提高转炉煤气回收量的方法doc.docx

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提高转炉煤气回收量的方法doc

YJ0411-提高转炉煤气回收量的方法

案例简要说明:

依据国家职业标准和冶金技术专业教学要求，归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。

该案例是转炉炼钢过程中煤气回收的生产案例，体现了转炉煤气的成分、回收方法、回收设备、转炉煤气回收过程中注意事项、煤气回收量对企业经济性的影响、转炉煤气的回收量的影响因素、优化操作、提高转炉煤气回收量的方法等知识点和岗位技能，与本专业转炉炼钢生产课程转炉煤气回收相关教学单元的教学目标相对应。

案例名称

提高转炉煤气回收量的方法

适用说明

本案例适合中职、高职、职业本科等院校冶金技术专业，在转炉炼钢、燃料燃烧或相似的综合性课程教学中使用，更适合在转炉炼钢工工种的职工培训中使用。

案例背景

近年来，为适应严峻的市场形势，某公司实施重要战略转型，将能源管理工作提高到前所未有的高度。

为加强能源管理，分别于2011年5月、10月相继投产了两座25MW煤气自发电机组。

随着发电机组的全面顺行，作为发电主要能源的转炉煤气的回收量成为能源管理的关注焦点。

案例所涉及的知识点

转炉煤气的主要成分、如何回收、主要回收设备；转炉煤气回收过程中注意事项、煤气回收量对企业经济性的影响；转炉煤气的回收量的影响因素。

案例所涉及的技能点

提高转炉煤气回收量的操作要点

案例工作任务的分解

转炉炼钢的工艺操作、转炉炼钢煤气回收工艺选择、煤气回收量的制定、煤气回收量经济性的衡量。

教学目标

（1）了解转炉的工艺操作及煤气的相关基础知识；

（2）学习综合考虑影响煤气回收量的因素。

（3）掌握转炉煤气回收工艺及提高转炉煤气回收量的方法。

（4）全面复习所学知识，并将知识转化为能力。

案例建议的教学时间

6~8学时

案例的操作演示

现场调研、问题讨论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业。

（数据、图片等）

案例点评

在教学过程中，引入生产实践案例，能够将理论知识与生产实践相结合，通过对案例的讲解、分析、讨论，培养学生认真负责的态度，培养学生分析问题、解决问题的能力，形成良好的职业道德和对工作的责任心，同时通过小组合作，培养学生表达能力、沟通能力和团队协作能力，使学生们毕业后能更快地融入工作岗位中。

本案例可迁移为其他种类煤气回收的教学，学生通过本案例学习，具有掌握其他种类煤气回收相关知识的能力。

提高转炉煤气回收量的方法

1.背景介绍

近年来，为适应严峻的市场形势，某公司实施重要战略转型，将能源管理工作提高到前所未有的高度。

为加强能源管理，分别于2011年5月、10月相继投产了两座25MW煤气自发电机组。

随着发电机组的全面顺行，作为发电主要能源的转炉煤气的回收量成为能源管理的关注焦点。

2.主要内容

2.1.现状分析及目标设定

与其他公司相比，该单位转炉煤气回收量偏低，故此回收量提高空间较大。

该公司产品结构、设备配置与其它单位相似，具备提升回收量的潜力，如图1所示。

图1、各公司煤气回收量对标

结合生产实际，设定目标，两座2.5MW发电机组投产后转炉煤气回收量达到138m3/t。

2.2.原因分析

（1）、CO浓度波动幅度大，回收不连续；

（2）、峰值浓度低，波峰持续时间短；

（3）、氧含量超标，无法回收；

（4）、人员操作技能差异导致分班煤气回收量不均匀、分炉煤气回收量不均匀；

（5）、煤气浓度合格时间晚，风机没有设置调速；

（6）、分析仪性能差，煤气回收时间短；

（7）、煤气管道有漏点导致煤气管道中烟气氧含量超标；

（8）、钢水有喷溅，铁水成分波动；

（9）、煤气柜满放散，煤气平衡方案不合理。

其中，（4）、（5）和（6）为主要原因。

2.3.要因解决

一、操作差异

枪位波动较大时，相对应CO曲线如图如图2所示。

针

图2、枪位波动较大时，相对应CO曲线

对上述情况颁布合理的制度，包括冶炼制度《炼钢车间煤气回收奖惩规定》、《炼钢车间提高煤气回收若干规定》、《炼钢车间煤气回收攻关办法》；设备运行制度《煤气回收应急预案》、《煤气回收相关记录管理规定》、《煤气回收攻关制度》、《煤气回收奖惩规定》。

主要依据是以回收时长作为标准；将CO浓度、回收量、回收时长、风机流量在转炉操作画面显示；活动烟罩自动升降。

氧压分段控制：

吹炼初期大氧压开吹，快速提温，缩短硅锰氧化期，使CO浓度尽快达到回收要求。

开始回收后降低氧压，控制吹炼节奏，延长煤气回收时间。

控制曲线如图3所示。

图3、氧压分段控制

曲线图

枪位稳定时，相对应CO曲线如图如图4所示。

图4、枪位稳定时，相对应CO曲线

二、分析仪

对比激光分析仪和传统在线光谱仪的性能特点，采购激光分析仪。

采购到货后，利用检修时间进行安装，本次改造需要风机相对应的转炉检修时进行。

以新上的激光式气体分析仪作为主分析仪，原抽气式气体分析仪作为备用。

氮气吹扫气源使用原氮气管路，电源及信号线重新敷设，满足现场防爆要求。

施工采用厂家现场指导，点检和检修公司配合安装的方式。

安装结束后由自动化公司负责维护。

图5为安装、调试后现场照片。

图5、现场激光分析仪

安装前后效果对比如图6所示。

图6安装前安装后

三、风机调速

风机转速设定三档调速，并与氧枪和耗氧量联锁。

图7、风机三档调速

风机调速前后对比如图8所示。

图8、调速前调速后

根据烟气管路长度分别对结束煤气回收联锁进行延时调整，2#炉提枪后延时15秒停止回收，3#炉提枪后30秒停止回收，整个延时回收过程氧含量达到1%马上放散。

更改三通阀与水封逆止阀开关顺序，由原三通阀、水封逆止阀依次顺序开关改为氧浓度达到1%先开水封逆止阀CO浓度达到设定值再打开三通阀。

2.4.效果检查

直接效益：

2012年2-6月份，共比目标多回收9546万m3煤气，煤气财务结算价格0.13元/m3，合计煤气回收效益：

124万元。

如图9所示。

间接效益：

一次除尘风机调速，在煤气回收量上升的同时也在节电方面取得了巨大的经济效益。

日均电耗由每天6.6万度下降到4万度，截止到6月共节电398万度，节约费用219万元。

图9、吨钢回收量对标

此次改造取得了良好效果，既完成了预定的目标，又取得了显著的经济效益，并且降了一氧化碳的排放，减少环境污染。

3.分析路径

该案例是转炉炼钢过程中煤气回收的生产案例，本生产案例体现了转炉煤气的成分、回收方法、回收设备、转炉煤气回收过程中注意事项、煤气回收量对企业经济性的影响、转炉煤气的回收量的影响因素、优化操作，提高转炉煤气回收量的方法等知识点和岗位技能，与冶金技术专业转炉炼钢生产课程转炉煤气回收相关教学单元的教学目标相对应。

根据国家职业标准关于转炉炼钢工工种要求，对应教学目标，从此生产案例归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。

采用现场调研、问题讨论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业、数据、图片等手段，引导学生通过自学、讲授、讨论、对比等方式学习转炉的关于操作、煤气的相关基础知识及影响煤气回收量的因素，掌握煤气回收工艺及提高煤气回收量的方法等技能，达到教学目标要求。

4.教学目标

（1）了解转炉的工艺操作及煤气的相关基础知识；

（2）学习综合考虑影响煤气回收量的因素。

（3）掌握转炉煤气回收工艺及提高转炉煤气回收量的方法。

（4）全面复习所学知识，并将知识转化为能力。

5.教学方式方法

现场调研、问题讨论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业。

具体教学过程设计如下：

5.1.课前计划

（1）学生掌握知识：

转炉的工艺操作及转炉煤气的相关基础知识、转炉煤气回收工艺、影响煤气回收量的因素、提高转炉煤气回收量的方法；

（2）学生分组，指定组长；

（3）与现场联系，进行现场教学准备，包括安全教育、劳保用品、行走路线，现场兼职教师，现场教室等；

（4）安全教育，教师带领学生下厂调研，记录个厂转炉煤气回收的工艺参数，收集生产相关资料；

（5）学生根据所学知识和实习、调研中获得的资料，总结煤气回收的要点；

（6）与技术人员交流，请技术人员准备讲授转炉煤气回收的相关工艺及影响回收量的因素。

（7）教室设置成学习岛，准备投影，为每组准备2张0开白纸，大号记号笔1支、作业纸每人2张。

5.2.课中计划

（1）学生按小组就座学习岛周围，选举记录人、发言人。

（2）采用头脑风暴法，每人总结一条影响煤气回收量的因素并做解释或分析，按顺时针顺序轮流发言，记录人将操作要点在0开白纸上记录。

要求每人发言，可以轮空，直到所有人员无法补充为止，时间15～20分钟；

（3）整理完成后，小组发言人上台展示0开白纸上的记录，并向全体师生汇报交流转炉煤气回收要点；发言学生汇报完成后，同组学生可以补充。

汇报完成，本组自评，其它组进行点评打分，现场技术人员参与对学生汇报的操作要点评价，指出优点和不足，每组时间8～10分钟；

（4）技术人员讲授实际生产转炉煤气回收的案例，包括技术改造及生产优化，时间20分钟；

（5）教师讲授转炉煤气的相关基础知识、回收工艺及回收量的影响因素，时间45分钟。

5.3.课后计划

布置作业，见6.3。

6.思考题及考评

6.1.课前思考题

布置课前思考题，保证学生下厂调研知道找什么材料、看什么操作、思考为什么如此操作。

（1）转炉煤气的主要成分是什么？

（2）转炉煤气是如何回收的？

（3）转炉煤气的主要回收设备有哪些？

（4）转炉煤气回收过程中有哪些注意事项？

（5）转炉煤气回收量对企业经济性有什么影响？

（6）转炉煤气的回收量和哪些因素有关？

（7）如何优化操作，提高转炉煤气回收量？

6.2.课堂练习

课堂提问或者集体回答，目的：

及时复习、巩固知识，检查教学效果。

练习题

1、炼钢车间负责煤气回收期间（活动烟罩的降升）操作，配合（运行车间）做好煤气回收。

2、要严格执行（各项规章制度和安全操作规程），规范使用劳动防护用品。

严禁（违章指挥，杜绝冒险作业）。

各种防护器具、检测仪器必须（安全可靠），使用前要（进行检查确认）；

3、回收前要确保（活动烟罩的升降）、（操作连锁装置）完好、灵敏可靠使用。

4、在煤气回收期间，禁止（闲杂人员）在转炉各层平台及附近逗留。

在吹炼前，必须确认（各处氮封设备完好并处于开启状态）；在降罩作业过程中，对于各种报警应（及时确认），出现异常要（立即采取措施），进行检查处理。

5、作业人员到三层以上平台进行岗检或其它作业时，必须（携带煤气报警仪），两人以上同行，互相监护，禁止（抽烟和明火作业）。

6、转炉煤气的主要成分及各成分的含量？

在转炉炼钢过程中，铁水中的碳在高温下和吹入的氧生成一氧化碳和少量二氧化碳的混合气体。

回收的顶吹氧转炉炉气含一氧化碳60～80％，二氧化碳15～20％，以及氮、氢和微量氧。

6.3.课后作业

课后作业，复习巩固知识、提升能力。

结合自己的专业知识及案例的调查与学习，总结转炉煤气回收量的影响因素及其提高措施？

（1）完善软硬件设备，实现生产炉数的全回收煤气回收系统良好运行是煤气高效回收的基本前提

（2）降罩到位与炉口微差压调控并行，提高回收煤气品质

在生产操作中，空气吸入量主要受活动烟罩与炉口间隙的大小以及炉口微差压的影响。

因此，在转炉吹炼过程中，要严格实行降罩操作，尽早将烟罩降至最低位，保持烟罩与转炉的“零”距离，防止空气吸入造成二次燃烧，确保煤气回收的质量；同时，要合理调控炉口微差压，保持炉口微正压（0～10Pa），限制空气吸入的不良影响，提高转炉煤气品质。

（3）优化供氧制度，实施高效冶炼

优化供氧制度，合理控制氧枪枪位，兼顾转炉脱碳及煤气回收的关系，减少二次倒炉，提高终点命中率等，都能有效提高转炉煤气回收量

（4）改进回收方式与操作，延长煤气回收时间

由于切换站钟形阀从接受指令到完全动作到位需要一定时间，因此回收中存在滞后效应，延迟了回收时间，造成部分煤气得不到回收。

因此，采取回收开始时间提前与结束时间延迟相结合，可提高吨钢煤气回收量。

6.4.评价

学生考核评价实施表

评价方式

评价内容

评价结果

得分

过程性

评价

（100%）

学生出勤（10%）

迟到一次及以下

8~10

迟到三次

5~7

缺勤

0

课堂参与

（50%）

小组评价

（20%）

小组合作融洽，讨论能达到预定的目标

16~20

小组合作比较融洽，讨论基本达到预定的目标

10~15

小组合作相对融洽或不融洽，讨论未达到预定的目标

1~9

展示评价

（20%）

展示内容全面，条理清楚、语言流畅

4~20

现场教学

评价

（10%）

遵守现场规章制度，有良好的安全意识。

0~10

完成作业（30%）

思路清晰，格式规范，内容正确

自我评价（10%）