时不来一炉煤气，最集中阶段半小时内来四炉煤气，炼钢节奏的不均衡造成气柜气量忽高忽低，不仅影响煤气回收，同时也严重危害气柜和加压站的安全和使用寿命。可见转炉炼钢节奏是否均衡也是影响转炉煤气回收的一项重要因素。

4.改进措施及建议

综上所述，大数据对转炉煤气回收的因素分析具有高效、准确、精细等特点，通过因素分析，可以精准的指挥生产，提升煤气回收利用水平。从大数据分析可以得出，转炉煤气属间歇性回收、连续性配出，煤气的回收量根本上取决于煤气发生量。转炉煤气的发生量主要受转炉空气吸入系数、转炉及其煤气回收设备运行状态、煤气回收限制条件、原料质量以及供氧强度等多方面因素影响。管理因素在转炉煤气回收中也同样重要，在转炉煤气回收环节中要做到“三勤”即勤观察、勤联系、勤回收，做到应收尽收。炼钢节奏不均衡不仅使得转炉煤气回收指标受损，而且严重危害了气柜和加压站系统的安全运行和使用寿命，还严重影响转炉煤气管网的煤气平衡，因此也要改进炼钢的生产节奏。根据大数据对煤气输配环节的因素分析，可从下列方向改进，进一步提升转炉煤气回收水平：

（1）从转炉空气吸入系数、转炉及其煤气回收设备运行状态、煤气回收限制条件、原料质量以及供氧强度等多方面因素进行攻关，从根本上提升转炉煤气发生量。

（2）控制好转炉炼钢节奏，不仅可提升转炉煤气回收量，更重要是保护整个产线的安全稳定运行。

（3）鉴于同行业发展水平不断提高以及炼钢生产节奏不断加快，本钢现有两座8万m³威金斯煤气柜已经不能满足未来生产需求，需重新设计选择适当柜容的气柜来满足未来发展需求。

（4）在煤气回收和输配环节执行“三勤”制度，并适当调整煤气柜柜容上下限，将转炉煤气柜的下限调至23500m³，将煤气柜的平均柜容控制在48000m³以下。如果在回收过程中柜容高于此标准，则联系用户增加配出量，使柜容保持在合理的范围之内。

（5）利用能源中心平台及时掌握信息动态，在转炉煤气柜将失去调节能力，即转炉煤气配出压力低于8000Pa或高于10000Pa时，能源中心调度要及时平衡好煤气配出量。

5.结语

转炉煤气回收在煤气输配环节中受多种因素影响，通过大数据分析对比可将影响因素对比分类。根据影响因素的比重，采取相应的措施，转炉煤气回收水平得到提升，验证了数据分析是精准的。

参考文献略