高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程.ppt

1、武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想 中冶南方工程技術(shù)有限公司動力事業(yè)部 劉孝清 摘要：本文介紹了武鋼8號高爐煤氣凈化及爐頂煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置（TRT）的工藝流程、設(shè)備組成、控制過程，著重闡述了高爐煤氣干、濕法除塵及TRT系統(tǒng)相互切換過程及自動控制思想。 關(guān)鍵詞：煤氣凈化 TRT 工藝 設(shè)備 控制,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想,概述 高爐設(shè)計相關(guān)技術(shù)參數(shù) 高爐煤氣濕法除塵系統(tǒng) 高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng) 高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電（TRT）系統(tǒng) 高爐煤氣干、濕法除塵系統(tǒng)相互切換過程及控制 結(jié)語 提請?zhí)接懙膸讉€問題,目錄,武鋼8#號高爐，爐容

2、3800m3，配套的燃?xì)庠O(shè)施主要包括高爐煤氣凈化（濕法比消夫、干法布袋）、高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電（TRT干濕兩用）、洗凈塔、高爐煤氣放散塔、能源介質(zhì)（高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、氮氣、氧氣）的供應(yīng)以及特種消防設(shè)施。 武鋼8#號高爐2007年5月開工建設(shè)，初步建成后擱置近大半年，2009年8月1日順利投產(chǎn)；目前，濕法除塵系統(tǒng)運行正常，TRT系統(tǒng)也于8月23日順利并網(wǎng)發(fā)電，干法布袋除塵系統(tǒng)正在緊張調(diào)試。,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想前言,1. 概述,2. 高爐設(shè)計相關(guān)技術(shù)參數(shù),武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想高爐設(shè)計參數(shù),高爐煤氣濕法除塵系統(tǒng),武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制

3、思想濕法除塵系統(tǒng),3. 高爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)工藝流程,粗煤氣從高爐爐頂引出,經(jīng)旋風(fēng)除塵器后進(jìn)入比肖夫洗滌塔上部預(yù)清洗段，在此煤氣被噴入的洗滌水冷卻和粗除塵；隨后通過3根導(dǎo)流管進(jìn)入洗滌塔中部環(huán)縫段, 經(jīng)過三個并聯(lián)的環(huán)縫洗滌元件（AGE），使煤氣進(jìn)一步冷卻和精除塵。環(huán)縫元件錐體的升降通過液壓裝置驅(qū)動并由計算機(jī)進(jìn)行控制。凈煤氣從洗滌塔中部引出,煤氣含塵量降至5mg/m3以下（TRT運行時10mg/m3以下）。再經(jīng)旋流板脫水器進(jìn)一步脫除機(jī)械水后進(jìn)入TRT機(jī)組,發(fā)電后去武鋼凈煤氣總管，或經(jīng)主旁通閥后去凈煤氣總管。,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想濕法除塵系統(tǒng),3. 高爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)

4、 脫水器出口煤氣參數(shù),武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想濕法除塵系統(tǒng),3. 高爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)主要工藝設(shè)備,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想濕法除塵系統(tǒng),3. 高爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)主要檢測和控制項目,AGS塔入口煤氣壓力、溫度測量 AGS塔出口煤氣流量測量（帶溫度、壓力補正） AGS塔環(huán)隙差壓測量調(diào)節(jié)（用于爐頂壓力調(diào)節(jié)） AGS塔預(yù)清洗段、環(huán)縫段液位測量 環(huán)隙出口煤氣壓力、溫度測量 洗滌塔給水流量、壓力、溫度測量 洗滌塔環(huán)隙給水流量、上部給水流量測量 排水密封罐液位測量、報警、聯(lián)鎖,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想濕法除塵系統(tǒng),3. 高爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)回路,濕法除塵

5、系統(tǒng)包括如下調(diào)節(jié)回路： 預(yù)清洗段水位調(diào)節(jié)； 環(huán)縫段水位調(diào)節(jié)； 爐頂壓力調(diào)節(jié)，TRT不投入時使用； 洗滌塔進(jìn)出口差壓調(diào)節(jié)，TRT投入并調(diào)節(jié)爐頂壓力時使用。 全部調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行器均為液壓驅(qū)動。,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想濕法除塵系統(tǒng),3. 高爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)頂壓調(diào)節(jié)和定差壓調(diào)節(jié),環(huán)縫洗滌塔由兩種工作模式：即爐頂壓力調(diào)節(jié)模式和定差壓模式。當(dāng)TRT未投入時，環(huán)縫洗滌塔應(yīng)處于爐頂壓力調(diào)節(jié)模式，同時完成爐頂壓力調(diào)節(jié)和煤氣清洗的雙重任務(wù)；當(dāng)TRT投入運行并負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)爐頂壓力時，環(huán)縫洗滌塔進(jìn)入定差壓工作模式。 兩種工作模式的切換和過渡，由高爐主控室和煤氣清洗/TRT操作室協(xié)同完成。 為了保證煤氣清

6、洗質(zhì)量，洗滌塔的差壓必須大于0.03MPa。 當(dāng)爐頂壓力超過設(shè)定值時，環(huán)縫裝置的錐芯下降，環(huán)縫變大，從而增加煤氣流量，使?fàn)t頂壓力下降。 當(dāng)爐頂壓力下降時，環(huán)縫裝置的錐芯上升，環(huán)縫縮小，從而減少煤氣流量，使?fàn)t頂壓力回升。,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想濕法除塵系統(tǒng),圖：環(huán)縫差壓與除塵效率關(guān)系曲線,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想濕法除塵系統(tǒng),武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想干法除塵系統(tǒng),高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng),高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng),4.高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng) 工藝流程,荒煤氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器后，由半凈煤氣主管分配到呈二列式布置的布袋除塵系統(tǒng)。凈化后含塵量5mg/m3(標(biāo)況

7、)的精制煤氣經(jīng)TRT余壓發(fā)電裝置降至10kPa送至凈煤氣總管。 除塵器過濾方式采用外濾式，在除塵器荒煤氣室，顆粒較大的粉塵由于重力作用自然沉降而進(jìn)入灰斗；顆粒較小的粉塵隨煤氣上升，經(jīng)過濾袋時，粉塵被阻留在濾袋的外表面，煤氣實現(xiàn)精除塵 。隨煤氣過濾過程的不斷進(jìn)行，布袋外壁上的積灰逐漸增多，過濾阻力不斷增大。當(dāng)阻力增大（或時間）到一定值，DCS控制系統(tǒng)自動控制濾袋口上方所設(shè)置的噴吹管實施周期性或定時、定差壓的間歇脈沖氮氣反吹，將覆積在濾袋的灰膜吹落至下部的灰斗中。當(dāng)灰斗中的灰塵累積到一定量時，打開除塵器灰斗下的電動球閥（常開）、氣動閘閥，灰塵卸入倉泵罐體中，再由氮氣將灰塵經(jīng)輸灰管道氣力輸送至大灰倉

8、，灰倉集灰至一定灰位，啟動卸灰閥對排灰經(jīng)加濕后由輸灰車運出廠區(qū)。,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想干法除塵系統(tǒng),4.高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng) 主要技術(shù)參數(shù),武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想干法除塵系統(tǒng),4.高爐煤氣干法布袋除塵系統(tǒng) 主要工藝設(shè)備,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想干法除塵系統(tǒng),4. 高爐煤氣干法除塵系統(tǒng)主要檢測項目,布袋除塵器進(jìn)口荒煤氣總管溫度檢測、報警、聯(lián)鎖 布袋除塵器出口凈煤氣總管溫度檢測 布袋除塵器箱體溫度檢測 儲灰倉溫度檢測 布袋除塵器灰斗內(nèi)灰位檢測 儲灰倉灰位檢測（三個檢測點） 布袋除塵器進(jìn)出口荒煤氣、凈煤氣總管壓力檢測 脈沖反吹氮氣、閥門氣源氮氣、清

9、堵裝置氮氣、輸灰介質(zhì)氮氣壓力檢測及調(diào)節(jié) 脈沖反吹氮氣流量、閥門氣源氮氣、清堵裝置氮氣、輸灰介質(zhì)氮氣流量檢測 大灰倉出口氣體壓力檢測 大灰倉進(jìn)口壓力檢測 布袋除塵器進(jìn)出口總管差壓檢測（利用PLC計算） 1#18#布袋除塵器進(jìn)出口差壓檢測 1#18#布袋除塵器箱體出口凈煤氣管含塵量檢測、報警 凈煤氣總管含塵量檢測、報警,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想干法除塵系統(tǒng),4. 高爐煤氣干法除塵系統(tǒng)主要控制項目,除塵器箱體控制 除塵器箱體“投入”、“退出”狀態(tài)控制 除塵器箱體布袋的脈沖反吹清灰控制 分流格子板吹掃控制 清堵脈沖閥控制 倉泵氣力輸灰控制 倉泵“投入”、“退出”狀態(tài)控制 除塵器卸灰、輸灰

10、控制 大灰倉貯灰、卸灰控制 大灰倉脈沖反吹清灰 大灰倉貯灰、卸灰控制,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想干法除塵系統(tǒng),高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電（TRT）裝置,5. 高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電（TRT）系統(tǒng)工藝流程,高爐煤氣從主旁通閥前引出經(jīng)過入口電動蝶閥、電動插板閥、流量計量、緊急切斷閥、調(diào)速閥，進(jìn)入透平主機(jī)并帶動發(fā)電機(jī)做功，將煤氣的壓力、溫度能轉(zhuǎn)化為電能。高爐煤氣則從透平排出,經(jīng)過出口插板閥及出口電動蝶閥，并入主旁通閥后，再經(jīng)洗凈塔至高爐煤氣主管。,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想TRT系統(tǒng),5. 高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電（TRT）系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù),武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制

11、思想TRT系統(tǒng),5.高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電（TRT）系統(tǒng)主要設(shè)備,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想TRT系統(tǒng),5. 高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電（TRT）系統(tǒng)主要檢測項目,主工藝系統(tǒng) 高爐頂壓指示、記錄、調(diào)節(jié)、超限報警 TRT入口煤氣流量指示、記錄、累積 TRT入口、出口煤氣壓力檢測 TRT入口、出口煤氣溫度檢測、報警、聯(lián)鎖 旁通快開閥閥位檢測 主旁通閥閥位檢測 調(diào)速閥閥位檢測 透平及發(fā)電機(jī)系統(tǒng) 透平轉(zhuǎn)速指示、調(diào)節(jié)、超限報警聯(lián)鎖 發(fā)電機(jī)功率指示、調(diào)節(jié)、超限報警聯(lián)鎖 透平軸位移軸振動指示、超限報警聯(lián)鎖 發(fā)電機(jī)振動指示、超限報警聯(lián)鎖 可調(diào)靜葉開度指示 透平支承、推力軸承溫度指示、報警、聯(lián)鎖 軸

12、封氮氣煤氣差壓指示、調(diào)節(jié)、超限報警 發(fā)電機(jī)支承軸承溫度指示、超限報警聯(lián)鎖。 發(fā)電機(jī)定子鐵芯、線圈溫度指示、報警聯(lián)鎖 發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)溫度指示、超限報警,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想TRT系統(tǒng),氮氣及給排水系統(tǒng) 密封用氮氣總管壓力指示、超限報警聯(lián)鎖。 密封用氮氣總管流量指示、累積、超限報警。 密封用氮氣支管流量指示、調(diào)節(jié)、超限報警。 凈環(huán)水總管壓力指示、超限報警聯(lián)鎖 凈環(huán)水總管溫度指示、超限報警聯(lián)鎖 潤滑油系統(tǒng) 油冷卻器后總管油溫指示、超限報警聯(lián)鎖 油過濾器差壓檢測、超限報警 潤滑油最遠(yuǎn)點壓力指示、超限報警聯(lián)鎖 潤滑油箱油位指示、超限報警聯(lián)鎖 潤滑油箱油溫度指示、超限報警聯(lián)鎖 液壓油系統(tǒng)

13、液壓油出口總管壓力指示、超限報警聯(lián)鎖。 液壓油出口油過濾器差壓檢測、超限報警。 液壓油箱油位指示，超限報警聯(lián)鎖。 液壓油箱油溫度指示、超限報警聯(lián)鎖。,5. 高爐煤氣余壓回收透平發(fā)電（TRT）系統(tǒng)主要控制項目,TRT系統(tǒng)的啟動和停機(jī) 轉(zhuǎn)速控制及保護(hù)系統(tǒng) 高爐爐頂壓力或透平前壓控制 功率控制 軸密封流量控制 排水系統(tǒng)水位控制 報警及安全聯(lián)鎖控制,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想TRT系統(tǒng),高爐煤氣凈化及TRT工藝流程,6高爐煤氣干、濕法除塵系統(tǒng)相互切換過程及控制概述,濕法除塵系統(tǒng)可完成高爐煤氣凈化與高爐頂壓調(diào)節(jié)功能； 干法除塵系統(tǒng)可完成高爐煤氣凈化功能； TRT系統(tǒng)可完成高爐煤氣余壓發(fā)電與高

14、爐頂壓調(diào)節(jié)功能。 實際生產(chǎn)中只能有如下單個或兩個系統(tǒng)組合長期穩(wěn)定運行狀態(tài)出現(xiàn)，即： 高爐煤氣濕法除塵系統(tǒng)；RSW系統(tǒng) 高爐煤氣濕法除塵系統(tǒng) + TRT系統(tǒng)；RSW系統(tǒng)+TRT系統(tǒng) 高爐煤氣干法除塵系統(tǒng) + TRT系統(tǒng)。Bug Filter系統(tǒng)+TRT系統(tǒng) 實際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的三種切換過程： RSW系統(tǒng)+TRT系統(tǒng) Bug Filter系統(tǒng)+TRT系統(tǒng)； Bug Filter系統(tǒng)+TRT系統(tǒng) RSW系統(tǒng)+TRT系統(tǒng)； Bug Filter系統(tǒng)+TRT系統(tǒng) RSW系統(tǒng)。,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想干、濕法系統(tǒng)相互切換過程,RSW系統(tǒng)+TRT系統(tǒng)至Bug Filter系統(tǒng)+TRT系統(tǒng)的切

15、換,1) 打開Bug Filter系統(tǒng)出口封閉式電動插板閥(BOV)； 2) 打開Bug Filter系統(tǒng)入口均壓管上封閉式電動插板閥(EGV)； 3) 打開Bug Filter系統(tǒng)入口均壓管上電動蝶閥(EBV)； 4) 打開Bug Filter系統(tǒng)入口封閉式液動插板閥 (BIV)； 5) 打開Bug Filter系統(tǒng)出口電動蝶閥(DBV)； 6) 給Governor發(fā)送干法運行信號； 7) 關(guān)閉EBV； 8) 關(guān)閉EGV； 9) 打開爐頂均壓管(干法)電動蝶閥 (DEV)； 10) 干法系統(tǒng)投入運行后，關(guān)閉RSW系統(tǒng)出口電動蝶閥 (WBV)； 11) 關(guān)閉爐頂均壓管(濕法)電動蝶閥 (WEV

16、)。 12) 停止內(nèi)循環(huán)泵； 13) 開啟洗凈塔供水管上的電動閥門； 14) 停止1臺煤氣洗滌供水泵； 15) 停止1臺冷卻塔供水泵。 各閥門的開關(guān)過程中,要確認(rèn)上一過程的閥門動作是否到位,否則給出報警信號并等待處理。,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想干、濕法系統(tǒng)相互切換過程,Bug Filter系統(tǒng)+TRT系統(tǒng)至RSW系統(tǒng)+TRT系統(tǒng)的切換,1) 開啟1臺冷卻塔供水泵； 2) 開啟1臺煤氣洗滌供水泵； 3) 開啟1臺內(nèi)循環(huán)泵； 4) 打開RSW系統(tǒng)出口電動蝶閥(WBV)； 5) 打開爐頂均壓管(濕法)電動蝶閥(WEV)； 6) 給Governor發(fā)送濕法運行信號； 7) 關(guān)閉Bug F

17、ilter系統(tǒng)出口電動蝶閥(DBV)； 8) 關(guān)閉洗凈塔供水管上的電動閥門； 9) 打開Bug Filter系統(tǒng)入口均壓管上封閉式電動插板閥(EGV)； 10) 打開Bug Filter系統(tǒng)入口均壓管上電動蝶閥(EBV)； 11) 關(guān)閉Bug Filter系統(tǒng)入口封閉式液動插板閥 (BIV)； 12) 關(guān)閉Bug Filter系統(tǒng)入口均壓管上電動蝶閥(EBV)； 13) 關(guān)閉Bug Filter系統(tǒng)入口均壓管上封閉式電動插板閥(EGV)； 14) 關(guān)閉Bug Filter系統(tǒng)出口封閉式電動插板閥(BOV)； 15) 關(guān)閉爐頂均壓管(干法)電動蝶閥 (DEV)。 各閥門的開關(guān)過程中,要確認(rèn)上一過

18、程的閥門動作是否到位,否則給出報警信號并等待處理。,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想干、濕法系統(tǒng)相互切換過程,Bug Filter系統(tǒng)+TRT系統(tǒng)至RSW系統(tǒng)的切換TRT正常停機(jī),Bug Filter系統(tǒng)不具有高爐爐頂壓力調(diào)節(jié)功能。因此，當(dāng)TRT停機(jī)(正常停機(jī)或緊急停機(jī))時，需要從Bug Filter系統(tǒng)+TRT系統(tǒng)組合運行狀態(tài)切換至RSW系統(tǒng)單獨運行，爐頂壓力轉(zhuǎn)由RSW系統(tǒng)控制。 TRT需正常停機(jī)時，先將Bug Filter系統(tǒng)+TRT系統(tǒng)切換至RSW系統(tǒng)+TRT系統(tǒng)，再切換到RSW系統(tǒng)單獨運行狀態(tài)。RSW系統(tǒng)接管高爐爐頂壓力控制,最后TRT正常停機(jī)。,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控

19、制思想干、濕法系統(tǒng)相互切換過程,Bug Filter系統(tǒng)+TRT系統(tǒng)至RSW系統(tǒng)的切換 TRT緊急停機(jī),當(dāng)預(yù)設(shè)置TRT緊急停機(jī)條件出現(xiàn)時，控制系統(tǒng)發(fā)出指令使TRT系統(tǒng)緊急停機(jī)： 1) TRT入口緊急切斷閥 (TSV) 關(guān)閉，此時由旁通閥組控制高爐爐頂壓力。 2) 開啟1臺冷卻塔供水泵； 3) 開啟1臺煤氣洗滌供水泵； 4) 開啟1臺內(nèi)循環(huán)泵； 5) 打開RSW系統(tǒng)出口電動蝶閥(WBV)； 6) 打開爐頂均壓管(濕法)電動蝶閥(WEV)； 7) 給Governor發(fā)送濕法運行信號； 8) 關(guān)閉Bug Filter系統(tǒng)出口電動蝶閥(DBV)； 9) 關(guān)閉洗凈塔供水管上的電動閥門； 10) 打開Bu

20、g Filter系統(tǒng)入口均壓管上封閉式電動插板閥(EGV)； 11) 打開Bug Filter系統(tǒng)入口均壓管上電動蝶閥(EBV)； 12) 關(guān)閉Bug Filter系統(tǒng)入口封閉式液動插板閥 (BIV)； 13) 關(guān)閉Bug Filter系統(tǒng)入口均壓管上電動蝶閥(EBV)； 14) 關(guān)閉Bug Filter系統(tǒng)入口均壓管上封閉式電動插板閥(EGV)； 15) 關(guān)閉Bug Filter系統(tǒng)出口封閉式電動插板閥(BOV)； 16) 關(guān)閉爐頂均壓管(干法)電動蝶閥 (DEV)。 17) 將頂壓調(diào)節(jié)從旁通閥組過渡到RSW系統(tǒng)。 各閥門的開關(guān)過程中,要確認(rèn)上一過程的閥門動作是否到位,否則給出報警信號并等待

21、處理。,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想干、濕法系統(tǒng)相互切換過程,7、結(jié)語,據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有高爐約1300多座，大于1000m3以上容積的高爐約150座；在建的大于1000 m3以上容積的高爐有近20座。隨著各企業(yè)技術(shù)改造步伐加快，1000 m3以下的高爐將逐步淘汰，其余現(xiàn)有高爐到一代爐齡后，也將要求技術(shù)改造升級。 希望通過以上武鋼8#號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想的介紹，能為其它高爐工程新建、大修、利舊改造（如新建干法除塵系統(tǒng)、濕法系統(tǒng)改造保留、TRT改造為干、濕兩用）等招投標(biāo)項目提供借鑒,武鋼8號高爐煤氣系統(tǒng)工藝流程及控制思想干、濕法系統(tǒng)相互切換過程,8、提請?zhí)接懙膸讉€問題,1. 高爐煤氣洗凈塔(必要性；設(shè)置方式；循環(huán)水水源等；是否脫水) 經(jīng)過干法除塵系統(tǒng)的高爐煤氣，往往含有腐蝕性較強(qiáng)的氯離子，對后續(xù)煤氣設(shè)施及管道腐蝕嚴(yán)重。為此，在TRT出口凈煤氣管道上設(shè)置高爐煤氣洗凈塔，清除煤氣中的氯離子，并就地設(shè)置循環(huán)水泵及循環(huán)水池。 2. 爐頂溫度出現(xiàn)異常的應(yīng)對措施 由于高爐是連續(xù)