候并网实现焦炉煤气系统安全稳定运行.doc

15万立煤气柜全天候并网实现焦炉煤气系统安全稳定运行 摘要：将干式稀油密封（MAN型）煤气柜并入煤气管网运行进行试验研究，对比煤气柜并网运行前后管网压力的波动情况，说明煤气柜并入管网运行能够有效地提高管网压力的稳定性，并且在一定程度上增大煤气柜进出口阀门的开度，能够更好地降低管网压力的波动程度。通过试验，我公司的煤气柜实现了全天候并网运行，有效地保证了焦炉煤气系统的安全稳定。 关键词：煤气柜，全天候，并网运行，焦炉煤气，试验 1、引言 首钢京唐钢铁联合有限责任公司焦炉煤气系统于2008年8月15日随着A焦炉的投产同步开始试运行，在试运行阶段，由于A焦炉仍处于调试期，焦炉煤气的生产不够稳定，焦炉煤气仅作为A焦炉自身加热用燃料，剩余的煤气完全通过放散塔点火放散。经过近一个月时间的试运行后，焦炉煤气的发生量已基本趋于稳定，焦炉煤气逐渐增加了启动锅炉和热风炉等用户。但是仅通过放散塔和管网本身对焦炉煤气进行缓冲和调节，由于其调节能力有限和调节时效性较差，导致焦炉煤气管网压力波动较大。 15万立焦炉煤气柜于2008年9月28日正式竣工投产，该煤气柜为正24边形结构的干式稀油密封（MAN型）煤气柜[1][2]，其外接圆直径为53.629米，公称容积为150000立方米，设计运行压力为7000±150 Pa。煤气柜刚投产时，其进出口阀门为常闭状态，煤气柜仅作为焦炉煤气的存储功能使用，即煤气柜内存储一定量的煤气，当焦炉煤气发生量较小或管网压力较低时，逐渐打开进出口阀门，将柜内部分焦炉煤气释放进入管网，以保证管网内压力能够满足用户的需要。由于煤气柜刚刚投产，各种设备与自动化控制系统均处于试运行的磨合期内，因此该种运行方式虽对焦炉煤气管网压力不具有调节效果，但是对焦炉煤气柜能够形成有效地保护，也能在最大程度上保证安全生产。目前我国冶金企业的煤气柜大部分采取了此种运行方式，无法充分发挥煤气柜稳定管网压力的作用，仅有少数煤气柜能够实现全天候并网运行。 为了能够降低焦炉煤气管网的压力波动，充分发挥焦炉煤气柜在稳定管网压力方面的作用[1][3]，公司决定将煤气柜并入管网运行。本文对煤气柜并网运行前后焦炉煤气管网压力进行了试验测量，并对煤气柜的运行方式进行了探索，为焦炉煤气柜的并网运行提供了可靠的依据，也为今后各用户的陆续投产使用提供了可靠而稳定的焦炉煤气。 2、试验方案 2.1 试验条件 焦炉煤气系统包括A焦炉及各个用户，沿焦炉煤气主管网分布如图1所示，其中烧结、套筒窑和热轧加热炉由于尚未与主管网相连，在本次试验过程中将不予以考虑，A焦炉设计煤气发生量为48283m3/h。 焦炉煤气主管网管径为DN2200，煤气柜进出口管道管径为DN1600，焦炉煤气放散塔放散管道管径为DN800。各个用户、煤气柜和放散塔入口均装有用于测量煤气管道压力的压力表，并以放散塔处的压力作为管网的运行压力。煤气柜进出口和放散塔入口均设有调节阀，阀门开度调节范围均为0～100%。 放散塔运行方式为：调节阀门开度与管网压力联锁自动调节，其阀门打开时管网压力设定值为10kPa。当焦炉煤气管网压力达到或超过10kPa时，放散塔入口调节阀门将逐渐打开，释放出富裕的焦炉煤气以达到降低管网压力的目的；而当压力低于10kPa时，放散塔入口调节阀门会及时关闭，以防止煤气排出达到保持管网压力的目的。 2.2 试验方法 1、降低管网放散压力：由于煤气柜的结构特点及运行机制决定了柜内压力值几乎恒定，且该压力值主要取决于活塞的重量。该焦炉煤气柜设计运行压力为7kPa，若要煤气柜并网，首先应将管网压力降低至7kPa左右，即将放散塔的压力联锁设置值降低至7kPa左右，观察并记录管网及各用户压力的变化情况。 2、煤气柜并网试验：逐渐打开煤气柜进出口阀门并保持在一定的开度，观察并记录管网及各用户压力的变化情况及煤气柜活塞的升降情况。调节煤气柜进出口阀门的开度及放散塔压力联锁设置值，在保证煤气柜活塞运行平稳的前提下，降低管网压力的波动。 3、结果与讨论 3.1 放散压力的设置 当煤气柜进出口阀门打开将煤气并入管网后，由于煤气整体呈富裕状态，若放散塔放散压力设置过高，则煤气柜柜容会呈现出持续增加的趋势，有可能会产生气柜冒顶的事故；若放散压力设置过低，煤气放散量将大大增加，煤气柜柜容会呈现出持续下降的趋势，有可能会产生落底的事故。为了防止这两种事故的发生，首先应确定出一个较为合适的放散压力，使之匹配煤气柜的运行压力，保证柜容的稳定。 图3 放散压力与柜容增速的关系 当煤气柜进出口阀门开度设置为10%并保持恒定，改变放散塔的放散压力，煤气柜储气量单位时间内的增长速度如图2所示。试验中煤气柜柜容增速测量时间较长，一般超过1个小时，大气温度的变化导致柜内储存的煤气温度也会有所改变。由于煤气柜内存储的煤气数量很大，微小的温度变