转炉煤气回收系统中分析仪表的应用.doc

转炉煤气回收系统中分析仪表的应用 杨文胜，王月华 （包头钢铁（集团）公司炼钢厂，内蒙古包头014010 )摘要包钢炼钢厂转炉煤气回收过程中，由于原进口设备在使用时系统存在烟气除尘、脱水效果差，水封盒容易憋压等现象，容易造成分析仪表损坏；同时一次取样设备采用蒸汽伴热，因温度达不到对其烘干作用的要求，容易造成取样滤芯堵塞。对该系统改造后，采用电伴热自动控制的取样装置，经过长时间运行，效果良好。关键词 转炉；煤气回收；改造中图分类号TH831 文献标识码 B 文章编号 1000-7059(2005)04-006203 Application of analytical meter in converter gas recovery system YANG We-sheng , WANG Yue-hua ( Steel-making Plant of Baotou Iron and Steel ( Group ) Co Ltd，Baotou 014010 , China ) Abstract : In the imported converter gas recovery system at Steelmaking Plant of Baotou Iron and Steel Co Ltd there , some shortages , such as , bad gas degusted and dewatering effect ，and frequent clogging water sealed capsule , so analytical meter is easy to damage . In addition , steam heating mode is used in the primary sampling equipment , but its temperature is not high enough to meet the need of staving effect , so sampling filter core is easy to block . After the system is modified , electric heat heating mode with automatic control system is used to sampling device ，and it is proven that running effect of the modified system is good . Keywords : converter ; gas recovery；modification 0 前言转炉炼钢的特点是吞吐量大、周期短、冶炼强度高、烟尘量大且浓烈，因此，对其烟气的净化与回收是转炉炼钢中不可忽视的重要部分。包钢过去对转炉炼钢所产生的烟气都采用直接放散，它不仅污染大气，危害人们的身体健康，还破坏了自然环境和生态平衡，为此包钢于 1994 年引进了 4套日本富士电机生产的转炉煤气回收成套分析仪，由于多种原因一直未投入运行，直到 2000年 7月才在 3 转炉投运了 1 套，但由于系统烟气除尘效果差，一次取样设备采用的蒸汽伴热，由于温度较低，对其达不到烘干作用，造成取样滤芯容易堵塞。为此， 2000年 12 月对其部分设备进行国产化改造，经过长期运行，证明完全可以满足我厂煤气回收工艺要求。后又对其它 3 座进行了改造，到2003 年 5 座转炉全部投运了煤气回收系统。1 工艺概述在生产过程中，首先氧枪开始下降，风机由低速变为高速，氧枪向钢水吹氧，经过一段时间后烟罩降下使炉口微差压系统投人运行，同时分析仪表进行分析。当CO 35 % ，O21 . 5 时，即满足回收煤气的条件，使水封阀和三通阀由放散状态切换至回收状态进行煤气回收。在炼钢主吹炼期， CO 浓度一般可达到6070 % ，每炉钢（ 80t ）产 CO 约 4000m3，将这些 CO 回收后进行再利用可创造极高的经济效益，因此国内外大多数钢厂都对转炉煤气进行回收，再利用效益非常可观；同时也是实现负能炼钢的必要条件。2分析仪表的应用日本成套分析仪是由采样部、控制部、分析部三部分组成。采样部由一次滤芯、二次滤芯、电动球阀、冷凝部、采样泵几部分组成。当系统开始工作时，由采样泵抽取的烟气经一次滤芯和二次滤芯滤尘后，经脱水器和冷凝器脱水送到分析部，由分析部对样气进行分析。控制部由一台MC205 单板机组成，电磁阀、电动球阀的动作及吹扫动作都是由它来控制完成的。分析部由CO、CO2 、O2三台气体分析仪表组成，对采样部采来的烟气进行分析。分析仪将分析的数据送入单板机，当各项指标合格后将信号送至现场控制单元进行回收。3 分析仪在使用中存在的问题原系统中分析部采用的是日本成套分析仪，该系统是根据日本钢铁企业的工况条件设计的，而我厂的除尘效果无法满足该系统的工作要求。系统一次滤芯采用网孔为10 um的金属网并用蒸汽伴热。当回收结束后对它进行反吹扫，吹扫时采用内外同时吹扫。但由于我厂的烟气含尘、含水量太大且蒸汽伴热的温度不够，故烟气中的尘与水在一次滤芯表面凝结成垢造成一次滤芯堵塞，使分析仪无法正常工作。为保证煤气回收的连续性，只能频繁地更换一次滤芯来保证生产，最多一天更换三次滤芯，既增加了工人的劳动强度，也增加了维护工作的危险性。采样原理图如图l 所示。原系统采取水封盒进行冷凝排水及稳压。系统最大的弊病在于其反吹程序不合理，反吹结束后极易造成系统憋压，即在PVl 、SV1、PV3 、MV 四个阀之间憋有死压，当MV 打开使系统进人回收待机状态时迅速泄压。由图1 可看到在泄压的过程中电接点压力表极易受到损坏（压力表范围是104Pa ) ，且在泄压时压力会将水封盒中的水顶出，造成盒内严重缺水或无水。当系统工作时会将水或空气吸人采样泵打人分析部，造成分析仪表损坏或分析不准而无法回收。4 改造方法及使用效果 针对日本成套分析仪出现的问题，将改造的重点放在了系统中的水封盒上，如果取掉就会使反吹扫后的死压直接打入采样泵中，所以必须先解决反吹后的死压问题。 由原设计时序图（见图2 ）可看出，当反吹开始时电动球阀开始关闭，当球阀关闭后反吹总阀PV3打开，之后反吹阀PVl 和取压阀SV1 交替动作，对一次滤芯进行内、外反吹，反吹结束后PV1、SV1、PV3 同时动作关闭，造成PVl 、 SV1 、PV3 、MV 之间的管路产生死压，当MV 打开时将会造成前面所述后果。改造后，如图3 所示将原系统中采样阀SV1 改为手动球阀，将PV3 取消而PVl 阀装在原PV3 处保留原动作程序不变。由改造后的时序图可以看出当反吹程序开始执行时，电动球阀关闭，由PV1 阀控制总氮气进行反吹扫，反吹结束后，因原SV1阀改为手动球阀，该阀始终处于直通状态，故可将死压泄掉，此时电动球阀打开处于回收待机状态时，管路中已没有死压，不会对气压表造成冲击，保证了电接点压力表的安全运行。 针对原系统中的水盒也进行了改造（见图4 ) , 将水封盒取掉改为用南京分析仪厂的蠕动泵进行扫滩，从而消除了采样部因为带水工作而造成的事故，并在冷凝器出口加装1 台湿度报警仪，对除湿器的正常工作加以监控，从而避免了因冷凝器不制冷而将水打人分析部造成的事故。同时，对一次滤芯加以改进，将原日本产滤芯更换为国产的一次滤芯，将原来的蒸汽伴热改为电加热