高炉煤气系统工艺流程

1、UT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想中冶南方工程技术有限公司动力事业部刘孝清摘要：本文介绍了武钢8号高炉煤气净化及炉顶煤气余压 回收透平发电装置（TRT）的工艺流程、设备组成、控制 过程，着重阐述了高炉煤气干、湿法除尘及TRT系统相互 切换过程及自动控制思想。关键词：煤气净化 TRT工艺设备控制述2. 高炉设计相关技术参数3. 高炉煤气湿法除尘系统4. 高炉煤气干法布袋除尘系统5. 高炉煤气余压回收透平发电(TRT)系统高炉煤气干、湿法除尘系统相互切换过程及控制 7结语B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering &

2、amp; RMearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想提请探讨的几个问题B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一高炉设计参数1.武钢8#号高炉，炉容3800m3,配套的燃气设施主要包

3、括高炉煤气净化（湿法比消夫、干法布袋）、高炉煤气余压 回收透平发电（TRT干湿两用）、洗净塔、高炉煤气放散 塔、能源介质（高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、氮气、氧 气）的供应以及特种消防设施。武钢8#号高炉2007年5月开工建设，初步建成后搁置近 大半年，2009年8月1日顺利投产；目前，湿法除尘系统运行 正常，TRT系统也于8月23日顺利并网发电，干法布袋除尘系 统正在紧张调试。2-高炉设计相关技术参数序号项II技术参数1炉容m338002炉顶煤气压力kPa(g)最大 280正常 220-250最小 403炉顶煤气发生量N m3/h最大 724000正常 658200最小 5792004炉顶煤

4、气温度°C最大 500正常 1502505煤气含尘量g/m3旋风除尘器出口 256煤气含湿量g/m3DC出口为30-50 (过热状态)B冶南方工程技术有眼公司WISDRI Engineering & R«tearch Incorporation Limitedurmnra武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一湿法除尘系统B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation Limitedurmnra武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一湿法除尘系统高炉煤气湿法除尘系统B启R9方工庭技术有B8公司

5、WISDRI Engineering & RMearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一湿法除尘系统3. 高炉煤气湿法除尘系统一工艺流程粗煤气从高炉炉顶引出,经旋风除尘器后进入比肖夫 洗涤塔上部预清洗段，在此煤气被喷入的洗涤水冷却和粗 除尘；随后通过3根导流管进入洗涤塔中部环缝段,经过三 个并联的环缝洗涤元件（AGE）,使煤气进一步冷却和精 除尘。环缝元件锥体的升降通过液压装置驱动并由计算机 进行控制。净煤气从洗涤塔中部引出，煤气含尘量降至 5mg/m3以下（TRT运行时10mg/m3以下）。再经旋流板 脱水器进一步

6、脱除机械水后进入TRT机组，发电后去武钢净 煤气总管，或经主旁通阀后去净煤气总管。3.高炉煤气湿法除尘系统一主要技术参数脱水器出口煤气参数序号项H技术参数备注1煤气压力(kPa)12TRT不工作时120 215TRT工作时2煤气温度(°C)45TRT不工作时60TRT工作时3煤气含尘(mg/m3)<5TRT不工作时<10TRT工作时4煤气机械水含量(g/m3)<5TRT不工作时<10TRT工作时B冶南方工程技术有眼公司WISDRI Engineering & R«tearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8

7、号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一湿法除尘系统3-高炉煤气湿法除尘系统一主要工艺设备序号名 称规格型号、数量1环缝洗涤塔直径06500高度36米数量1套含喷嘴13个、环缝元件3套2立式旋流板脱水器直径04500高度15米数量1套3比肖夫液压站1套 包括油箱、循环泵、轴流式活塞 泵，高压过滤器、蓄能器、阀台等4比肖夫就地循环水泵2台型式离心泵流量750 m3/h扬程85米3.高炉煤气湿法除尘系统一主要检测和控制项目AGS塔入口煤气压力、温度测量AGS塔出口煤气流量测量（带温度、压力补正）AGS塔环隙差压测量调节（用于炉顶压力调节）AGS塔预清洗段、环缝段液位测量环隙出口煤气压力、温度测量洗涤塔给

8、水流量、压力、温度测量洗涤塔环隙给水流量、上部给水流量测量排水密封罐液位测量、报警、联锁B冶南方工程技术有眼公司WISDRI Engineering & R«tearch Incorporation UmltodUT£ 口 包武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一湿法除尘系统3.高炉煤气湿法除尘系统一主要调节回路湿法除尘系统包括如下调节回路：预清洗段水位调节；环缝段水位调节；炉顶压力调节，TRT不投入时使用；洗涤塔进出口差压调节，TRT投入并调节炉顶压 力时使用。全部调节系统的执行器均为液压驱动。B冶南方工程技术有眼公司WISDRI Engineering &am

9、p; R«tearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一湿法除尘系统3.高炉煤气湿法除尘系统一顶压调节和定差压调节环缝洗涤塔由两种工作模式：即炉顶压力调节模式和定差压模式。当 TRT未投入时，环缝洗涤塔应处于炉顶压力调节模式，同时完成炉顶 压力调节和煤气清洗的双重任务；当TRT投入运行并负责调节炉顶压 力时，环缝洗涤塔进入定差压工作模式。两种工作模式的切换和过渡，由高炉主控室和煤气清洗/TRT操作室协 同完成。为了保证煤气清洗质量，洗涤塔的差压必须大于0.03MPao当炉顶压力超过设定值时，环缝装置的锥芯下降，环缝变

10、大，从而增 加煤气流量，使炉顶压力下降。当炉顶压力下降时，环缝装置的锥芯上升，环缝缩小，从而减少煤气 流量，使炉顶压力回升。UT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一湿法除尘系统UT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一湿法除尘系统1,9e7,6,5453,2oAouaos山 uololedas54TVo4 o53rvo3rv o 5 2 orvoUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一湿法除尘系统Ap bar图：环缝差压与除尘效率关系曲线UT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一湿法除尘系统高炉煤气干法布袋除尘系统UT5 口

11、rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一干法除尘系统4高炉煤气干法布袋除尘系统一工艺流程荒煤气经旋风除尘器后，由半净煤气主管分配到呈二列式布置的布袋除 尘系统。净化后含尘量S5mg/m3（标况）的精制煤气经TRT余压发电装置降 至10kPa送至净煤气总管。除尘器过滤方式采用外滤式，在除尘器荒煤气室，颗粒较大的粉尘由于 重力作用自然沉降而进入灰斗；颗粒较小的粉尘随煤气上升，经过滤袋时， 粉半被阻留在滤袋的外表面，煤气实现精除尘o随煤气过滤过程的不断进行, 布袋外壁上的积灰逐渐增多，过滤阻力不断增大。当阻力增大（或时间）到 一定值，DCS控制系统自动控制滤袋口上方所设置的喷吹管实施周期性或定

12、 时、定差压的间歇脉冲氮气反吹，将覆积在滤袋的灰膜吹落至下部的灰斗中。 当灰斗中的灰尘累积到一定量时，打开除尘器灰斗下的电动球阀（常开）、 气动闸阀，灰尘卸入仓泵罐体中，再由氮气将灰尘经输灰管道气力输送至大 灰仓，灰仓集灰至一定灰位，启动卸灰阀对排灰经加湿后由输灰车运出厂区。B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一干法除尘系统4高炉煤气干法布袋除尘系统一主要技术参数序号名 称性能指标1煤气处理量(Max/ave)724000/658200 m

13、3/h2正常工作温度100-250 °C3箱体规格型号/数量DN6000 H=23800/18个4单箱体/总滤袋条数498/8964条5滤袋规格/滤袋材质（p130X 7000mm/ P84 复合滤料6单箱体/总过滤面积1423m2/25614m27过滤风速(转换为工况)0.24m/min/ 0.27m/min （16个运行）8荒煤气/净煤气含尘量<10g/Nm3/<5mg/Nm39输灰方式仓泵式气力输灰B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气

14、系统工艺流程及控制思想一干法除尘系统4高炉煤气干法布袋除尘系统一主要工艺设备序号乳 称规格型号、数量1除尘器箱体规格/数量DN6000 H=23800/ 18个滤袋规格/滤袋材质/数量(p130 X 7000mm / P84复合滤料 /18x498条2除尘器进出口电动蝶阀、电动全封 闭插板阀、补偿器DN1000 PN0.3MPa 各 18x2个3除尘器布袋清灰系统包括氮气包、脉冲阀、喷吹管、球阀、喷嘴 等；每个箱体设有2个喷吹包，每个喷吹包 有21个3寸淹没式电磁脉冲阀。4除尘器卸、输灰系统2套（含清堵氮气炮、仓壁振动器、卸灰球 阀、闸阀、仓泵、输灰管道等）5 |大灰仓贮灰、卸灰系统2套（含D

15、N4000储灰仓、灰仓布袋和脉冲 清灰系统、清堵氮气炮、仓壁振动器、气动 卸灰球阀、叶轮给料机、加湿机）6氮气系统含2个10m3氮气储气罐和4套压力调节系统7蒸汽及保温系统1套B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation Limitedurm 口启I武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一干法除尘系统4. 高炉煤气干法除尘系统一主要检测项目布袋除尘器进口荒煤气总管温度检测、报警、联锁布袋除尘器出口净煤气总管温度检测布袋除尘器箱体温度检测储灰仓温度检测布袋除尘器灰斗内灰位检测储灰仓灰位检测（三个检测点）布袋除尘器进出口荒

16、煤气、净煤气总管压力检测脉冲反吹氮气、阀门气源氮气、清堵装置氮气、输灰介质氮气压力检测及调节脉冲反吹氮气流量、阀门气源氮气、清堵装置氮气、输灰介质氮气流量检测大灰仓出口气体压力检测大灰仓进口压力检测布袋除尘器进出口总管差压检测（利用PLC计算） 1#18#布袋除尘器进出口差压检测 1#18#布袋除尘器箱体出口净煤气管含尘量检测、报警净煤气总管含尘量检测、报警B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation Limited4.高炉煤气干法除尘系统一主要控制项目除尘器箱体控制3d除尘器箱体“投入”、“退出”状态控制 除尘器箱体

17、布袋的脉冲反吹清灰控制 分流格子板吹扫控制清堵脉冲阀控制仓泵气力输灰控制仓泵“投入”、“退出”状态控制除尘器卸灰、输灰控制大灰仓贮灰、卸灰控制大灰仓脉冲反吹清灰犬灰仓贮灰、卸灰控制朗炉煤气余压回收透平JB启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一 TRT系统5高炉煤气余压回收透平发电（TRT）系统一工艺流程高炉煤气从主旁通阀前引出经过入口电动蝶阀、电动插 板阀、流量计量、紧急切断阀、调速阀，进入透平主机并带 动发电机做功，将煤气的压力、温度能转化

18、为电能。高炉煤 气则从透平排出,经过出口插板阀及出口电动蝶阀，并入主 旁通阀后，再经洗净塔至高炉煤气主管。5高炉煤气余压回收透平发电(TRT)系统一主要技术参数序号项目干式布袋湿式比消夫最大设计点最大设计点1高炉煤气发生量(7jmVh)72.465.8272.465.822炉顶压力(kPa)2802502802503透平入口煤气温度(°C)22016060604透平入口法兰处压力(kPa)2652352452155透平出口法兰处压力(kPa)121212126透平入口煤气含尘量(mg/ m3)5510108透平入口煤气机械水含量(g/ m3)0020209透平轴端输出功率(kW)34

19、70025800230001970010发电机输出功率(kW)333002480022300191005高炉煤气余压回收透平发电（TRT）系统一主要设备序号乳 称规格型号、数量1主机系统主机采用三井造船的两级干、湿两用轴流、 反动式膨胀透平机组。额定功率35000 kW, 发电机选用无刷励磁、三相交流同步发电机。额定功率35000 kW,额定电压10.5 kVo2大型阀门系统包括进出口电动蝶阀、插板阀、紧急切断阀、 调速阀、主旁通阀、旁通控制阀（2个）3润滑油系统包括主油泵、辅助油泵、高位油箱、油冷却 器、油过滤器等4液压油系统包括液压泵站，蓄能器站，控制阀台等5N2轴封系统包括透平高压侧和低

20、压侧两路氮气压力调节 系统及氮气低压蒸汽引射系统。6给排水系统包括净化水系统及净循环冷却水系统等7高低压发配电系统包括高压系统，低压系统，继电保护系统，励磁 系统,控制系统等。8仪表及计算机控制系统包括过程检测、数据采集及功能控制等。5高炉煤气余压回收透平发电（TRT）系统一主要检测项目B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一 TRT系统B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorp

21、oration LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一 TRT系统主工艺系统高炉顶压指示、记录、调节、超限报警TRT入口煤气流量指示、记录、累积TRT入口、出口煤气压力检测（4）TRT入口、出口煤气温度检测、报警、联锁旁通快开阀阀位检测主旁通阀阀位检测调速阀阀位检测透平及发电机系统透平转速指示、调节、超限报警联锁发电机功率指示、调节、超限报警联锁透平轴位移轴振动指示、超限报警联锁发电机振动指示、超限报警联锁可调静叶开度指示透平支承、推力轴承温度指示、报警、联锁 轴封氮气一煤气差压指示、调节、超限报警 发电机支承轴承温度指示、超限报警联锁。发电机定子铁芯、线圈温

22、度指示、报警联锁（10）发电机冷却风温度指示、超限报警氮气及给排水系统密封用氮气总管压力指示、超限报警联锁。密封用氮气总管流量指示、累积、超限报警。 密封用氮气支管流量指示、调节、超限报警。 净环水总管压力指示、超限报警联锁净环水总管温度指小、超限报警联锁润滑油系统油冷却器后总管油温指示、超限报警联锁油过滤器差压检测、超限报警润滑油最远点压力指示、超限报警联锁润滑油箱油位指示、超限报警联锁润滑油箱油温度指示、超限报警联锁液压油系统液压油出口总管压力指示、超限报警联锁。 液压油出口油过滤器差压检测、超限报警。液压油箱油位指示，超限报警联锁。液压油箱油温度指示、超限报警联锁。B启R9方工庭技术有B

23、8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一 TRT系统5高炉煤气余压回收透平发电（TRT）系统一主要控制项目TRT系统的启动和停机转速控制及保护系统高炉炉顶压力或透平前压控制功率控制轴密封流量控制排水系统水位控制报警及安全联锁控制B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation LimitedB启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incor

24、poration UmltodUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一干、湿法系统相互切换i6.高炉煤气干、湿法除尘系统相互切换过程及控制一概述湿法除尘系统可完成高炉煤气净化与高炉顶压调节功能； 干法除尘系统可完成高炉煤气净化功能；TRT系统可完成高炉煤气余压发电与高炉顶压调节功能。实际生产中只能有如下单个或两个系统组合长期稳定运行状态出现，即:高炉煤气湿法除尘系统；RSW系统高炉煤气湿法除尘系统+ TRT系统；RSW系统+TRT系统高炉煤气干法除尘系统+ TRT系统。Bug Filter系统+TRT系统实际生产中可能岀现的三种切换过程：RSW系统+TRT系统T Bug Fi

25、lter系统+TRT系统;Bug Filte啄统+TRT系统T RSW系统+TRT系统;Bug Filte啄统+TRT系统T RSW系统。B启R9方工庭技术有B8公司WISDRI Engineering & RMearch Incorporation LimitedUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一干、湿法系统相互切1RSW系统+TRT系统至Bug Filter系统+TRT系统的切换 1）打开Bug Filte啄统出口封闭式电动插板阀（BOV）； 2）打开Bug Filte啄统入口均压管上封闭式电动插板阀（EGV）； 3）打开Bug Filte啄统入口均压管上电

26、动蝶阀（EBV）； 4）打开Bug Filter系统入口封闭式液动插板阀 侣IV）； 5）打开Bug Filter系统岀口电动蝶阀（DBV）； 6）给Governor发送干法运行信号； 7）关闭EBV； 8）关闭EGV； 9）打开炉顶均压管（干法）电动蝶阀（DEV）: 10）干法系统投入运行后，关闭RSW系统出口电动蝶阀（WBV）；门）关闭炉顶均压管（湿法）电动蝶阀（WEV）。 12）停止内循环泵； 13）开启洗净塔供水管上的电动阀门； 14）停止1台煤气洗涤供水泵； 15）停止1台冷却塔供水泵。各阀门的开关过程屮，要确认上一过程的阀门动作是否到位，否则给出报警信号并等待处理。Bug Filt

27、e係统+TRT系统至RSW系统+TRT系统的切换 1）开启1台冷却塔供水泵； 2）开启1台煤气洗涤供水泵； 3）开启1台内循环泵； 4）打开RSW系统出口电动蝶阀（WBV）； 5）打开炉顶均压管（湿法）电动蝶阀（WEV）； 6）给Governor发送湿法运行信号； 7）关闭Bug Filter系统岀口电动蝶阀（DBV）； 8）关闭洗净塔供水管上的电动阀门； 9）打开Bug Filter系统入口均压管上封闭式电动插板阀（EGV）； 10）打开Bug Filter系统入口均压管上电动蝶阀（EBV）； 门）关闭Bug Filter系统入口封闭式液动插板阀侣IV）； 12）关闭Bug Filte啄统入

28、口均压管上电动蝶阀（EBV）； 13）关闭Bug Filter系统入口均压管上封闭式电动插板阀（EGV）； 14）关闭Bug Filter系统出口封闭式电动插板阀（BOV）； 15）关闭炉顶均压管（干法）电动蝶阀（DEV）O各阀门的开关过程中，要确认上一过程的阀门动作是否到位，否则给出报警信号并等待处理。UT£ 口 包武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一干、湿法系统相互切1Bug Filter系统+TRT系统至RSW系统的切换-trt正常停机Bug Filter系统不具有高炉炉顶压力调节功能。因此，当 TRT停机（正常停机或紧急停机）时，需要从Bug Filter系统 +TRT系

29、统组合运行状态切换至RSW系统单独运行，炉顶压 力转由RSW系统控制。TRT需正常停机时，先将Bug Filter系统+TRT系统切换 至RSW系统+TRT系统,再切换到RSW系统单独运行状态。 RSW系统接管高炉炉顶压力控制，最后TRT正常停机。B冶南方工程技术有眼公司WISDRI Engineering & R«tearch Incorporation UmltodUT5 口 rsi武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一干、湿法系统相互切1Bug Filte係统+TRT系统至RSW系统的切换一TRT紧急停机当预设置TRT紧急停机条件出现时，控制系统发岀指令使TRT系统紧

30、急停机： 1）TRT入口紧急切断阀（TSV）关闭，此时由旁通阀组控制高炉炉顶压力。 2）开启1台冷却塔供水泵； 3）开启1台煤气洗涤供水泵； 4）开启1台内循环泵； 5）打开RSW系统出口电动蝶阀（WBV）； 6）打开炉顶均压管（湿法）电动蝶阀（WEV）； 7）给Governor发送湿法运行信号； 8）关闭Bug Filter系统出口电动蝶阀（DBV）； 9）关闭洗净塔供水管上的电动阀门； 10）打开Bug Filter系统入口均压管上封闭式电动插板阀（EGV）； 11）打开Bug Filter系统入口均压管上电动蝶阀（EBV）； 12）关闭Bug Filter系统入口封闭式液动插板阀（BIV

31、）； 13）关闭Bug Filter系统入口均压管上电动蝶阀（EBV）； 14）关闭Bug Filter系统入口均压管上封闭式电动插板阀（EGV）； 15）关闭Bug Filter系统出口封闭式电动插板阀（BOV）； 16）关闭炉顶均压管（干法）电动蝶阀（DEV）O 17）将顶压调节从旁通阀组过渡到RSW系统。各阀门的开关过程屮，要确认上一过程的阀门动作是否到位，否则给出报警信号并等待处理。口启|武钢8号高炉煤气系统工艺流程及控制思想一干、湿法系统相互切换为7、结语据统计，我国现有高炉约1300多座，大于1000m3以上 容积的高炉约150座；在建的大于1000 m3以上容积的高炉 有近20座。随着各企业技术改造步伐加快，1000 m3以下的 高炉将逐步淘汰，其余现有高炉到一代炉龄后，也将要求技 术改造升级。希望通过以上武钢8#号高炉煤气系统工艺流程及控制思 想的介绍，能为其它高炉工程新建、