焦炉脱硫脱硝系统安全连锁设计的应用.pdf

第45卷第5期2023年10 月信息化建设焦炉脱硫脱硝系统安全连锁设计的应用李舒胤,郭飞,李新杰,王本刚，于进江（青岛特殊钢铁有限公司焦化厂，山东青岛2 6 6 40 0）摘要：对焦炉烟道气脱硫脱硝净化工艺进行简述，介绍了脱硫脱硝系统运行过程中存在的安全隐患。在设计过程中，脱硫脱硝装置与焦炉中控室等设备必须建立通讯并设置安全可靠的连锁控制。详细说明了增压风机在故障停机的状态下与焦炉相关重要设备的连锁。关键词：焦炉；脱硫脱硝系统；连锁控制；增压风机中图分类号：TP273山东冶金Shandong Metallurgy文献标识码：BVol.45 No.5October2023文章编号：10 0 4-46 2 0(2 0 2 3)0 5-0 0 57-0 2烟卤余热锅炉、风冷器降温进入吸附塔模块内。经过脱1 前 言硫、喷氨、脱硝后达标排放。吸附塔模块内吸附烟焦化脱硫脱硝系统的主要任务是将焦炉烟道气后的活性焦通过链斗机运输至解析塔进行加热气中的NO、SO,和颗粒物达标排放。对于前期已有解析，循环利用。在解析塔加热活性焦会产生富气的焦炉来说，新增设焦炉烟道气脱硫脱硝装置，来(RSG），富气进人硫铵系统会产生硫铵母液，送至实现污染物达标排放是其中一个重要途径。目前，化产工段可制备硫酸铵产品。氨气制备是利用外无论采取哪种脱硫脱硝工艺，都需要在原有烟道上部采购2 0%浓度氨水，通过与低压蒸汽共同进人氨开孔，在引风口与烟卤之间增设切断阀,以利于烟水蒸发器内，利用低压蒸汽的热量产出氨气，通过道气的抽出。青岛特钢通过增加增压风机的方式风机送至吸附塔模块内。除尘系统主要是物料循来抽出烟道气后降温进行处理。脱硫脱硝装置增环设备运行过程中产生的粉尘以及系统运行过程加的增压风机，会对原焦炉加热系统的吸力造成一中因机械磨损或化学腐蚀而产生的活性焦粉,通过定的影响。烟道吸力是保证焦炉安全生产的一个各收尘管道共同进入系统环境除尘进行集尘，作用重要参数，在脱硫脱硝系统运行过程中，必须要确是确保活性焦的粒度，防止过多活性焦粉在模块内保焦炉烟道吸力的稳定，增加相应的安全连锁，才板结、堆积，导致碳层流通性降低，增加烟气阻力。能保证焦炉加热交换压力制度的稳定，进而稳定焦工艺流程如图1所示。炉的安全生产 2焦化脱硫脱硝工艺简介焦炉烟道气脱硫脱硝装置的作用是将焦炉烟道气中的NOxSO2、颗粒物等污染物含量降至国家环保政策规定的标准值以下后进行排放。主要工艺流程是通过增压风机将烟道气从烟道中抽出,经过降温进人脱硫脱脱硝单元模块设备净化处理后再排放 2。目前，国内烟道气脱硫脱硝主要有以下几种工艺：（1)OSDA旋转喷雾半干法脱硫+中低温SCR脱硝（半干法）；(2)SDS干法钠基吸收剂喷射脱硫+中低温SCR脱硝（干法）；(3)CSCR活性焦吸附、脱硫脱硝一体化(干法)3 。以青岛特钢CSCR活性焦吸附、催化脱硫脱硝一体化系统为例，其系统主要由烟气系统、活性焦系统、物料循环系统、硫铵、氨气制备系统、除尘系统等组成。焦炉烟道气先通过增压风机取气后，经收稿日期：2 0 2 3-0 4-2 8作者简介：李舒胤，男，19 9 6 年生，现为青岛特殊钢铁有限公司助理工程师，从事脱硫脱硝工艺技术工作。旁路通道兄一干熄焦放散烟气旁路工业水增压1焦炉烟道气喷雾风机混合烟气余热锅炉行2焦炉烟道气蒸汽软水风冷器图1脱硫脱硝工艺流程3焦化脱硫脱硝系统运行中的隐患3.1吸附塔模块超温脱硫脱硝吸附塔模块在运行过程中，测温点温度如果上升至145，且每分钟上升速度超过0.2，就可判定为吸附塔模块出现超温现象。若设定温度连锁关闭单个模块进出口单页门的，岗位可通知现场进行开启充氮保护，若未设定连锁，岗位应先手动关闭高温模块进出口单页门，再进行充氮保护。期间应密切关注温度变化趋势，保证出口57净烟气吸附塔脱硫脱硝床层氮气2023年10 月参数达标及系统内设备的温度运行。超温模块温度下降后，恢复正常物料循环4 5 d后可投人运行。目前，青岛特钢焦炉烟道气脱硫脱硝已采用此种连锁，在系统投运3 a半以来，日常连锁投入运行，从未发生过模块超温事故，为脱硫脱硝系统的稳定运行提供了强有力的保障。吸附塔模块超温连锁简图见图2。吸附塔模块温度 145 图2吸附塔模块超温连锁简图3.2增压风机故障停机脱硫脱硝增压风机是脱硫脱硝系统运行的“心脏”，作为核心设备，它的运行状态尤为重要。在运行过程中，可能会因为轴承温度或振动过高触发连锁值导致停机，或因为变频器故障、断电等原因出现跳停事故。要求岗位人员第一时间执行相关应急预案，保证焦炉系统与脱硫脱硝系统的安全。在增压风机异常停止状态下，与地下烟道插板阀、焦炉交换机等关键设备的连锁，来保障增压风机故障停机状态下焦炉的安全稳定运行。4焦化脱硫脱硝烟道气安全连锁设计当脱硫脱硝系统出现故障(增压风机异常停止等情况），导致焦炉加热系统吸力不足，助燃空气无法正常吸入，加热煤气不能充分燃烧，达到爆炸极限，而发生烟道爆炸事故 4。因此为确保焦炉系统安全稳定运行，对脱硫脱硝系统地下烟道插板阀、增压风机与焦炉液压交流机连锁动作进行设计 5 。安全连锁示意图见图3。炼焦交换机连锁信号1焦炉闸板阀风机连锁信号2焦炉闸板阀风机连锁信号1焦炉闸板阀压力连锁信号2焦炉闸板阀压力连锁信号炼焦及闸板阀连锁设置图3 青岛特钢脱硫脱硝安全连锁示意图4.1脱硫脱硝增压风机与烟道插板阀连锁设计增压风机变频模式、高压变频器无运行信号(停止)或高压柜分闸时，焦炉地下烟道插板阀气缸带动阀门自动迅速打开。增压风机在工频模式、高压柜分闸时，焦炉地下烟道插板阀气缸带动阀门自动迅速打开。除人工按计划停车采用变频器惯性停车方式外，故障状态下导致的增压风机变频器停车必须采用紧急停车方式，原因是避免变频器因惯性停车所耗时间导致停车时间过长，烟道吸力逐渐变小，此时变频器仍在运行过程中，插板阀未及时开启以及液压交换机没有停止加热从而发生安全事故 6 。58山东冶金4.2月脱硫脱硝取气烟道吸力与插板阀连锁设计1#总烟道吸力(2 个压力信号)任意一个数值 一300Pa、持续3 s时（增加延时为了避免因焦炉液压交换机交换时吸力降低而导致的波动），脱硫脱硝系统控制1烟道插板阀气缸带动阀门自动迅速打开。2#总烟道吸力（2 个压力信号任意一个数值 16 mm粒级10 16 mm米粒级5 10 mm粒级 5 mm水分烘干后65.465结语通过现有的烧结球团设备进行简单工艺改造，多措施烘干块矿，提升了高炉消化块矿能力，高炉块矿配比增加至2 0%以上，最高可达到2 5%，多增加块矿替代球团矿使用，降低了生产成本。利用烧结矿余热烘干块矿在线生成混合料，结合钢铁厂现有工艺和设备布局，利用烧结矿余热废气热源，具备良好的经济效益和节能环保效益。块矿在烧结烘干过程中，会提前爆裂，减少了块矿在高炉冶炼中的爆裂,可以减少对炉料透气性的影响。和烘干块矿入炉平均水分基本上控制在2%以下，有利减少了高炉冶炼中的热量消耗，因此降低燃料比2.6kg/t工艺目标，实现综合效益2 2 7 万元。Cost Reduction Practice of Using Sintering Environmental Protection CoolingWaste Heat and Pelletizing Shaft Furnace to Dry up Lump Ore(Fangda Special Steel Technology Co.,Ltd.,Nanchang 330012,China)Abstract:In order to solve the production problems existing in the use of lump ore,such as high moisture content,large powdercontent and difficult screening,the lump ore is baked by making full use of the heat released by sinter environmental protectioncooling and simple shaft furnace transformation,the average moisture content of the lump ore entering the blast furnace is controlledbelow 2%,the proportion of blast furnace lump ore is increased to over 20%,and the blast furnace fuel ratio is reduced by 2.6 kg/t,acomprehensive benefit of 25.27 million Yuan is achieved.Key words:sintering environmental protection cooler;shaft furnace;drying lump ore;moisture content;drying temperature(上接第5 8 页）Abstract:This article briefly describes the desulfurization and denitrification purification process of coke oven flue gas,andintroduces the safety hazards that exist during the operation of the desulfurization and denitrification system.During the designprocess,communication and safe and reliable interlocking control must be established between the desulfurization and denitrificationdevice and the central control room of the coke oven.Detailed explanation was provided on the interlocking between the booster fanand important equipment related to the coke oven in the event of a fault shutdown.Key words:coke oven;desulfurization and denitrification system;chain control;booster fan2023炼钢一精炼一连铸绿色低碳发展技术研讨会于2 0 2 3 年9月6 8 日在山东青岛盛大召开。本次大会由山东、河北、江苏、山西、河南、辽宁、江西、陕西、浙江、四川、北京、天津等省市金属学会和山东节能协会、山东省节能环保低碳协会联合主办，由青岛特殊钢铁有限公司、山东金属学会炼钢学委会、自动化与信息化学委会协办，由北京新钢苑冶金技术中心承办。国内知名专家学者、业界大咖和来自全国钢铁行业的企业家、科技工作者及代表利用烧结环冷余热和球团竖炉烘干块矿的降本实践表2 竖炉烘干块矿后检测指标示%17.211.93参考文献：1汉勇，李炳岳，张志强，等.邢钢利用球团竖炉烘干巴西块矿的实践 C/河北省冶金协会.2 0 10 年全国炼铁低碳技术研讨会论文集.石家庄，2 0 11.2杨彬.酒钢高炉几种常用块矿的冶金性能研究 J.酒钢科技，2019(4):6-10.3景涛，周志安，黄后芳，等.唐山国丰2 3 0 烧结机热风烧结新工艺的应用 J.烧结球团,2 0 15,41(4)：11-14.4张学红.浅谈烧结环冷机中温热废气的再利用 J.烧结球团，2013,38(6):45-54.5夏克斌.环冷机低温热废气的利用方法 J.矿业工程，2 0 15，13(2):5051.6李志刚，张卫华，李昊晨.利用烧结环冷机余热在线生成混合料的方法：中国，CN108680034AP.2018-10-19.7王守鑫，赵祥栋，张海璇.竖炉烘干块矿生产实践 J.山西冶金,2 0 18(2):10 2-10 3.TANG Zehua,WANG Yi,GUO ZhibinApplication of Safety Interlock Design for Desulfurizationand Denitration SystemsLI Shuyin,GUO Fei,LI Xinje,WANG Bengang,YU Jinjiang(The Coking Plant of Qingdao Special Steel Co.,Ltd.,Qingdao 266400,China)2023炼钢-精炼-连铸绿色低碳发展技术研讨会圆满落幕2023年第5 期5.391.8八十多人参加了会议。会议围绕炼钢初炼、钢水精炼、连铸连轧等技术结合实际生产实践中的优秀案例，深入探讨和交流了相关新工艺、新技术、新装备、新设备和新经验。会议组织参观了青岛特钢炼钢事业部二炼钢分厂炼钢一精炼-连铸一线材事业部智控中心。会议得到各方参会人员的一致好评，达到预期目的，取得了圆满成功！(秘书处）61