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济钢联合循环发电系统安全生产管理技术应用

文档作者：马庆涛，高致远文档来源：济钢集团有限公司		点击数：	更新时间： 2022年11月28日
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第33卷第5期
2011年10月
山 东
Shandong
冶 金
Metallurgy
Vo1．33 No．5
October 201 1
4节能、安全与环保4
济钢联合循环发电系统安全生产管理技术应用
马庆涛，高致远
(济钢集团有限公司．山东济南250101)
摘 要：混合煤气(高炉煤气和焦炉煤气)通过采用电感效应电除尘、高炉煤气丝网脱水、HPF脱硫工艺等净化技术，解决了
影响燃气蒸汽联合循环发电安全生产的问题，使燃机发电系统的作业率达到了95-3％，降低了检修成本、提高了发电量，达
到了系统安全稳定运行的目的。
关键词：循环发电系统；安全技术；电感效应；脱硫工艺
中图分类号：TM611．31 文献标识码：A 文章编号：1004—4620(2011)05—0175—02
1 前言
济钢燃气蒸汽联合循环发电：顷目投产后，
PG6561B—L型燃气轮发电机组使用高、焦炉混合煤
气，混合煤气净化质量的好坏直接影响燃机的安全
运行和发电能力。由于混合煤气含尘、水、H：s和焦
油，使煤气压缩机冷却器堵塞、腐蚀严重，煤气管道
腐蚀后在高压运行状况下易造成爆裂，煤气压缩机
积尘严重，系统运行作业率仅70．71％，严重制约着
发电系统的安全稳定运行，需要亟待解决。
2 影响安全生产的问题及解决方案
煤气质量问题分析。1)煤气压缩冷却器管束
堵塞、腐蚀。冷却的介质为高压混合煤气(高炉煤
气和焦炉煤气)，冷却器管束一旦腐蚀漏洞，大量高
压煤气泄漏，危机人身安全。2)高压煤气管道爆
裂。由于腐蚀和磨损的原因，将正在运行的高压混
合煤气管道爆裂，瞬间大量的高压煤气泄漏，充满
整个厂房，严重危机人身安全。3)煤气压缩机第一
级叶轮进、出口积尘。从影响系统安全稳定运行的
因素进行分析，煤气质量不好是导致整个系统不稳
定的原因，主要是由于高炉煤气含尘和含水量高、
焦炉煤气含硫和焦油引起的。因此，降低煤气中的
含尘、含水、含硫、含焦油量，可解决煤压机滤网、冷
却器堵塞的问题，有效地减少煤压机叶轮挂灰。所
以应提高高炉煤气和焦炉煤气的净化质量，以提高
燃机的安全运行和发电能力。
针对燃机系统运行存在的安全问题，需要研发
焦炉煤气脱焦油、H s、萘等杂质净化技术，高炉煤气
研发脱水、除尘等净化技术，低热值混合煤气过滤
净化技术等，来解决低热值混合煤气在燃气发电中
收稿日期：2011-08—08
作者简介：马庆涛，男，1960年生，1985年毕业于山东工业大学电气
技术专业。现为济钢发展规划部科长，高级工程师，从事固定资产
投资研究工作。
存在的系统运行不安全稳定和提高发电的问题。
1)在高炉煤气电除尘上安装电能增强器，提高
电除尘的能力。2)~lJ用丝网脱水器，在16．5万m 高
炉煤气柜进口安装丝网脱水装置，降低高炉煤气的
含水量。3)在焦化厂现有脱H s工艺上，应用HPF
脱硫工艺对焦炉煤气进行脱硫提盐改造。4)~lJ用
丝网脱水器原理，在焦化厂DN1000焦炉煤气主管
道上安装1套焦炉煤气净化装置，对焦炉煤气中所
含焦油和萘进行深度过滤并对焦油进行脱除。5)
在混合煤气进入燃机之前，安装多层高强度折叠滤
芯装置，对高炉和焦炉混合低热值煤气进行净化改
造。为满足燃机对煤气的净化要求，在设备的设计
制造中采用多层高强度折叠不锈钢丝网，实现不停
机可拆换及快速更换功能。
3 安全生产新技术应用
3．1 电感效应技术
高炉煤气电除尘净化效果的好坏，直接影响着
用户的使用，因此，提高电除尘的净化效率从而为
用户提供优质煤气，对于稳定用户生产至关重要。
采用可控硅整流的普通电除尘器，除尘效率不高，
因为应用到电除尘器的最高瞬间电压被火花放电
限制，电除尘器的高压整流电源输出的直流电源含
有较高的脉动成分，这些电源波形特征含有很高的
纹波系数，峰值电压、平均电压和最小电压的数值
差异显著，因此，平均电压明显低于火花放电时的
峰值电压，导致除尘效率降低。为了提高除尘效
率，开发应用了电除尘电能增强器。
电能增强器是一种特殊形式的电容器。其内
部是卷绕构造，能提供非常高的电感效应。电能增
强器内的电容对电源输出进行滤波。提供近似相
等的峰值、平均和谷值电压，电能增强器内的电感
能限制高频火花电流，不提高火花强度。使用电能
增强器后，电除尘二次电压较使用前提高3 kV；二
175
2011年10月 山东冶金 第33卷
次电流提高14．1 mA；相应的除尘效率提高32．80％。
电除尘电晕功率使用前为2．109 kW，提高到2．854
kW，高炉煤气含尘由3 mg／m 下降至2 rng／m 。
3．2 丝网脱水技术
当带有机械水的气体以一定速度上升通过气
液分离器及捕雾装置时，由于机械水雾沫上升的惯
性作用，水雾与气液分离器及捕雾装置相碰撞而被
附着在其表面上。气液分离器及捕雾装置表面上
雾沫的扩散及重力沉降，使雾沫形成较大的液滴流
至捕雾装置的交接点。气液分离器及捕雾装置的
可润湿性、液体的表面张力及细毛细管作用，使得
液滴越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的
重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，
液滴就从花环装置及脱水装置上分离下落。
煤气切向进入旋流脱水装置，实现煤气机械水
的初级脱水。为使进入捕雾分离装置的煤气布气
均匀，在其内部设计了进气均布器，最大程度地保
证煤气与气水分离填料及捕雾装置充分接触；捕雾
装置及气液分离器上部、中部设清洁水冲洗装置，
这样含机械水的高炉煤气从设备一侧进入，通过三
级脱水，可有效地去除机械水，水含量由20 g／m 下
降至1．5～2 g／m ，保证了捕雾分离装置高效率运行。
3．3 HPF脱硫工艺技术
为解决脱硫效率低的问题，结合实际情况，应
用HPF脱硫工艺技术对焦炉煤气进行脱硫提盐改
造。改造前硫化氢为3～4 g／m ，改造后目标是塔后
硫化氢降为1．0～1．5 g／m ，煤气处理量80 000 Ill ／h。
塔前硫化氢6 g／m ，塔后硫化氢0．5 g／m ，脱硫液循环
量1 200m ，}l(每套)。
脱硫措施。1)提高吸收塔循环喷淋密度。更
换液位调节器套筒，并把套筒直径适当减小，脱硫
喷淋管由DN150增大到DN200，同时将螺旋式喷头
更换为喷淋器。2)适当加入Na CO ，提高溶液中的
碱度，弥补氨的损失和不足，提高溶液吸收硫化氢
的能力。3)开辟多种途径，降低脱硫液中两副盐含
量。将脱硫废液引出系统外，同时不再生产熔融硫
磺，使用板框压滤机生产硫膏，利用处理硫膏的时
机提高系统置换脱硫废液的能力。4)利用各种方
法降低脱硫系统温度。在预冷塔循环水系统，提高
换热器冷却面积；在脱硫液系统，每套增加1台脱硫
液冷却器，用于冷却部分脱硫液，降低吸收温度；同
时对初冷器进行化学清洗，提高其传热系数，使初
冷器后煤气温度降低到20℃，提高煤气质量。5)其
他。将现有普碳钢泡沫槽改造为不锈钢泡沫槽，数
量由2个增加为3个。选用质量可靠的脱硫液循环
流量表、再生塔空气流量表，为生产调节提供准确
176
的参数。做好脱硫塔、再生塔内壁的防腐，延长设
备使用寿命，提高脱硫系统开工率。引进在线分析
设备，适时分析煤气中的硫化氢含量，解决化验数
据波动等问题。改造后焦炉煤气脱硫工艺流程见
图1。
图1 改造后焦炉煤气脱硫工艺
改造后焦炉煤气含硫化氢量达到了设计技术
指标(≤1～1．5 g／m )，降低了对输送管道和发电设
备的腐蚀。
3．4 重力撞击技术
当含焦油的气体通过脱焦油器时，由于焦油雾
沫上升的惯性作用，焦油雾与脱焦油器碰撞而附着
在其表面上。通过脱焦油器表面上雾沫的扩散、重
力沉降作用，使雾沫形成较大的液滴流至脱焦油器
的下部。脱焦油器的可润湿性、液体的表面张力及
毛细管作用，使得液滴越来越大，直到聚集的液滴
大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体
表面张力的合力时，液滴就从脱焦油器上分离下落。
应用焦炉煤气精净化装置后，净煤气中的焦油
及尘含量明显降低，运行3 a多来脱除效率达
80．9％ ，降低了发电用焦炉煤气中焦油、萘及尘含
量，减少了对煤压机冷却器的频繁堵塞和腐蚀作
用，因而提高了煤压机系统的安全作业率。
3．5 高强度过滤技术
在混合煤气管路上设多层高强度折叠滤芯混
合煤气过滤器装置，初始压损约400 Pa，在过滤器前
后设眼镜阀、碟阀，与原进口管道互为备用。滤芯
采用多层折叠式可清洗结构，抽出折叠滤芯进行清
洗，清洗后过滤效果恢复如新，再生性强，延长了滤
芯的使用寿命及煤压机检修周期。滤芯过滤精度
50 m，单支滤芯过滤面积15 rn ，滤芯总过滤面积
为净化器入口管道截面积的194倍。滤芯总有效流
通面积为净化器人口管道截面积的34．9倍。长期
保持高流量，最大限度地提高单机安全运行负荷，
检修周期延长，减少检修时间压力，保证检修质量，
达到了系统稳定安全运行的目标。
4 实施效果
经过以上技术的应用，煤气质量得到了改进。
高炉煤气含尘量由3 mg／m’下降至2(下转第178页)
2011年10月 山东冶金 第33卷
炉、烧结机汽化冷却系统等处进行了模式复制。
自2008年4季度开始组织实施项目攻关以来，
日外供余热蒸汽最大达到2l车，实现了计划目标。
该项目的成功实施，使余热蒸汽得到了充分利用。
利用移动能源车实施余热蒸汽外供，通过1 a来
的稳定运行表明，解决了中厚板厂、炼铁厂等余热蒸
汽放散的问题，为济钢创造了可观的经济效益，同时
也带来了良好的社会效益。
3 结语
利用移动能源车实施余热蒸汽外供，既充分利
用了余热蒸汽，又回收了宝贵的软水，按实现日供余
热蒸汽20车，每车利用余热蒸汽1．5 t，回收软水1 t，
余热蒸汽60元／t，软水20元／t计算，则每年可增加效
益80．3万元。产生直接费用为18万元，投资回收期
不足3个月。
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页)mg／m ，机械水含量由20 g／m 下降至
1．5～2 g／m ；焦炉煤气硫化氢含量由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、焦混合煤气含尘量由0．5 mg／m 下降
至0．2 mg／m 。
据统计，改造后燃机发电系统的作业率达到了
●<>●<> ●(>●◇ ●<> ●<> ●( >
95．3％，较未实施改造前的70．71％有了大幅度提
高。大大减轻了煤气管道腐蚀、煤压机滤网堵塞、
煤压机冷却器堵塞、煤压机“三回一”阀的卡塞以及
煤压机叶轮挂灰，延长了煤压机系统运行的周期，
降低了检修成本，进一步提高了发电量，达到了系
统安全稳定运行的目的。
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
莱钢干熄焦系统驶入高效运行轨道
菜钢针对干熄焦系统的运行特点，全力破解制约干
熄焦系统高效运行的瓶颈问题，使干熄焦系统驶入高效
运行轨道。目前，3套干熄焦系统平均干熄率达到
86．88％，比2010年同期提升0．1个百分点，干熄焦炭热态
强度保持在66％以上，创历史新高。
干熄焦系统的稳定运行直接关系着莱钢炼铁系统
原料供给和电力能源系统稳定。莱钢3套干熄焦系统在
经过长周期高效运行后，开始出现循环系统压力异常，
严重制约干熄率的提升。为此，焦化厂加大技术攻关力
度，先后完成了干熄炉进风口比例调整、炉底导料棒优
化、稳定装焦排焦连续性课题攻关等技改升级项目，确
保了干熄率的稳定提升。针对3号干熄焦系统循环气体
温度高，造成排焦温度高的难题，焦化厂对给水预热器
信息园地
进行适应性改造，有效提高了换热效率，降低了干熄炉
入口温度，排焦温度也比以往降低20～40℃ ，为系统稳
定顺行和干熄率的提升创造了良好条件。
为降低干熄焦系统生产过程中的消耗，焦化厂全面
开展对标提升和课题攻关活动，完成的锅炉水汽系统技
术升级项目，使干熄焦新水消耗每小时比以往降低30 t，
月可节约新水2．2万t。同时，增加水温检测频次，根据
温度及时调整除盐水系统生产负荷，合理控制冷凝水和
新水比例。避免因水温过高造成的设备损害。结合不同
水质工艺指标的不同，在保证蒸汽品质的前提下，适当
提高循环水电导率，用生产剩余的冷凝水替代部分除盐
水，每月可降低新水和除盐水消耗成本37．4万元，为干
熄焦系统的高效低耗运行提供坚实保障。 (孙建)
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