1999年,包钢正式投运了第一套TRT(高炉炉顶煤气余压发电)项目———4号高炉TRT系统。到2006年,包钢6座高炉全部实现了TRT发电。特别是高炉煤气余压发电除尘系统“湿法”改“干法”后,发电量一路攀升。截至2010年12月31日,包钢燃气厂6套TRT今年发电总量突破4亿千瓦时,圆满完成全年4.12亿千瓦时的发电任务,吨铁发电达到42千瓦时,超过钢铁行业“十一五”末吨铁发电35千瓦时的目标。按照现行电价,TRT一年就为包钢创造了2亿元的经济效益。
除了经济效益外,TRT还为包钢带来了显著的环保效益和社会效益。TRT系统运行原理是利用高炉炉顶煤气的压力能及热能进行发电,在运行过程中既不消耗任何燃料,更不消耗宝贵的煤炭资源,在发电过程中不排放二氧化碳、二氧化硫,且煤气经过TRT后仍然可以供用户继续使用,是国家在冶金行业重点推广的环保节能项目。综合测算,2010年包钢TRT实现节约标准煤19.1万吨,减排二氧化碳29.94万吨,减排硫化氢3512吨。
包钢是如何通过优化使TRT的运行达到行业先进水平的?本报记者走访了包钢,带来了一组来自生产一线的镜头。
率先实现全“干法”,发电水平逐年提升
包钢的“干法”除尘在业界起步较早。2006年,包钢在4号高炉煤气净化系统完成了“湿法”改“干法”,实现了在2000立方米以上的大型高炉配备干法除尘技术。在短短的1年半的时间内,包钢6座高炉全部上马“干法”除尘技术。
包钢燃气厂厂长于孟华道出了其中的难处。在当时,国内外钢厂都没有在2000立方米以上高炉完全抛弃湿法除尘、采用全干法除尘工艺的先例。即使在钢铁节能环保技术较为发达的日本,他们的高炉煤气除尘系统在“湿法”改“干法”后仍然保留着原来的“湿法”系统。他们认为,“干式”系统运行不稳定,一旦“干法”除尘系统出现故障,就可以转换为“湿法”运行,以此提高工艺运行的可靠性。包钢是率先敢于在2000立方米以上高炉实施全“干法”除尘的钢铁企业。
随着高炉煤气布袋式全干法除尘在包钢燃气厂的应用,包钢每年可节约浊环水5725万吨、减少新水补给280万吨,年创直接经济效益达4亿元以上。2008年9月,中国环境保护产业协会授予该厂高炉煤气布袋式干法除尘工程为“2008年国家重点环境保护使用技术示范工程”,同时该项目荣获包钢及包头市科技进步一等奖。目前,该厂的《高炉煤气干法除尘装置与工艺》正在申报国家级专利。
在高炉煤气净化工艺改为干法除尘后,TRT发电的运行参数发生了重大改变。煤气温度由原来的40摄氏度提升到150摄氏度;同时,净化系统的煤气压力损失由原来的20kPa以上降低到3kPa。由于煤气温度的提升、压力损失的减少和输出功率的增加,透平机发电能力大大提升,有效利用了高炉煤气的热能和压力能量,TRT发电量显著提高。
包钢燃气厂在现有设备上深挖潜力,力争提高发电水平。相关技术人员根据各高炉和TRT发电机组的不同工况,及时调整设备运行方式、解决检修难题、提高机组进气量,从而有效提高设备利用率。随着一项项技术攻关的突破,发电水平逐年提高。2007年全年发电2.797亿千瓦时;2008年全年发电3.6977亿千瓦时;2009年全年发电3.9269亿千瓦时,吨铁发电达到40.69千瓦时。
摸索与创新同行,生产效益显著提高
记者在采访中了解到,目前包钢的TRT已经形成了独特的具有代表性的运行模式。特别是在干法除尘的运行管理体系方面,包钢最具亮点的是通过干法除尘,使高炉煤气的质量有了质的飞跃,煤气的含尘量基本在每立方米5毫克以下。这样,大大减少了透平机叶片磨损,延长了运行周期。而部分钢厂由于除尘效果不好,叶片积灰,出现磨损现象,仅加工叶片就需要半年的时间。
据包钢燃气厂生产科科长任志强介绍:“干法除尘系统投运初期,由于没有经验可以借鉴,我们在输灰系统的维护方面,走了不少弯路。通过不断摸索,进行反复试验和实践,在优化工艺操作后,根据工况合理调整输灰次数,氮气用量由原来每小时使用1300立方米减少到600立方米,每年可节约氮气1916万立方米。”
通过优化和改进输灰方式、改造输灰设备结构、调整输灰过程的控制参数,包钢有效地延长了输灰管道、阀门等设备的使用寿命,大大降低了材料消耗,减少了维护和检修工作量,提高了干法除尘系统的安全性。相关数据显示,包钢干法除尘输灰系统每年消耗的输灰三通、阀门由投产之初的120个、90个分别减少到目前的7个、30个,折合降低备件成本50万元。加之节省氮气费用153万元,累计降本超过200万元。
在线维护和检修,从未更换过插板阀
任志强打开他的电脑,让记者观看了他在考察其他钢厂TRT机组设备时所拍摄的照片。照片显示,在TRT设备检修现场,各类坏损的阀门、TRT透平机组等堆满了很大的一个场地,千疮百孔。任志强对记者说:“这种情况在包钢不存在,因为我们干法除尘煤气净化效果好,煤气质量高,TRT设备磨损非常小,加之操作维护工作到位,即便出现故障,我们都要想方设法在线检修,而不是等到隐患发展成质变后再铺开摊子检修。”
在他的电脑里,还存放着一幅幅燃气厂检修插板阀的照片。据介绍,插板阀是可靠切断煤气的装置。由于插板阀维护到位,他们的TRT系统自投运以来从没有更换过插板阀。据了解,大多数企业TRT项目的插板阀一般两年甚至一年就要更换一次。而包钢燃气厂相关技术人员和岗位运行、维检工人通过对插板阀的摸索、研究,掌握了插板阀的结构组成和运行原理,随着操作技能、故障判断和分析处理的能力的提高,包钢对6套干法除尘及TRT系统188个不同类别的插板阀的维护已经炉火纯青。自2006年第一套干法除尘投产运行以来,他们共修复插板阀26个,更换密封胶圈280个,没有更换、报废过一台插板阀,在国内同行中绝无仅有。
不仅如此,包钢燃气厂在保证安全的前提下,还逐步掌握了在线检修插板阀的技术,最大限度地减少了对高炉生产的影响,大大降低了生产成本。同时,该厂注重TRT发电系统每个环节的高质量维护,以此降低设备故障停机率,提高设备管理水平。相关部门人员在准确掌握设备运行规律的情况下,逐步提高了机组的检修质量,使TRT机组由原来的6个月中维修一次延长到了目前的9个月,同时还加大了点巡检力度,保证了机组高效稳定运行。 (2011年2月12日中国冶金报)
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