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濟(jì)鋼聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)安全生產(chǎn)管理技術(shù)應(yīng)用

文檔作者：馬慶濤，高致遠(yuǎn) 文檔來源：濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年11月28日
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第33卷第5期
2011年10月
山 東
Shandong
冶 金
Metallurgy
Vo1．33 No．5
October 201 1
4節(jié)能、安全與環(huán)保4
濟(jì)鋼聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)安全生產(chǎn)管理技術(shù)應(yīng)用
馬慶濤，高致遠(yuǎn)
(濟(jì)鋼集團(tuán)有限公司．山東濟(jì)南250101)
摘 要：混合煤氣(高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣)通過采用電感效應(yīng)電除塵、高爐煤氣絲網(wǎng)脫水、HPF脫硫工藝等凈化技術(shù)，解決了
影響燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電安全生產(chǎn)的問題，使燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的作業(yè)率達(dá)到了95-3％，降低了檢修成本、提高了發(fā)電量，達(dá)
到了系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的目的。
關(guān)鍵詞：循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)；安全技術(shù)；電感效應(yīng)；脫硫工藝
中圖分類號：TM611．31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004—4620(2011)05—0175—02
1 前言
濟(jì)鋼燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電：頃目投產(chǎn)后，
PG6561B—L型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組使用高、焦?fàn)t混合煤
氣，混合煤氣凈化質(zhì)量的好壞直接影響燃機(jī)的安全
運行和發(fā)電能力。由于混合煤氣含塵、水、H：s和焦
油，使煤氣壓縮機(jī)冷卻器堵塞、腐蝕嚴(yán)重，煤氣管道
腐蝕后在高壓運行狀況下易造成爆裂，煤氣壓縮機(jī)
積塵嚴(yán)重，系統(tǒng)運行作業(yè)率僅70．71％，嚴(yán)重制約著
發(fā)電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，需要亟待解決。
2 影響安全生產(chǎn)的問題及解決方案
煤氣質(zhì)量問題分析。1)煤氣壓縮冷卻器管束
堵塞、腐蝕。冷卻的介質(zhì)為高壓混合煤氣(高爐煤
氣和焦?fàn)t煤氣)，冷卻器管束一旦腐蝕漏洞，大量高
壓煤氣泄漏，危機(jī)人身安全。2)高壓煤氣管道爆
裂。由于腐蝕和磨損的原因，將正在運行的高壓混
合煤氣管道爆裂，瞬間大量的高壓煤氣泄漏，充滿
整個廠房，嚴(yán)重危機(jī)人身安全。3)煤氣壓縮機(jī)第一
級葉輪進(jìn)、出口積塵。從影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的
因素進(jìn)行分析，煤氣質(zhì)量不好是導(dǎo)致整個系統(tǒng)不穩(wěn)
定的原因，主要是由于高爐煤氣含塵和含水量高、
焦?fàn)t煤氣含硫和焦油引起的。因此，降低煤氣中的
含塵、含水、含硫、含焦油量，可解決煤壓機(jī)濾網(wǎng)、冷
卻器堵塞的問題，有效地減少煤壓機(jī)葉輪掛灰。所
以應(yīng)提高高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣的凈化質(zhì)量，以提高
燃機(jī)的安全運行和發(fā)電能力。
針對燃機(jī)系統(tǒng)運行存在的安全問題，需要研發(fā)
焦?fàn)t煤氣脫焦油、H s、萘等雜質(zhì)凈化技術(shù)，高爐煤氣
研發(fā)脫水、除塵等凈化技術(shù)，低熱值混合煤氣過濾
凈化技術(shù)等，來解決低熱值混合煤氣在燃?xì)獍l(fā)電中
收稿日期：2011-08—08
作者簡介：馬慶濤，男，1960年生，1985年畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)電氣
技術(shù)專業(yè)?，F(xiàn)為濟(jì)鋼發(fā)展規(guī)劃部科長，高級工程師，從事固定資產(chǎn)
投資研究工作。
存在的系統(tǒng)運行不安全穩(wěn)定和提高發(fā)電的問題。
1)在高爐煤氣電除塵上安裝電能增強(qiáng)器，提高
電除塵的能力。2)~lJ用絲網(wǎng)脫水器，在16．5萬m 高
爐煤氣柜進(jìn)口安裝絲網(wǎng)脫水裝置，降低高爐煤氣的
含水量。3)在焦化廠現(xiàn)有脫H s工藝上，應(yīng)用HPF
脫硫工藝對焦?fàn)t煤氣進(jìn)行脫硫提鹽改造。4)~lJ用
絲網(wǎng)脫水器原理，在焦化廠DN1000焦?fàn)t煤氣主管
道上安裝1套焦?fàn)t煤氣凈化裝置，對焦?fàn)t煤氣中所
含焦油和萘進(jìn)行深度過濾并對焦油進(jìn)行脫除。5)
在混合煤氣進(jìn)入燃機(jī)之前，安裝多層高強(qiáng)度折疊濾
芯裝置，對高爐和焦?fàn)t混合低熱值煤氣進(jìn)行凈化改
造。為滿足燃機(jī)對煤氣的凈化要求，在設(shè)備的設(shè)計
制造中采用多層高強(qiáng)度折疊不銹鋼絲網(wǎng)，實現(xiàn)不停
機(jī)可拆換及快速更換功能。
3 安全生產(chǎn)新技術(shù)應(yīng)用
3．1 電感效應(yīng)技術(shù)
高爐煤氣電除塵凈化效果的好壞，直接影響著
用戶的使用，因此，提高電除塵的凈化效率從而為
用戶提供優(yōu)質(zhì)煤氣，對于穩(wěn)定用戶生產(chǎn)至關(guān)重要。
采用可控硅整流的普通電除塵器，除塵效率不高，
因為應(yīng)用到電除塵器的最高瞬間電壓被火花放電
限制，電除塵器的高壓整流電源輸出的直流電源含
有較高的脈動成分，這些電源波形特征含有很高的
紋波系數(shù)，峰值電壓、平均電壓和最小電壓的數(shù)值
差異顯著，因此，平均電壓明顯低于火花放電時的
峰值電壓，導(dǎo)致除塵效率降低。為了提高除塵效
率，開發(fā)應(yīng)用了電除塵電能增強(qiáng)器。
電能增強(qiáng)器是一種特殊形式的電容器。其內(nèi)
部是卷繞構(gòu)造，能提供非常高的電感效應(yīng)。電能增
強(qiáng)器內(nèi)的電容對電源輸出進(jìn)行濾波。提供近似相
等的峰值、平均和谷值電壓，電能增強(qiáng)器內(nèi)的電感
能限制高頻火花電流，不提高火花強(qiáng)度。使用電能
增強(qiáng)器后，電除塵二次電壓較使用前提高3 kV；二
175
2011年10月 山東冶金 第33卷
次電流提高14．1 mA；相應(yīng)的除塵效率提高32．80％。
電除塵電暈功率使用前為2．109 kW，提高到2．854
kW，高爐煤氣含塵由3 mg／m 下降至2 rng／m 。
3．2 絲網(wǎng)脫水技術(shù)
當(dāng)帶有機(jī)械水的氣體以一定速度上升通過氣
液分離器及捕霧裝置時，由于機(jī)械水霧沫上升的慣
性作用，水霧與氣液分離器及捕霧裝置相碰撞而被
附著在其表面上。氣液分離器及捕霧裝置表面上
霧沫的擴(kuò)散及重力沉降，使霧沫形成較大的液滴流
至捕霧裝置的交接點。氣液分離器及捕霧裝置的
可潤濕性、液體的表面張力及細(xì)毛細(xì)管作用，使得
液滴越來越大，直到聚集的液滴大到其自身產(chǎn)生的
重力超過氣體的上升力與液體表面張力的合力時，
液滴就從花環(huán)裝置及脫水裝置上分離下落。
煤氣切向進(jìn)入旋流脫水裝置，實現(xiàn)煤氣機(jī)械水
的初級脫水。為使進(jìn)入捕霧分離裝置的煤氣布?xì)?
均勻，在其內(nèi)部設(shè)計了進(jìn)氣均布器，最大程度地保
證煤氣與氣水分離填料及捕霧裝置充分接觸；捕霧
裝置及氣液分離器上部、中部設(shè)清潔水沖洗裝置，
這樣含機(jī)械水的高爐煤氣從設(shè)備一側(cè)進(jìn)入，通過三
級脫水，可有效地去除機(jī)械水，水含量由20 g／m 下
降至1．5～2 g／m ，保證了捕霧分離裝置高效率運行。
3．3 HPF脫硫工藝技術(shù)
為解決脫硫效率低的問題，結(jié)合實際情況，應(yīng)
用HPF脫硫工藝技術(shù)對焦?fàn)t煤氣進(jìn)行脫硫提鹽改
造。改造前硫化氫為3～4 g／m ，改造后目標(biāo)是塔后
硫化氫降為1．0～1．5 g／m ，煤氣處理量80 000 Ill ／h。
塔前硫化氫6 g／m ，塔后硫化氫0．5 g／m ，脫硫液循環(huán)
量1 200m ，}l(每套)。
脫硫措施。1)提高吸收塔循環(huán)噴淋密度。更
換液位調(diào)節(jié)器套筒，并把套筒直徑適當(dāng)減小，脫硫
噴淋管由DN150增大到DN200，同時將螺旋式噴頭
更換為噴淋器。2)適當(dāng)加入Na CO ，提高溶液中的
堿度，彌補氨的損失和不足，提高溶液吸收硫化氫
的能力。3)開辟多種途徑，降低脫硫液中兩副鹽含
量。將脫硫廢液引出系統(tǒng)外，同時不再生產(chǎn)熔融硫
磺，使用板框壓濾機(jī)生產(chǎn)硫膏，利用處理硫膏的時
機(jī)提高系統(tǒng)置換脫硫廢液的能力。4)利用各種方
法降低脫硫系統(tǒng)溫度。在預(yù)冷塔循環(huán)水系統(tǒng)，提高
換熱器冷卻面積；在脫硫液系統(tǒng)，每套增加1臺脫硫
液冷卻器，用于冷卻部分脫硫液，降低吸收溫度；同
時對初冷器進(jìn)行化學(xué)清洗，提高其傳熱系數(shù)，使初
冷器后煤氣溫度降低到20℃，提高煤氣質(zhì)量。5)其
他。將現(xiàn)有普碳鋼泡沫槽改造為不銹鋼泡沫槽，數(shù)
量由2個增加為3個。選用質(zhì)量可靠的脫硫液循環(huán)
流量表、再生塔空氣流量表，為生產(chǎn)調(diào)節(jié)提供準(zhǔn)確
176
的參數(shù)。做好脫硫塔、再生塔內(nèi)壁的防腐，延長設(shè)
備使用壽命，提高脫硫系統(tǒng)開工率。引進(jìn)在線分析
設(shè)備，適時分析煤氣中的硫化氫含量，解決化驗數(shù)
據(jù)波動等問題。改造后焦?fàn)t煤氣脫硫工藝流程見
圖1。
圖1 改造后焦?fàn)t煤氣脫硫工藝
改造后焦?fàn)t煤氣含硫化氫量達(dá)到了設(shè)計技術(shù)
指標(biāo)(≤1～1．5 g／m )，降低了對輸送管道和發(fā)電設(shè)
備的腐蝕。
3．4 重力撞擊技術(shù)
當(dāng)含焦油的氣體通過脫焦油器時，由于焦油霧
沫上升的慣性作用，焦油霧與脫焦油器碰撞而附著
在其表面上。通過脫焦油器表面上霧沫的擴(kuò)散、重
力沉降作用，使霧沫形成較大的液滴流至脫焦油器
的下部。脫焦油器的可潤濕性、液體的表面張力及
毛細(xì)管作用，使得液滴越來越大，直到聚集的液滴
大到其自身產(chǎn)生的重力超過氣體的上升力與液體
表面張力的合力時，液滴就從脫焦油器上分離下落。
應(yīng)用焦?fàn)t煤氣精凈化裝置后，凈煤氣中的焦油
及塵含量明顯降低，運行3 a多來脫除效率達(dá)
80．9％ ，降低了發(fā)電用焦?fàn)t煤氣中焦油、萘及塵含
量，減少了對煤壓機(jī)冷卻器的頻繁堵塞和腐蝕作
用，因而提高了煤壓機(jī)系統(tǒng)的安全作業(yè)率。
3．5 高強(qiáng)度過濾技術(shù)
在混合煤氣管路上設(shè)多層高強(qiáng)度折疊濾芯混
合煤氣過濾器裝置，初始壓損約400 Pa，在過濾器前
后設(shè)眼鏡閥、碟閥，與原進(jìn)口管道互為備用。濾芯
采用多層折疊式可清洗結(jié)構(gòu)，抽出折疊濾芯進(jìn)行清
洗，清洗后過濾效果恢復(fù)如新，再生性強(qiáng)，延長了濾
芯的使用壽命及煤壓機(jī)檢修周期。濾芯過濾精度
50 m，單支濾芯過濾面積15 rn ，濾芯總過濾面積
為凈化器入口管道截面積的194倍。濾芯總有效流
通面積為凈化器人口管道截面積的34．9倍。長期
保持高流量，最大限度地提高單機(jī)安全運行負(fù)荷，
檢修周期延長，減少檢修時間壓力，保證檢修質(zhì)量，
達(dá)到了系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行的目標(biāo)。
4 實施效果
經(jīng)過以上技術(shù)的應(yīng)用，煤氣質(zhì)量得到了改進(jìn)。
高爐煤氣含塵量由3 mg／m’下降至2(下轉(zhuǎn)第178頁)
2011年10月 山東冶金 第33卷
爐、燒結(jié)機(jī)汽化冷卻系統(tǒng)等處進(jìn)行了模式復(fù)制。
自2008年4季度開始組織實施項目攻關(guān)以來，
日外供余熱蒸汽最大達(dá)到2l車，實現(xiàn)了計劃目標(biāo)。
該項目的成功實施，使余熱蒸汽得到了充分利用。
利用移動能源車實施余熱蒸汽外供，通過1 a來
的穩(wěn)定運行表明，解決了中厚板廠、煉鐵廠等余熱蒸
汽放散的問題，為濟(jì)鋼創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同時
也帶來了良好的社會效益。
3 結(jié)語
利用移動能源車實施余熱蒸汽外供，既充分利
用了余熱蒸汽，又回收了寶貴的軟水，按實現(xiàn)日供余
熱蒸汽20車，每車?yán)糜酂嵴羝?．5 t，回收軟水1 t，
余熱蒸汽60元／t，軟水20元／t計算，則每年可增加效
益80．3萬元。產(chǎn)生直接費用為18萬元，投資回收期
不足3個月。
Application of M oving Energy Truck in W aste Heat Stream Out-—provide
CHEN Biao．YANG Yun—feng．DUAN Zhu-wen
(The Energy Environmental Protection Department ofJinan Iron and Steel Group Corporation，Jinan 250101，China)
Abstract：This paper introduces that for the sake of solving low quality saturation waste heat stream moment ejective on steel rolling
furnace，shaft furnace and sinter，Jigang use moving energy truck equipped with regenerative material and put in practice a series of
steam net technic reform to actualize low quality steam out-providing and high eficiency use．And it gains considerable economy
benefit and social benefit．
Key words：moving energy truck；waste heat stream；waste heat stream out—provide
●<> ●0 ●◇ ●< >●<> ● ：>●<> ●()● ：0
(上接第176頁)mg／m ，機(jī)械水含量由20 g／m 下降至
1．5～2 g／m ；焦?fàn)t煤氣硫化氫含量由3～4 g／m 下降
至1．0～1．5 g／m ，焦油含量由10～30 mg／m。下降至
1～2 mg／m ；高、焦混合煤氣含塵量由0．5 mg／m 下降
至0．2 mg／m 。
據(jù)統(tǒng)計，改造后燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的作業(yè)率達(dá)到了
●<>●<> ●(>●◇ ●<> ●<> ●( >
95．3％，較未實施改造前的70．71％有了大幅度提
高。大大減輕了煤氣管道腐蝕、煤壓機(jī)濾網(wǎng)堵塞、
煤壓機(jī)冷卻器堵塞、煤壓機(jī)“三回一”閥的卡塞以及
煤壓機(jī)葉輪掛灰，延長了煤壓機(jī)系統(tǒng)運行的周期，
降低了檢修成本，進(jìn)一步提高了發(fā)電量，達(dá)到了系
統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的目的。
Application of Safety Production Management Technology in Jinan Steel’S
Combined Cycle Generating System
MA Qing-tao，GAO Zhi-yuan
(Jinan Iron and Steel Group Corporation，Jinan 250101，China)
Abstract：The Mixed gases(blast furnace gas and coke oven gas)were cleansed by enhancing dust removal with inductance effect
technology，the screen dehydration of blast furnace gas and HPF desulfurization process，solving the safety production problems of
restricting gas—steam combined cycle power generation，making the operation eficiency of the gas turbine power generation system
reach 953％ ．reducing the maintenance cost．improving the generating capacity and achieving the purpose of safe and stable
operation of the system．
Key words：safety production management technology；inductance effect；desulfurization process
萊鋼干熄焦系統(tǒng)駛?cè)敫咝н\行軌道
菜鋼針對干熄焦系統(tǒng)的運行特點，全力破解制約干
熄焦系統(tǒng)高效運行的瓶頸問題，使干熄焦系統(tǒng)駛?cè)敫咝?
運行軌道。目前，3套干熄焦系統(tǒng)平均干熄率達(dá)到
86．88％，比2010年同期提升0．1個百分點，干熄焦炭熱態(tài)
強(qiáng)度保持在66％以上，創(chuàng)歷史新高。
干熄焦系統(tǒng)的穩(wěn)定運行直接關(guān)系著萊鋼煉鐵系統(tǒng)
原料供給和電力能源系統(tǒng)穩(wěn)定。萊鋼3套干熄焦系統(tǒng)在
經(jīng)過長周期高效運行后，開始出現(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)壓力異常，
嚴(yán)重制約干熄率的提升。為此，焦化廠加大技術(shù)攻關(guān)力
度，先后完成了干熄爐進(jìn)風(fēng)口比例調(diào)整、爐底導(dǎo)料棒優(yōu)
化、穩(wěn)定裝焦排焦連續(xù)性課題攻關(guān)等技改升級項目，確
保了干熄率的穩(wěn)定提升。針對3號干熄焦系統(tǒng)循環(huán)氣體
溫度高，造成排焦溫度高的難題，焦化廠對給水預(yù)熱器
信息園地
進(jìn)行適應(yīng)性改造，有效提高了換熱效率，降低了干熄爐
入口溫度，排焦溫度也比以往降低20～40℃ ，為系統(tǒng)穩(wěn)
定順行和干熄率的提升創(chuàng)造了良好條件。
為降低干熄焦系統(tǒng)生產(chǎn)過程中的消耗，焦化廠全面
開展對標(biāo)提升和課題攻關(guān)活動，完成的鍋爐水汽系統(tǒng)技
術(shù)升級項目，使干熄焦新水消耗每小時比以往降低30 t，
月可節(jié)約新水2．2萬t。同時，增加水溫檢測頻次，根據(jù)
溫度及時調(diào)整除鹽水系統(tǒng)生產(chǎn)負(fù)荷，合理控制冷凝水和
新水比例。避免因水溫過高造成的設(shè)備損害。結(jié)合不同
水質(zhì)工藝指標(biāo)的不同，在保證蒸汽品質(zhì)的前提下，適當(dāng)
提高循環(huán)水電導(dǎo)率，用生產(chǎn)剩余的冷凝水替代部分除鹽
水，每月可降低新水和除鹽水消耗成本37．4萬元，為干
熄焦系統(tǒng)的高效低耗運行提供堅實保障。 (孫建)
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