[摘要]高炉煤气是高炉炼铁过程中的副产品，也是钢铁企业重要的二次能源。

从设备配置、煤气管控策略、放散控制体系等多角度对高炉煤气系统进行一个合理的综合性分析，达到节约能源，保护环境，降低成本，创造经济和社会效益的目的。

[关键词]高炉煤气，二次能源，环境，效益1 引言唐钢中厚板材有限公司高炉煤气系统主要由两座高炉、高炉煤气管道系统、一座10万M3高炉煤气柜和两座高炉煤气放散塔组成。

高炉煤气每小时平均流量约为43万M3，平均热值为2500kJ/M3。

虽然高炉煤气的热值不高，但巨大的产量所产生的能源价值是很可观的。

由于高炉煤气的产气量大于用户的用气量，过剩的高炉煤气需要通过放散塔放散掉。

所以，大量有害气体和粉尘排放到大气中产生一定环境污染，而且也是能源的浪费。

因此，降低高炉煤气放散率是煤气系统工作重点之一。

2 高炉煤气系统简介2.1 高炉煤气供应原理从高炉引出来的煤气含有15g~80g／M3或更多粉尘，是不能直接供给用户使用的，否则会堵塞煤气管道和用户设备，还可能引起蓄热室内耐火砖渣化和导热性降低。

因此，高炉煤气必须经除尘处理后才能输送和使用。

高炉煤气由炉顶封板（炉头）引出，进入重力除尘器，煤气在重力除尘器内由于气流突然转向，流速突然降低，煤气中的灰尘颗粒在惯性力和重力作用下沉降到除尘器底部。

通过重力除尘器可以除去粒度大于30μm的灰尘颗粒，除尘效率可达到80%，出口煤气含尘可降到2~10g/M3,阻力损失较小，一般为50~200Pa。

其次煤气再进入布袋除尘器进行精细除尘，气流通过布袋时，灰尘被截留在纤维体上，而气流通过布袋继续运动。

经过二次除尘的煤气再经过透平装置或减压阀组，最后进入高炉煤气外网管道供用户使用。

高炉煤气的工艺流程如图一所示。

图一高炉煤气工艺流程图2.2 高炉煤气系统设备简介公司现在拥有两座现代化大型高炉。

1#高炉炉容1580M3,每小时产气量为21万M3/h~23万M3/h，日产气量504M3-552M3左右；2#高炉炉容1780M3,每小时产气量为23万M3/h~25万M3/h，日产气量552M3-600M3左右。

柜区拥有1座容量为10万M3稀油密封型煤气柜。

气柜工作压力7.6KPa±0.2KPa。

实际可用柜容为25000M3-75000M3，用以在高炉紧急休风时继续供用户使用高炉煤气。

同时在正常情况下调节煤气供需不平衡而造成的压力波动。

柜区拥有1#和2#两座三筒铁塔自立式放散塔。

现在1#放散塔投运，2#放散塔备用。

两座放散塔放散能力均为20万M3／h左右，可以满足绝大多数情况下的放散要求。

高炉煤气管道网中的煤气管道高空共架安设，无坡度，管底架设高度为8米以上，考虑施工和运输局部地区架空高度10米以上，使用波纹管型伸缩补偿器。

采用盲板可靠切断煤气，每隔150米设一个排水器，在重要管道处设立双排水器。

3 高炉煤气用户及用量情况我公司高炉煤气用户主要有热风炉、锅炉、烧结、喷煤、轧钢加热炉、白灰窑、超细粉、竖炉、烘干炉，热处理等。

其用气量见表一。

表一高炉煤气用户每小时基本用量情况表4 高炉煤气系统放散情况分析高炉煤气放散问题是钢铁企业煤气系统最大的问题之一，放散不仅污染周边大气环境，而且还浪费能源。

以我厂2009年1月份~~12月份的放散情况为例进行分析如图二所示。

2009年1月份~~12月份高炉煤气月放散量表1002003004005006007008009001月份2月份3月份4月份5月份6月份7月份8月份9月份10月份11月份12月份2009年1月份~~12月份高炉煤气月放散率表0.20.40.60.811.21.41.61.822.22.42.62.831月份2月份3月份4月份5月份6月份7月份8月份9月份10月份11月份12月份图二 1月份~~12月份的放散情况从上表数据分析得知，2009年12个月的平均放散量为391.11万M3/月，年放散率为1.29%。

在全国76家同行业中排第10位。

5 高炉煤气系统运行中出现的问题及分析进入2009年，随着金融危机的不断加深，公司在经营上出现艰难。

所以，针对如何降低成本，提高能源综合利用，维护设备正常运行已经成为全厂节能降耗、挖潜增效的重要环节之一。

但是，由于种种原因，煤气系统在运行过程中暴露出的许多问题一直没有很好的解决，始终困扰着公司的综合管理效率。

5.1积极扩供煤气用户，增加高炉煤气用量2009年1月8日，2#锅炉开始投产使用，其额定蒸发量为75吨，在正常情况下每小时可以使用5万M3左右的高炉煤气。

二期轧钢加热炉投产应用，每小时高炉煤气消耗量高达12万M3左右。

同时，让使用混气的用户尽量使用高炉煤气，在需要的情况下可以使用些转炉煤气，不到关键时刻不能使用焦炉煤气。

如让一期轧钢加热炉只允许使用高炉煤气，热值不够时，通过部调协调，在不影响炼钢烤包的前提下，可以适当开些转炉煤气。

5.2完善高炉煤气计量仪表检测系统目前，高炉煤气系统没有完善可靠的计量网络，部分用户没有安装煤气计量表，每小时单位用量和每天用量计算只能是靠粗略的估计，真正对用户所消耗的煤气量没有依据可查。

而对已经安装了煤气计量表的煤气用户来说，又有部分仪表由于长时期没有及时校正而失效。

没有有效的计量，很难有计划、有步骤地充分发挥高炉煤气系统设备的作用和精细管理好煤气供应平衡。

现在燃气作业区正在不断完善各煤气用户的计量表安装工作，1#烧结、2#烧结、竖炉和烘干炉的计量表都安装在竖炉加压站；1#热风炉和2#热风炉计量表安装在TRT操作室；一期轧钢加热炉和二期轧钢加热炉计量表安装在煤气混合站。

根据仪表所显示的瞬时流量，每小时要对所有高炉煤气用户用量进行监测记录。

每天夜间零点要根据各仪表所记录的累积量来计算高炉煤气用户全天高炉煤气用量，并做成报表。

然而部分仪表在计量时经常出现失效现象，因此，一旦发现计量表显示的数据不正确，要及时上报有关部门进行校正。

例如轧钢加热炉，他们对全天的煤气用量十分敏感，因为煤气用量的多少不仅纳入轧钢部门领导的考核体系，而且还直接关系到板材出厂成本。

因此，在校表时燃气作业区人员、煤气用户人员和校表人员三方必须共同在现场，校表正确经三方人员确定无误后方可生效。

5.3 利用煤气放散自动调节系统稳定管网压力在每根放散管的放散阀后都安装了自动调节阀，利用原有的压力自动调节装置，实现由高炉煤气主管压力控制煤气放散量，进行自动调节，特殊情况下也可以进行手动调节。

所以设置自动放散压力值就成了关键，如果放散压力值设置低，那么放散量就会很大，管网压力也就会降低，可能满足不了用户所需要的正常生产压力。

如果设定放散压力值偏高，那么就会减少放散量，管网压力升高，然而煤气管道就会承受较大的压力，造成一定的安全隐患。

现在1#放散塔三根放散管放散设定值都是11KPa，2#放散塔1#和2#放散管放散设定值为10.5KPa，3#放散管放散设定值为10Kpa。

即当高炉煤气主管压力波动接近10Kpa或10.5Kpa时。

所产生的压力信号由压力变迭器传给调节器，自动控制该调节阀的开度，而调节阀开度大小与高炉煤气主管压力相对应。

曾经放散设定值设置过11.5KPa，10.5KPa，9.5KPa等，根据生产各阶段的需求而不断改变放散压力设定值。

5.4 充分利用煤气柜的稳压作用如果公司一座高炉突然休风，煤气发生量急剧减少，锅炉或其他用户更换燃料或停用煤气还需要一定的时间，在此时间内就需要打开煤气柜将储存的高炉煤气输送到外网管道里提高管网压力，继续供给高炉煤气用户使用。

在正常生产情况下，高炉煤气的发生和使用的不断变化，常造成煤气供需的不平衡，压力剧烈波动，有时高炉煤气压力从11KPa骤降到5KPa。

较大的压力波动会影响用户的正常生产，甚至出现灭火事故。

因此，我们需要打开煤气柜进行管道保压（10万M3高炉煤气柜柜内储气压力是7.6KPa 左右，当外网管道内压力低于6.5KPa时，就可以开柜保压。

当管道压力回升到7.6KPa以上时，就可以关柜）。

使用煤气柜来调节这种不平衡所需的贮气。

现在10万M3高炉煤气柜一般储气到7万M3就不在充气了,因为我们仍需要保留一部分柜容，作为备用容积。

当煤气发生量过剩时，煤气柜可以吸收一部分煤气，减少放散量，调整煤气压力。

然而，在使用煤气柜进行管道压力的动态调整时，操作人员一定要监视煤气柜位，防止煤气柜活塞的冲顶和着床等严重事故。

为此，煤气柜位的监视，采取了双重保证措施，在电脑上显示一个柜容数据，在现场又有一个实际的表面来显示10万M3煤气的柜容，并且柜位高低限位设置了报警装置。

曾经唐钢二炼铁就发生过高炉煤气柜冒顶事故，原因就是柜高显示不准确，而值班人员又不认真所造成的。

5.5 调节好大用户倒炉时间，控制高炉煤气压力大用户倒炉切换煤气时对管网压力影响较大，像热风炉切换煤气操作时，管网压力波动都在4个压力之间变化。

两座热风炉的充风、单炉燃烧、送风周期各不相同，具体情况还要视高炉炉温而定。

在烧两个热风炉与烧四个热风炉之间，高炉煤气使用量就有10万M3/h的落差。

为了减轻高炉煤气巨大的落差对系统造成的强烈冲击，必须加强与用户的密切联系。

一方面，通过部调双方协调在情况允许时适当错开热风炉点炉时间，保持用量稳定。

另一方面，在倒炉切换煤气前用户必须将倒炉时间、煤气用量等信息通知燃气调度人员，之后燃气调度记录好此信息，并集中精力监视煤气管网变化情况，如果管网波动过大，立即询问其情况，做出相应的处理。

在特殊的情况下，一些不利的因素集中到某一时刻出现，致使管网压力突然升的很高（高炉煤气压力一般维持在14KPa以下就可以，超过15KPa 就是不正常，说明高炉生产有问题或用户用量不均），此时燃气调度应及时向高炉中控室询问高炉情况，要求稳定高炉的运行，并立即询问用户用量情况，通知锅炉、铁区、轧区等主要用户注意压力异常的波动；同时煤气防护站人员巡检外网排水器的密封罐有无击穿现象，若被击穿则立即补水以防止煤气外泄。

5.6 建立高炉煤气使用统计台帐将高炉煤气用户的每天用量、每旬用量和每月用量的情况做好汇总。

每天零晨要进行煤气用户全天煤气用量统计，每月11日、21日零晨还要做旬报表，每月最后一天还要做月报表。

对高炉煤气放散率的高低要特别关注，分析其原因，找出应对的方法，做好煤气平衡。

5.7 提高燃气调度人员的业务素质现在每班组拥有一位燃气调度，共四名，主要负责对全厂煤气使用的时时调控。

调度人员调控能力的强弱直接影响着生产是否能够正常进行，也关系着各种煤气平衡使用的成本核算问题。

另一方面，调度人员还要有较强的语言表达能力和沟通能力，所下达的指令必须表述清楚、语言简练，准确无误。

对发生了什么事情、事情发生的地点、传达给的人员真实姓名等等一系列问题都要作好记录上报领导和部调。