高炉煤气柜改为焦炉煤气柜技术与应用
2015/11/3 14:20:10 点击： 文章来源：www.jshhcc.com
0 引言
钢铁企业设置煤气柜主要有三个作用:1)有效回收放散煤气;2)充分合理地使用企业内部的副产煤气;3)稳定管网压力，改善煤气用户的热工制度。曼型(即稀油密封)干式煤气柜柜体外壳为正20边形，主要有侧板、柜顶、底板及活塞4部分组成。活塞周边与侧板形成一个油沟，油沟内保持一定高度的油位，密封储存在活塞下部的煤气，通过活塞在气柜内的上升和下降，实现气柜的进气和吐气。
钢铁企业设置煤气柜主要有三个作用:1)有效回收放散煤气;2)充分合理地使用企业内部的副产煤气;3)稳定管网压力，改善煤气用户的热工制度。曼型(即稀油密封)干式煤气柜柜体外壳为正20边形，主要有侧板、柜顶、底板及活塞4部分组成。活塞周边与侧板形成一个油沟，油沟内保持一定高度的油位，密封储存在活塞下部的煤气，通过活塞在气柜内的上升和下降，实现气柜的进气和吐气。
安钢高炉煤气柜属于曼型气柜，设计容量10 万 m3，建于 1994 年，其作用是对高炉煤气管网压力进行平衡和调节。随着高炉容积的大型化及生产技术的不断进步，该气柜对煤气管网压力的调节作用日趋减弱，发挥不了正常的调节作用。为降低运行成本，公司于 08 年 4 月停运该煤气柜。
2012 年，安钢建设冷轧工程需要使用大量的焦炉煤气，为消除煤气分流对现有管网系统的冲击，该工程工艺需要配置一座煤气柜，为降低建设费用，我们对现有高炉煤气柜改造为焦炉煤气柜进行研究与探讨。
1 高炉煤气柜现状
高炉煤气柜活塞落床后，柜前煤气管道阀门处加盲板与工艺管网可靠切断，用氮气置换柜内气体，打开吹扫放散，活塞油沟内的油自流入底部油沟，直至放空;关闭进油泵站阀门，切断油泵电源，使气柜完全处于停运状态。
2 改造高炉煤气柜关键问题
高炉煤气柜停运 5 年之久，其主体设备、管道、阀门、密封系统等是否能够恢复正常使用，并使其能够适用于焦炉煤气是我们研究的关键。1)煤气柜由于长时间停用，活塞油沟内滑板、弹簧、套筒等金属部件锈蚀严重;主帆布、悬挂帆布、分隔帆布强度降低，气柜密封机构如图 1 所示;活塞导轮转轴锈蚀，密封油品质下降，若要重新投用气柜必须恢复其正常使用。
2)煤气柜原储存高炉煤气，因高炉煤气含尘量大，对气柜影响程度如何? 焦炉煤气有着化学成分
复杂的特性，改造后能否适用于此气柜。
3)煤气柜的设计压力与焦炉煤气系统压力是否匹配? 是气柜稳定系统压力发挥其调节和平衡作用的重要技术条件。
高炉煤气柜活塞落床后，柜前煤气管道阀门处加盲板与工艺管网可靠切断，用氮气置换柜内气体，打开吹扫放散，活塞油沟内的油自流入底部油沟，直至放空;关闭进油泵站阀门，切断油泵电源，使气柜完全处于停运状态。
2 改造高炉煤气柜关键问题
高炉煤气柜停运 5 年之久，其主体设备、管道、阀门、密封系统等是否能够恢复正常使用，并使其能够适用于焦炉煤气是我们研究的关键。1)煤气柜由于长时间停用，活塞油沟内滑板、弹簧、套筒等金属部件锈蚀严重;主帆布、悬挂帆布、分隔帆布强度降低，气柜密封机构如图 1 所示;活塞导轮转轴锈蚀，密封油品质下降，若要重新投用气柜必须恢复其正常使用。
复杂的特性，改造后能否适用于此气柜。
3)煤气柜的设计压力与焦炉煤气系统压力是否匹配? 是气柜稳定系统压力发挥其调节和平衡作用的重要技术条件。
3 改造方案确定
1)针对气柜设备由专业人员进行检查:气柜侧板、立柱以及柜顶桁架防腐涂层完好，设备本体没有缺陷。气柜密封系统的性能，是气柜安全运行的重要条件，经与多家气柜检修技术人员进行交流，并进入现场进行查看，确定滑板、弹簧、套筒等金属部件锈蚀严重;几种规格的帆布也被氧化致使强度降低;上下导轮转动异常;密封油性能下降。确定需要对气柜进行大修。
2)焦炉煤气比高炉煤气有着化学成分复杂的特点。安钢焦炉煤气和高炉煤气成分见表 1。
对比焦炉煤气和高炉煤气成分，其焦炉煤气H2、CH4和 CmHn 含量比较高，且含有焦油和萘。高炉煤气主要成分是 CO 和 N2，但灰尘含量较高，灰尘进入密封油会降低油品性能，在检查中发现活塞油沟、底部油沟和油水分离器内有积灰。针对两种煤气的特点，与技术人员进行交流，冶金行业中焦炉煤气多数使用曼型气柜，安钢现 5 万 m3煤气柜储存的也是焦炉煤气。
1)针对气柜设备由专业人员进行检查:气柜侧板、立柱以及柜顶桁架防腐涂层完好，设备本体没有缺陷。气柜密封系统的性能，是气柜安全运行的重要条件，经与多家气柜检修技术人员进行交流，并进入现场进行查看，确定滑板、弹簧、套筒等金属部件锈蚀严重;几种规格的帆布也被氧化致使强度降低;上下导轮转动异常;密封油性能下降。确定需要对气柜进行大修。
2)焦炉煤气比高炉煤气有着化学成分复杂的特点。安钢焦炉煤气和高炉煤气成分见表 1。
3)高炉煤气柜设计压力 6272 kPa，当管网系统压力大于气柜压力，煤气可以进柜储存;当管网压力低于气柜压力，可以向管网回吐。焦炉煤气管网系统压力正常在 5 kPa ～9 kPa 之间，实现气柜压力与管网压力的联锁控制，系统压力超过 9 kPa 进柜储存，消除压力峰值;系统压力低于 5 kPa 时，利用气柜储存的煤气补充到管网中，维持用户一段时间的正常用气。
4)改造煤气柜还需要完成焦炉煤气对高炉煤气的置换正常使用;恢复电梯、吊笼;增加生产控制仪表和煤气安全报警装置等。
4 过程与实施
1)由专业单位对气柜进行检修，检修项目和内容见表 2。
更换修复了活塞密封系统、上下导轮和活塞防回转装置以及柜容指示装置，恢复密封油正常循环缺陷。气柜密封系统的性能，是气柜安全运行的重要条件，经与多家气柜检修技术人员进行交流，并进入现场进行查看，确定滑板、弹簧、套筒等金属部件锈蚀严重;几种规格的帆布也被氧化致使强度降低;上下导轮转动异常;密封油性能下降。确定需要对气柜进行大修。1)由专业单位对气柜进行检修，检修项目和内容见表 2。
2)焦炉煤气比高炉煤气有着化学成分复杂的特点。安钢焦炉煤气和高炉煤气成分见表 1。对气柜进行调试，测量活塞的倾斜度和活塞密封的性能，直至达到正常运行指标。
2)对气柜活塞油沟、柜底板、底部油沟和油水分离器内灰尘进行清理，更换新密封油，保证气柜对焦炉煤气的正常储存。
3)实现气柜压力、气柜容积和煤气管网压力的联锁，使气柜起到对管网压力的调节。
4)由专业单位施工实行煤气管道带压封堵和开孔技术，完成焦炉煤气对高炉煤气的置换。修复电梯和吊笼，经专业人员检查合格。拆除了原来旧的检测仪表，增设检测点并把检测信号集中控制，使仪表升级为 PLC 自动控制，还新增了 9 个 CO 检测探头，提高安全防护水平。
5 实施效果
改造实施结束后，气柜成功并入焦炉煤气管网，并顺利引煤气入柜，保持在规定的储存容积。2013年 11 月 29 日往冷轧输送煤气一次成功后，在煤气管网压力低于 5 kPa 时，煤气柜往管网吐气并保持压力不低于5 kPa 达1 h 之久。其后，在冷轧生产调试期间，煤气用量大幅波动造成对管网压力的冲击，煤气柜也多次对管网压力进行了维稳，有力地支持了冷轧的投运和生产，同时也保障了公司本部煤气用户的正常使用。通过一年多的生产实践证明，气柜的稳定运行，在保障焦化厂、乃至集团公司的煤气管网系统生产顺行中，持续发挥着重要的调节和平衡作用。
3)实现气柜压力、气柜容积和煤气管网压力的联锁，使气柜起到对管网压力的调节。
4)由专业单位施工实行煤气管道带压封堵和开孔技术，完成焦炉煤气对高炉煤气的置换。修复电梯和吊笼，经专业人员检查合格。拆除了原来旧的检测仪表，增设检测点并把检测信号集中控制，使仪表升级为 PLC 自动控制，还新增了 9 个 CO 检测探头，提高安全防护水平。
5 实施效果
改造实施结束后，气柜成功并入焦炉煤气管网，并顺利引煤气入柜，保持在规定的储存容积。2013年 11 月 29 日往冷轧输送煤气一次成功后，在煤气管网压力低于 5 kPa 时，煤气柜往管网吐气并保持压力不低于5 kPa 达1 h 之久。其后，在冷轧生产调试期间，煤气用量大幅波动造成对管网压力的冲击，煤气柜也多次对管网压力进行了维稳，有力地支持了冷轧的投运和生产，同时也保障了公司本部煤气用户的正常使用。通过一年多的生产实践证明，气柜的稳定运行，在保障焦化厂、乃至集团公司的煤气管网系统生产顺行中，持续发挥着重要的调节和平衡作用。
6 结语10 万 m3曼型高炉煤气柜改焦炉煤气柜在国内尚属首例，成功的改造满足了安钢生产的需要，其改造技术可为同行业起到很好的借鉴作用。
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