CN113308592A - 一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置及方法 - Google Patents

一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置及方法，属于转炉煤气回收技术领域。本发明的技术方案是：LOMAS烟气分析仪（9）分别设置在冷却除尘烟道（11）前端与煤气柜（16）前端，设置在冷却除尘烟道（11）前端的LOMAS烟气分析仪（9）与冷却除尘烟道（11）一端连接，另一端通过转炉PLC系统（8）与风机PLC系统（1）进连接；设置在煤气柜（16）前端的LOMAS烟气分析仪（9）与风机PLC系统（1）连接；风机房氧气、一氧化碳激光分析仪（4）设置在风机（7）出口端，并与风机PLC系统（1）连接。本发明的有益效果是：转炉煤气得到充分利用与回收，科学合理的平衡调配煤气资源，充分挖掘节能潜力，使企业收到实效，在增强企业的自身竞争力的同时，也缓解了环境压力。

Description

一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置及方法，属于转炉煤气回收技术领域。
背景技术
不锈钢三座转炉煤气回收方式，转炉吹氧结束时煤气即可停止回收，风机即转入放散状态，这样转炉停吹时烟道中仍含有较多的可回收的一氧化碳，停吹即放散造成部分一氧化碳没有被回收利用，存在能源严重浪费。
发明内容
本发明目的是提供一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置及方法，通过计算管道煤气的含量，延长煤气回收时间，从而提高每一炉煤气回收的总量，降低转炉工序能耗、降低成本，转炉煤气得到充分利用与回收，科学合理的平衡调配煤气资源，充分挖掘节能潜力，使企业收到实效，在增强企业的自身竞争力的同时，也缓解了环境压力，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置，包含风机PLC系统、风机房氧气、一氧化碳激光分析仪、风机高压变频器、风机、转炉PLC系统、LOMAS烟气分析仪、炼钢转炉、冷却除尘烟道、风机房放散烟气塔和煤气柜，所述炼钢转炉、风机和煤气柜依次连接，风机房放散烟气塔设置在风机与煤气柜之间；冷却除尘烟道设置在炼钢转炉的上方，LOMAS烟气分析仪有两个，分别设置在冷却除尘烟道前端与煤气柜前端，设置在冷却除尘烟道前端的LOMAS烟气分析仪与冷却除尘烟道一端连接，另一端与转炉PLC系统进行数据连接，转炉PLC系统与风机PLC系统进行数据连接；设置在煤气柜前端的LOMAS 烟气分析仪与风机PLC系统进行数据连接；风机房氧气、一氧化碳激光分析仪设置在风机出口端，并与风机PLC系统进行数据连接；风机高压变频器设置在风机PLC系统与风机之间。
所述设定条件为煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示为氧含量﹤1％，煤气含量﹥2％。
所述风机房氧气、一氧化碳激光分析仪型号为LGA-4100DN2000.0-5％O2、LGA-4100 DN2000.0-100％CO。
所述LOMAS烟气分析仪型号为7MB2024-OEA60-1BG1-Z。
还包含水封逆止阀开度变送器、三通阀开度变送器、风机房旁通阀、风机房三通阀、风机房水封阀和风机房阀门控制台，所述水封逆止阀开度变送器、三通阀开度变送器和风机房水封阀分别与风机房阀门控制台连接，组成煤气回收多重安全联锁保护结构，风机房旁通阀设置在风机与风机房放散烟气塔之间，风机房三通阀设置在风机、风机房放散烟气塔和煤气柜之间，水封逆止阀开度变送器和风机房水封阀设置在风机PLC系统与煤气柜前端的 LOMAS烟气分析仪之间，三通阀开度变送器设置在风机PLC系统与风机房三通阀之间。
一种提高炼钢转炉煤气回收量的方法，包含以下步骤：
煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示符合煤气回收终止条件时，煤气回收终止，煤气回收终止的条件是：煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示氧含量﹤1％，煤气含量条件为>2％；自煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示氧气含量>1％或煤气含量条件为﹤2％时开始计时，当计时时间达到预设时长时，回收终止；
自提枪开始计时，煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示氧含量1％时，停止回收煤气。
设定氧含量条件为1％，设定煤气含量条件为2％，所述煤气回收终止条件的确定步骤为：
通过采用基于LOMAS煤气跟踪和三通水封角度测量的方法测定追踪烟道中煤气氧含量达到终止回收条件时长的最大值和最小值，确定延时时长
Figure RE-GDA0003191412690000021
经过长期流量统计发现转炉煤气管路流量范围:Qi∈[16，20]m3/s；
Figure RE-GDA0003191412690000022
按最大流量计算留2S安全余量；
风机PLC系统中的流量计每秒采集一次流量信息，当风机PLC系统采集到煤气终止回收条件信息时，开始统计流量总和，若
Figure RE-GDA0003191412690000023
时，终止煤气回收。煤气回收时间为n秒。
本发明的有益效果是：通过计算管道煤气的含量，延长煤气回收时间，从而提高每一炉煤气回收的总量，降低转炉工序能耗、降低成本，转炉煤气得到充分利用与回收，科学合理的平衡调配煤气资源，充分挖掘节能潜力，使企业收到实效，在增强企业的自身竞争力的同时，也缓解了环境压力。
附图说明
图1是本发明的煤气回收流程图；
图2是本发明的结构示意图；
图中：风机PLC系统1、水封逆止阀开度变送器2、三通阀开度变送器3、风机房氧气、一氧化碳激光分析仪4、风机房阀门控制台5、风机高压变频器6、风机7、转炉PLC系统8、LOMAS 烟气分析仪9、炼钢转炉10、冷却除尘烟道11、风机房旁通阀12、风机房三通阀13、风机房水封阀14、风机房放散烟气塔15、煤气柜16。
具体实施方式
为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。
一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置，包含风机PLC系统1、风机房氧气、一氧化碳激光分析仪4、风机高压变频器6、风机7、转炉PLC系统8、LOMAS烟气分析仪9、炼钢转炉10、冷却除尘烟道11、风机房放散烟气塔15和煤气柜16，所述炼钢转炉10、风机7和煤气柜16依次连接，风机房放散烟气塔15设置在风机7与煤气柜16之间；冷却除尘烟道 11设置在炼钢转炉10的上方，LOMAS烟气分析仪9有两个，分别设置在冷却除尘烟道11 前端与煤气柜16前端，设置在冷却除尘烟道11前端的LOMAS烟气分析仪9与冷却除尘烟道11一端连接，另一端与转炉PLC系统8进行数据连接，转炉PLC系统8与风机PLC系统 1进行数据连接；设置在煤气柜16前端的LOMAS烟气分析仪9与风机PLC系统1进行数据连接；风机房氧气、一氧化碳激光分析仪4设置在风机7出口端，并与风机PLC系统1进行数据连接；风机高压变频器6设置在风机PLC系统1与风机7之间。
所述设定条件为煤气柜16前端的LOMAS烟气分析仪9显示为氧含量﹤1％，煤气含量﹥2％。
所述风机房氧气、一氧化碳激光分析仪4型号为LGA-4100DN2000.0-5％O2、 LGA-4100DN2000.0-100％CO。
所述LOMAS烟气分析仪9型号为7MB2024-OEA60-1BG1-Z。
还包含水封逆止阀开度变送器2、三通阀开度变送器3、风机房旁通阀12、风机房三通阀13、风机房水封阀14和风机房阀门控制台5，所述水封逆止阀开度变送器2、三通阀开度变送器3和风机房水封阀14分别与风机房阀门控制台5连接，组成煤气回收多重安全联锁保护结构，风机房旁通阀12设置在风机7与风机房放散烟气塔15之间，风机房三通阀13设置在风机7、风机房放散烟气塔15和煤气柜16之间，水封逆止阀开度变送器2和风机房水封阀14设置在风机PLC系统1与煤气柜16前端的LOMAS烟气分析仪9之间，三通阀开度变送器3设置在风机PLC系统1与风机房三通阀13之间。
一种提高炼钢转炉煤气回收量的方法，包含以下步骤：
煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示符合煤气回收终止条件时，煤气回收终止，煤气回收终止的条件是：煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示氧含量﹤1％，煤气含量条件为>2％；自煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示氧气含量>1％或煤气含量条件为﹤2％时开始计时，当计时时间达到预设时长时，回收终止；
自提枪开始计时，煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示氧含量1％时，停止回收煤气。
设定氧含量条件为1％，设定煤气含量条件为2％，所述煤气回收终止条件的确定步骤为：
通过采用基于LOMAS煤气跟踪和三通水封角度测量的方法测定追踪烟道中煤气氧含量达到终止回收条件时长的最大值和最小值，确定延时时长
Figure RE-GDA0003191412690000041
经过长期流量统计发现转炉煤气管路流量范围:Qi∈[16，20]m3/s；
Figure RE-GDA0003191412690000042
按最大流量计算留2S安全余量；
风机PLC系统中的流量计每秒采集一次流量信息，当风机PLC系统采集到煤气终止回收条件信息时，开始统计流量总和，若
Figure RE-GDA0003191412690000043
时，终止煤气回收。煤气回收时间为n秒。
在实际应用中，当转炉氧气停吹后，利用LOMAS烟气分析仪的CO和O2数据，通过算法和PLC软件计算的方式，对烟道内煤气(CO和O2满足回收条件)进行位置跟踪，同时与风机房氧气、一氧化碳激光分析仪的数据进行对比，确保回收条件连锁。
煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示符合煤气回收终止条件时，煤气回收终止。
煤气回收终止的条件是：煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示氧含量﹤1％；煤气含量条件为>2％。
自LOMAS烟气分析仪显示氧气含量>1％或煤气含量条件为﹤2％时开始计时，当计时时间达到预设时长时，回收终止。
自提枪开始计时，煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示氧含量1％时，停止回收煤气。
以往回收模式为提枪即发散，从已终止回收的煤气柜中获取已经回收的煤气的相关信息数据。
实施例：
本发明的煤气回收时间设定方法为:
设定氧含量条件为：1％
设定煤气含量条件为：2％。
所述设定条件的确定步骤为：
通过采用基于LOMAS煤气跟踪和三通水封角度测量的方法测定追踪烟道中煤气氧含量达到终止回收条件时长的最大值和最小值，确定延时时长。
Figure RE-GDA0003191412690000051
V＝V管-40
经过长期流量统计发现转炉煤气管路流量范围:Qi∈[16，20]m3/s；
Figure RE-GDA0003191412690000052
按最大流量计算留2S安全余量。
本发明确定煤气回收时长的方法是：风机PLC系统中的流量计每秒采集一次流量信息，当风机PLC系统采集到煤气回收终止条件信息时，开始统计流量总和，若
Figure RE-GDA0003191412690000053
时，终止煤气回收。煤气回收时间为n秒。
通过已知数据冷却除尘烟道长度、风机的流量、直径通过系统计算合格回收煤气进行跟踪。
冷却除尘烟道的长度：3#转炉320米，2#转炉210米；烟道直径2米，则计算得3#转炉可多回收煤气时间为：
Figure RE-GDA0003191412690000054
2#转炉可多回收煤气时间为：
Figure RE-GDA0003191412690000055
通过计算管道煤气的含量，延长煤气回收时间，从而提高每一炉煤气回收的总量，降低转炉工序能耗、降低成本。
3号转炉比改造前多回收53.6秒；2号转炉比改造前多回收煤气提34.4秒。
按照烟气流量64800m3/h，煤气价格0.2元/m3，每月2号转炉产量48炉/天，3号转炉产量30炉/天，每炉钢100吨钢水计算：3炉累计年效益：64800m3/h÷3600s/h×53.6s/炉×0.2元/m3×30炉/天×330天/年＝191.3万元；2炉累计年效益：64800m3/h÷3600s/h×34.4s/ 炉×0.2元/m3×48炉/天×330天/年＝196.2万元；现场投入：4台角度仪安装及施工5000元；年总累计效益：191.3+196.2-0.5＝387万元。

Claims (7)

1.一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置，其特征在于：包含风机PLC系统（1）、风机房氧气、一氧化碳激光分析仪（4）、风机高压变频器（6）、风机（7）、转炉PLC系统（8）、LOMAS烟气分析仪（9）、炼钢转炉（10）、冷却除尘烟道（11）、风机房放散烟气塔（15）和煤气柜（16），所述炼钢转炉（10）、风机（7）和煤气柜（16）依次连接，风机房放散烟气塔（15）设置在风机（7）与煤气柜（16）之间；冷却除尘烟道（11）设置在炼钢转炉（10）的上方，LOMAS烟气分析仪（9）有两个，分别设置在冷却除尘烟道（11）前端与煤气柜（16）前端，设置在冷却除尘烟道（11）前端的LOMAS烟气分析仪（9）与冷却除尘烟道（11）一端连接，另一端与转炉PLC系统（8）进行数据连接，转炉PLC系统（8）与风机PLC系统（1）进行数据连接；设置在煤气柜（16）前端的LOMAS烟气分析仪（9）与风机PLC系统（1）进行数据连接；风机房氧气、一氧化碳激光分析仪（4）设置在风机（7）出口端，并与风机PLC系统（1）进行数据连接；风机高压变频器（6）设置在风机PLC系统（1）与风机（7）之间。
2.根据权利要求1所述的一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置，其特征在于：所述设定条件为煤气柜（16）前端的LOMAS烟气分析仪（9）显示为氧含量﹤1％，煤气含量﹥2%。
3.根据权利要求1所述的一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置，其特征在于：所述风机房氧气、一氧化碳激光分析仪（4）型号为LGA-4100 DN2000.0-5% O2、LGA-4100 DN2000.0-100% CO。
4.根据权利要求1所述的一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置，其特征在于：所述LOMAS烟气分析仪（9）型号为7MB2024-OEA60-1BG1-Z。
5.根据权利要求1所述的一种提高炼钢转炉煤气回收量的装置，其特征在于：还包含水封逆止阀开度变送器（2）、三通阀开度变送器（3）、风机房旁通阀（12）、风机房三通阀（13）、风机房水封阀（14）和风机房阀门控制台（5），所述水封逆止阀开度变送器（2）、三通阀开度变送器（3）和风机房水封阀（14）分别与风机房阀门控制台（5）连接，组成煤气回收多重安全联锁保护结构，风机房旁通阀（12）设置在风机（7）与风机房放散烟气塔（15）之间，风机房三通阀（13）设置在风机（7）、风机房放散烟气塔（15）和煤气柜（16）之间，水封逆止阀开度变送器（2）和风机房水封阀（14）设置在风机PLC系统（1）与煤气柜（16）前端的LOMAS烟气分析仪（9）之间，三通阀开度变送器（3）设置在风机PLC系统（1）与风机房三通阀（13）之间。
6.一种提高炼钢转炉煤气回收量的方法，其特征在于包含以下步骤：
煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示符合煤气回收终止条件时，煤气回收终止，煤气回收终止的条件是：煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示氧含量﹤1%，煤气含量条件为>2%；
自煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示氧气含量>1%或煤气含量条件为﹤2%时开始计时，当计时时间达到预设时长时，回收终止；
自提枪开始计时，煤气柜前端的LOMAS烟气分析仪显示氧含量1%时，停止回收煤气。
7.根据权利要求6所述的一种提高炼钢转炉煤气回收量的方法，其特征在于：设定氧含量条件为1％，设定煤气含量条件为2％，所述煤气回收终止条件的确定步骤为：
通过采用基于LOMAS煤气跟踪和三通水封角度测量的方法测定追踪烟道中煤气氧含量达到终止回收条件时长的最大值和最小值，确定延时时长
Figure RE-FDA0003191412680000021
经过长期流量统计发现转炉煤气管路流量范围:Qi∈[16，20]m3/s；
Figure RE-FDA0003191412680000022
按最大流量计算留2S安全余量；
风机PLC系统中的流量计每秒采集一次流量信息，当风机PLC系统采集到煤气终止回收条件信息时，开始统计流量总和，若
Figure RE-FDA0003191412680000023
时，终止煤气回收，煤气回收时间为n秒。
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