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5.2 燃气


5.2.1 新建钢铁企业焦炉、高炉和转炉应配套设计煤气回收和净化装置。
5.2.2 燃气设计应编制煤气平衡,采取减少煤气放散措施,实行各工序燃气消耗定额管理。
5.2.3 炼铁和炼钢煤气除尘系统宜采用干法煤气除尘技术。
5.2.4 高炉煤气经净化除尘后含尘量不应大于10mg/m³.当高炉煤气净化系统采用湿式除尘装置时,应采用高效脱水器,煤气中机械水含量不应大于10g/m³。
5.2.5 新建及改造高炉应同步设计高炉煤气余压(TRT)回收发电装置。
5.2.6 钢铁企业应设置与生产相匹配的干式煤气储气柜。
5.2.7 在煤气混合站设计中,宜采用流量比例混合、热值仪校正的控制系统,热值波动允许偏差为±3%。混合煤气调节方法宜采用流量比例调节系统;对煤气热值精度要求较高的用户,宜增加热值指数调节手段。
5.2.8 在满足各用户对煤气热值、用量和压力等基本要求的前提下,应采取有效措施高效使用低热值煤气,富余的煤气应综合高效利用,化工合成转化或外销。煤气利用应遵守低质高用、等效替代、高效转化的原则。
5.2.9 钢铁企业煤气输送,应充分利用原始煤气压力,少建或不建煤气加压设施。
5.2.10 空分装置规模应按企业氧气平衡表的平均耗量确定,机组能力和选型应综合考虑用户压力、气体纯度和企业发展等因素。
5.2.11 空分装置应实现可变工况生产。大型制氧机组应根据企业需要,选用提取氩气或其他稀有气体的机组。
5.2.12 空分设备宜具有一定的液体生产能力,并应配套相应的液体储存、加压和气化装置。
5.2.13 钢铁企业应设置与生产相匹配的氧气、氮气和氩气储气罐。
5.2.14 空分装置及供气系统设计应采取减少氧气放散的有效措施。
5.2.15 在保证安全的情况下,高炉富氧宜采用机前富氧工艺。
5.2.16 保护气体氢气站宜采用焦炉煤气变压吸附法制氢。
5.2.17 气体能源介质应在生产设备总管出口处和车间或厂级、工序入口处设置计量装置。煤气加压机、空压机等设备存在变负荷工况的运行条件,宜采用入口调节或变频调节方式。
 
条文说明
5.2.1 根据《钢铁产业发展政策》第十三条“焦炉、高炉、转炉必须同步配套煤气回收装置”。
5.2.2 煤气平衡是钢铁企业能源平衡的重要组成部分,编制钢铁企业煤气平衡,对合理组织生产、充分利用副产煤气、节约能源具有重要意义。因此各钢铁企业根据生产计划,对副产煤气要全面规划,编制年、季、月煤气平衡,并制定减少煤气放散的措施。编制煤气平衡表时,所用消耗定额不应大于本标准的规定值。
5.2.5 根据《钢铁产业发展政策》第十三条“新上项目高炉必须同步配套高炉余压发电装置”。
    高炉煤气余压透平发电装置(TRT)的节能效果和环保效果良好,经济效益和社会效益显著。TRT不但能利用高炉煤气的余压进行高效发电,而且还有效地解决了减压阀组产生的噪声污染和管道振动。实践证明TRT发电量约为高炉鼓风机所耗电量的40%左右,因此TRT可降低炼铁工序能耗及成本,是一项收效十分显著的节能和环保项目。
    中、小高炉中,对于高压高炉且煤气净化采用干法除尘工艺,其TRT的节能效果尤为明显,全干式TRT将高炉煤气余压转换成电能外,还可充分利用煤气显热,所以发电量较湿法提高25%~40%。
5.2.6 煤气用户消耗量和煤气发生量是波动的,造成煤气管网压力的波动,造成煤气的放散和影响煤气用户的正常使用,必须采取稳压措施。
    一般来说,钢铁企业的稳压措施有三种:①设置煤气柜,其作用有以下几个方面:一可有效回收放散煤气,煤气柜可短时间平衡煤气的产销量,能有效地吞吐缓冲用户更换燃料时的煤气波动量;二可充分合理使用煤气,煤气柜的建立,可以减少甚至不考虑缓冲量,减少外购燃料量,提高煤气的利用率;三可稳定管网压力,保证煤气用户的正常使用,以改善产品的质量。②建设煤气缓冲用户。由于锅炉能使用多种燃料,因此锅炉是缓冲用户的首选。③设置剩余煤气自动放散装置。当企业建设初期或煤气用户长时间检修等特殊情况下,煤气将会出现大量剩余,此时必须依靠自动放散装置来稳压。
    由于干式煤气柜较湿式煤气柜具有以下优点:①储气压力高(工作压力可达8kPa,甚至15Pa),煤气适用于远距离输送。②工作压力稳定,活塞升降时工作压力变化小于±147Pa。③气体吞吐量大,活塞运行速度可达湿式柜的两倍。④占地少,基础费用低。占地仅为温式柜的75%左右,工作荷载仅为湿式柜的5.5%左右。⑤使用年限长,维修工作量小。⑥污水排放量小,工作时仅有少量煤气冷凝水排出,有利于保护环境。因此本标准要求新建煤气柜应宜采用干式煤气柜。
5.2.8 钢铁企业是煤气的阈值流程,冶金伴生燃气是钢铁企业能源流及能源流网络集成并高效、高附加值运行的关键要素。
5.2.9 由于干式煤气柜设计压力的提高(目前多边形干式柜和圆筒形干式柜的设计压力可达到10kPa~15kPa),煤气管网的运行压力随之提高,这样为“少建或不建煤气加压设施”创造有利条件。
5.2.12 为生产提供必要的维修和调节手段。
5.2.13 制氧生产耗能高,且是连续生产,而转炉炼钢生产是间断性的。为保证钢铁生产的气体供应,避免气体放散造成的浪费,企业应配置一定容量的气体储存设备。
5.2.15 高炉富氧的供氧方法有两种,一种是机前富氧,空分设备出来的低压氧气(压力为15kPa~20kPa)送入高炉鼓风机的吸入侧;另一种是机后富氧,空分设备出来的低压氧气通过氧压机加压到3.0MPa或0.8MPa,然后再调压到大于冷风压力(0.4MPa~0.6MPa)的数值,送入高炉鼓风机后的冷风管道。
    由于机前富氧不需要压氧,所以大大节约了电耗。国内自宝钢应用机前富氧工艺以来,其他几家钢厂(福建三明钢厂、福建三安钢厂、常州中天钢厂等)已陆续采用了该项技术。实践证明,只要在机前富氧工艺中设置必要的安全措施,其安全性是完全能够保障的。

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钢铁企业节能设计标准 GB/T50632-2019
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