冶金动力2017年第1期新钢10万m3焦炉煤气气柜增压改造
廖定荣，裘井民，张衡，杨金标，闫鹏
（新余钢铁集团公司第一动力厂，江西新余338000）
【摘要】新钢10万m3焦炉煤气柜通过增加活塞配重，提高运行压力，投入运行后，起到了较好的调节平
衡管网煤气压力、保障煤气管网安全稳定运行的效果。
【关键词】焦炉气柜；增压；配重；效果
【中图分类号】TQ547.9【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2017)01-0056-03
Pressure Boosting Transformation of the100000m3COG
Gasholder of Xinyu Steel
LIAO Dingrong，QIU Jingmin，ZHANG Heng，YANG Jinbiao，YAN Peng恋爱假期下载
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（No.1Power plant of Xinyu Iron and Steel Group,Xinyu,Jiangxi338000,China）【Abstract】The operation pressure of the100000m3coking gasholder at Xinyu Steel was incread through adding piston counterweight,which has achieved good effect of regulat-ing and balancing the gas pressure and ensuring the safe stable operation of the gas pipe network.
【Keywords】COG gasholder;pressure boosting;counterweight;effect
1概述
1.1新钢10万m3焦炉煤气柜的作用
（1）可有效回收公司三期技改新建1#、2#焦炉产生的富余煤气：利用煤气柜可以及时吞吐煤气的特点，回收公司内部因产生和生产不均衡性所造成的瞬时煤气放散量，减少焦炉煤气放散。
（2）可充分合理地使用公司炼焦的副产煤气：由于建造了煤气柜，在煤气平衡中，煤调可以不预留煤气缓冲量，可充分利用焦炉煤气，以减少外购燃料量，提高公司煤气的使用率。
（3）稳定焦炉煤气管网压力，改善用户（中厚板厂、高线厂、热连轧厂、冷轧厂等）的热工制度：利用煤气柜调节煤气管网压力，稳压效果好，可大大改善煤气供应质量，使加热炉热工制度稳定，提高加热炉的煤气利用效率，可改善轧钢等用户的产品质量。
1.2焦炉煤气柜技术特点
10万m3焦炉煤气柜属曼式稀油密封气柜，是目前国外较广泛应用的一种储存和配送焦炉煤气的设备。它的主要技术特点是：正等边多边形结构，采用稀油密封。结构稳定，抗腐锈效果好，活塞运行平稳，柜内压力变化不大，有很好的稳定系统压力的作用，且运行安全、可靠。1.3新钢公司10万m3焦炉煤气柜建设情况
1991年公司为解决居民生活用气问题，投资建设5万m3曼式焦炉煤气柜，1992年底投入运行至今，确保了不断增加的公司居民用户生活用气需求。2007年在公司三期技改工程中，为了回收利用公司富余的焦炉煤气，建设了10万m3曼式焦炉煤气柜。鉴于当时公司焦炉煤气管网压力在4±0.7kPa，考虑到新焦炉投产后，管网压力会增加0.3~0.5kPa，为了确保气柜的正常运行，当时提出气柜设计压力为4.5±0.3kPa。气柜的正常运行将为公司推进低碳经济和节能减排发挥了积极作用。
1.410万m3气柜运行后无法正常运行现状
气柜实际运行压力是否适应煤气管网压力的波动范围是决定焦炉煤气柜能否正常运行的关键因素。2011年5月开始公司为了满足大生产需要，将焦炉煤气管网压力提高到5.5kPa以上运行，导致十万气柜无法并网运行，处于进出口水封封闭，进出口阀关闭状态，失去了调节焦炉煤气峰谷的作用。造成焦炉煤气富余时，大量放散；焦炉煤气发生量紧张时，只有减少焦炉煤气配比或压缩、停止用户来满
足管网压力需要，对公司正常安全生产及节能减排带来不利影响。为了彻底扭转这种不利局面，第一动力
冶金动力
2017年第1期总第期
厂组织工程技术人员，通过现场相关设施（5万m 3气柜、10万m 3气柜、管网、加压设施)调查研究，在与设计单位技术交流与沟通后，提出了管网压力平差与增加气柜活塞配重及活塞油沟油位相结合的改造方案。实施后，10万m 3气柜运行压力达到5.8kPa 运行的要求，顺利并网运行，为公司焦炉煤气管网压力稳定及减少焦炉煤气放散发挥了积极作用。
210万m 3焦炉煤气柜存在的问题
时2.1公司焦炉煤气管网系统主要工艺流程
公司老焦炉煤气系统产气量为6.2万m 3/h 左右，主要为焦化锅炉、混合煤气加压站、热一锅炉、及5万m 3焦炉煤气柜提供煤气；新建焦炉2座，产气量为6.3万m 3/h 左右，主要为热轧加压站、新石灰厂、热二锅炉、冷轧加压站及制氢站提供煤气，富余量进入10
万m 3焦炉煤气柜及通过连通管进入老区焦炉煤气管网。工艺流程见图1。
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2.210万m 3气柜不能并网运行的原因
稀油密封式气柜的运行压力主要是根据活塞配重多少，活塞油沟密封油的高度决定的，它的设计压力必须与管网实际运行的波动压力相匹配。由于10万m 3焦炉煤气柜实际运行压力为4.2±0.1kPa，为适
应公司生产需要焦炉煤气管网压力大部分时间保持在5.5kPa 以上运行，10万m 3气柜并网运行时，只能处于进气状态。根据气柜运行上限的规定，10万m 3气柜最高可以保持9万m 3柜容，达到9万m 3时必须停止进气，需关进出口阀门，封进出口水封，否则会造成冲顶事故。由于拆（封）进出口水封时间在35min 左右，在焦炉煤气管网压力瞬间低于4.1kPa 时，10万m 3气柜在此时也无法及时给管网保压，所以为确保10万m 3气柜安全，将柜容保持在8.5万m 3左右，关进出口阀门，封进出口水封，被迫退出正常的并网运行。10万m 3焦炉煤气柜失去了充分合理地使用企业内部的副产煤气，稳定管网压力，改善用户的热工制度的作用，给公司资源造成极大浪费。
310万m 3气柜增压改造方案
3.1可行性
公司目前焦炉煤气新管网系统的运行压力大部分时间在5.5~7.5kPa 之间，老焦炉煤气管网系统压力输送至5万m 3气柜时只有3.5~4kPa 左右，5万m 3气柜进气比较困难。新、老焦炉煤气管网系统存在较大压差，如果在10万m 3气柜和5万m 3气柜进口管道上增加连通管进行压力平差，适当降低10万m 3气柜进口压力，保持在5~6.5kPa 左右，又可以提高5万m 3气柜进气压力。经与原设计单位中冶赛迪设计院交流，确认10万m 3焦炉煤气柜活塞油沟和主体结构可以满足最高6kPa 压力的运行要求。在此基础上，只要能将10万m 3气柜运行压力提升至5.8kPa 左右，就可以使10万m 3气柜投入并网运行。lux
因此采用煤气管网压力平差与增加活塞配重及活塞油沟油位相结合方式使气柜投入安全、经济、可靠并网运行是可行的。
pizi3.210万m 3焦炉煤气柜增压改造方案
（1）在10万m 3气柜与5万m 3气柜进口管道上
图1新钢焦炉煤气工艺流程
冶金动力2017年第1期
[参考文献]
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收稿日期：2016－08－24作者简介：谭轩（1989－），男，2014年毕业于武汉科技大学机械工程专业，硕士研究生学历，助理工程师，现从事煤气发电专业技术工作。
增设DN400联通管道进行压力平差。
（2）配重块制作：配重增加的质量按气柜底面积×压力增量（Pa）/g计算，即1547×1700/9.8=268357kg，配重块按每块重27±1kg制作，10万m3气柜储气压力从4.1kPa提高到5.8kPa 所需的配重块制作数量为9940块。气柜需要将运行压力由4.2kPa提高到5.8kPa，根据密封油密度，可以计算出活塞油沟内底板上部密封油液位高度为995mm（500+15+480），即在原来的基础上增加密封油高度150~160mm，经计算需增加密封油15t。
（3）为保证配重后活塞运行稳定，对活塞油沟进行了改进，将原来互不相通的4个油沟连通。
（4）配重块安装及增加密封油：10万m3气柜是正20边形结构，为了保证活塞平衡，配重块必须均应摆放，即每一边上摆放9940÷20=497块。密封油在配重施工完成后，由油罐车在活塞人孔处直接加入活塞油沟内。
（5）气柜置换、快速升降试验、气密性试验等严格按照相关要求进行，符合气柜安全运行的要求。
3.3改造实施
该改造方案由第一动力厂提出，2011年9月11日~10月5日建设公司在现场将配重块全部制作完毕，9月28日按要求将气柜落床、吹扫置换合格。10月8日~20日，连通管施工完成。10月10日开始由第一动力厂专业人员负责指挥配重块对称均衡摆放安装，19日顺利结束。21日密封油由油罐车直接加入活塞油沟，提高活塞油沟油位，同时将活塞油沟分区帆布进行调整，使整个活塞油沟联通，油位高度更加均衡。10月25日~11月2日进行快速升降试验和气密性试验，各项试验合格，11月5日10万气柜安全、正常投入并网运行。
4实施效果
pow（1）通过压力平差连通管调节，10万m3气柜进口管网压力保持在5.5~6.5kPa左右运行，降低了0.6~1kPa左右，使得10万m3气柜并网运行改造得以实施，同时降低了10万m3气柜并网运行攻关改造费用；5万m3气柜进口压力提高到4.5~5.5kPa 左右，有力保障了公司居民生活用气。同时在特殊情况下，可以实现10万m3气柜单独向5万m3气柜供气。
（2）活塞对称均衡增加配重及油沟连通后，柜内压力保持在5.7~5.9kPa平稳运行，活塞倾斜度由原来45~60mm下降至5~20mm，每台油泵每天平均启动次数由攻关前的15次下降到目前的8次，对延长气柜使用寿命具有积极作用。10万m3气柜顺利并网后，确保了冷轧加压站焦炉煤气加压系统等用户安全、稳定运行。
（3）增压改造实施以来气柜月平均吞吐量达到150万m3，公司焦炉煤气放散量得到有效控制，月平均放散量由原来90万m3左右下降到现在40万m3左右，同时因焦炉煤气紧张压缩用户用量的情况得到了解决，取得了显著的经济效益和社会效益。
5经济效益
5.1焦炉煤气放散量对比
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2012年5~10月焦炉煤气总放散5204200m3，平均867400m3/月。
2012年11月~2013年4月总放散量2973000 m3，平均496500m3/月。
改造后每年可减少焦炉煤气放散：4450800m3。
5.2经济效益
改造后每年可减少焦炉煤气放散：
（867400-496500）×12=4450800m3
焦炉煤气按0.85元/m3，4450800×0.85=378.3万元。
在焦炉煤气紧张时，造成用户减产或停产的损失无法计算。
5.3社会效益
稳定了系统管网压力，保证了用户热工制度稳定，为生产用户稳产高产创造了条件。同时减少焦炉煤气大量放散，节约能源，减少污染，为新钢节能减排作出巨大贡献。气柜并网运行，还可以在公司煤气系统出现突发事件（焦炉故障停气、大面积停电等）时，迅速向管网提供大量煤气，避免引起回火爆炸重大事故发生。
收稿日期：2015－10－21作者简介：廖定荣（1966－），男，1989年毕业于桂林理工大学，1993 ~1994年于西安交通大学能源与动力工程学院制冷及低温技术专业进修，高级工程师，现从事燃气设备工艺技术管理工作。
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