案例研究目的 

       通過對武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司運用能量系統(tǒng)優(yōu)化的技術(shù)原理，經(jīng)過對鋼鐵生產(chǎn)廠典型的高爐、焦?fàn)t等煤氣放散系統(tǒng)，進(jìn)行放散火炬自動控制技術(shù)改造項目的研究，著重從系統(tǒng)性能、運行效果和經(jīng)濟(jì)效益及市場潛力等方面分析其推廣應(yīng)用的可行性和必要性。

　　項目總投資

　　案例源單位 

       武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司 

       監(jiān)測單位 

       北京節(jié)能環(huán)保中心 

       案例研究概述 

       武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司是我國特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，作為國有重要骨干企業(yè)與鄂鋼、柳鋼聯(lián)合重組后，集團(tuán)公司已成為年產(chǎn)鋼2000萬噸規(guī)模的大型鋼鐵企業(yè)。武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司擁有多座高爐、焦?fàn)t和轉(zhuǎn)爐煤氣放散塔（俗稱火炬），由于原有放散塔點火系統(tǒng)無法實現(xiàn)自動控制，為了確保煤氣的安全、可靠放散，在各放散塔頂部都設(shè)有“長明火”火源，造成焦?fàn)t煤氣大量消耗。 

       公司為有效解決煤氣放散塔能源消耗量大的問題，于2003年起對煤氣放散塔進(jìn)行能量系統(tǒng)優(yōu)化改造，利用低熱值轉(zhuǎn)爐煤氣代替高熱值焦?fàn)t煤氣作為伴燒氣體，在放散塔系統(tǒng)安裝使用TAL9509F火炬自動點燃系統(tǒng)，先后完成了1號和2號高爐煤氣放散塔、1號焦?fàn)t煤氣放散塔的點火系統(tǒng)改造，實現(xiàn)了對放散煤氣的自動點火，消滅了“長明火”火源現(xiàn)象，節(jié)約了大量焦?fàn)t煤氣。

    煤氣放散系統(tǒng)優(yōu)化改造后，整個系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，取得了良好的節(jié)能效益，得到了普遍認(rèn)可。 

       系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)原理

       系統(tǒng)優(yōu)化是對一個工藝過程物流和能流匹配系統(tǒng)的研究，鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中需要將一部分煤氣（高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣）排放掉即放散。因煤氣放散時間不確定、不連續(xù)，為保證隨時放散的煤氣都能通過燃燒得到處理，這一過程消耗大量可利用的能源（可燃?xì)怏w）。以往武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司采用在各類煤氣放散塔頂部長期保留點燃火源方式用以點燃隨時放散的煤氣，為使保留火源能夠長期穩(wěn)定可靠的存在，需要以熱值高的焦?fàn)t煤氣為燃料，這樣長年燃燒的保留火源造成了大量的能源消耗。 

       為消除煤氣放散塔保留火源從而耗能的問題，又能確保生產(chǎn)不受影響，武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司從能量系統(tǒng)優(yōu)化改造角度出發(fā)，主要以TAL9509F火炬自動點燃系統(tǒng)控制技術(shù)的應(yīng)用予以解決。

     全面平衡放散燃?xì)獾臒嶂?、?shù)量，選擇低質(zhì)燃?xì)庥糜邳c燃火炬，實現(xiàn)高爐、焦?fàn)t轉(zhuǎn)爐燃?xì)獾钠胶夂蛢?yōu)化調(diào)控。利用TAL9509F火炬自動點燃系統(tǒng)和可編程控制器實現(xiàn)對放散塔放散氣體的點火控制。當(dāng)放散塔即將有煤氣放散時，TAL9509F火炬自動點燃系統(tǒng)接收到煤氣放散控制閥輸入的信號，自動點燃系統(tǒng)主控裝置隨后輸出指令，控制高壓發(fā)生調(diào)理器向負(fù)壓式高空點火器內(nèi)部的雅格布電梯發(fā)弧裝置輸出高壓電, 發(fā)弧裝置產(chǎn)生面狀電??；與此同時，自動點燃系統(tǒng)主控裝置輸出指令，開啟點火伴燒燃?xì)怆姶砰y向高空點火器內(nèi)通入伴燒氣體——轉(zhuǎn)爐煤氣， “伴燒燈”此時被點燃。放散管放散出的煤氣遇到“伴燒燈”產(chǎn)生燃燒，完成了對放散煤氣的處理。當(dāng)煤氣放散完畢后火源熄滅。

     由于TAL9509F火炬自動點燃系統(tǒng)具有可靠的點火控制功能，可以根據(jù)煤氣放散情況進(jìn)行點火操作，避免了由于長期保留點火火源形成的燃?xì)庀睦速M問題；同時由于自動點燃系統(tǒng)中核心部件負(fù)壓式高空點火器內(nèi)的電梯發(fā)弧裝置能夠產(chǎn)生面狀電弧，易于點燃熱值相對低的轉(zhuǎn)爐煤氣，使得利用轉(zhuǎn)爐煤氣替代熱值高、易點燃的焦?fàn)t煤氣作伴燒氣體成為可能，降低了運行成本，減少了維護(hù)費用，極大的方便了用戶使用。

    項目實施情況 

       武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司有多座高爐、焦?fàn)t和轉(zhuǎn)爐煤氣放散塔，由于這些放散塔原有點火系統(tǒng)都無法滿足真正意義上的自動點燃控制要求，為了確保煤氣的安全、可靠放散，在各個放散塔頂部都要長期保留火源。這些長期保留火源消耗了大量焦?fàn)t煤氣，而且由于焦?fàn)t煤氣焦油含量高，容易堵塞和腐蝕管道，故障率較高，維護(hù)和運行成本都很高。 

       2003年起公司從能量系統(tǒng)優(yōu)化角度出發(fā)，陸續(xù)對2號高爐煤氣放散塔、1號高爐煤氣放散塔、1號焦?fàn)t煤氣放散塔的點火系統(tǒng)進(jìn)行了改造，安裝了TAL9509F火炬自動點燃系統(tǒng)，用自動點燃系統(tǒng)控制煤氣放散塔點火操作，改造完成后實現(xiàn)了放散塔無煤氣排放時不保留長明火，煤氣排放時自動點燃，實現(xiàn)了真正意義上的放散塔自動點燃控制要求。TAL9509F火炬自動點燃系統(tǒng)還突破了鋼鐵企業(yè)將高熱值的焦?fàn)t煤氣作為燃?xì)庠吹牧?xí)慣，實現(xiàn)了用低熱值的轉(zhuǎn)爐煤氣作伴燒氣體燃?xì)庠矗@樣公司節(jié)省了大量的高熱值、高品質(zhì)的能源，同時也解決了放散塔使用焦?fàn)t煤氣作燃?xì)庠丛斐傻墓收蠁栴}，系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、安全性、可靠性都得到了提高，效果很好。

       在前幾座煤氣放散塔上能量系統(tǒng)優(yōu)化改造成功基礎(chǔ)上， 武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司又先后在新建和改造的1座焦?fàn)t煤氣放散塔、1座高爐煤氣放散塔、2座轉(zhuǎn)爐煤氣放散塔上應(yīng)用了TAL9509F火炬自動點燃系統(tǒng)，并且都取得了比較理想的效果。在建的煤氣放散塔上將繼續(xù)用TAL9509F自動系統(tǒng)實現(xiàn)能量系統(tǒng)優(yōu)化效果。
 

       項目監(jiān)測情況 

       武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司積極配合了對高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)優(yōu)化改造情況的監(jiān)測工作，并提供了項目實施以來的相關(guān)資料。 

       根據(jù)實際應(yīng)用情況與運行條件，結(jié)合有關(guān)運行數(shù)據(jù)加以分析研究，得出了以下監(jiān)測結(jié)論： 

       節(jié)氣效益 

       在煤氣放散塔連續(xù)正常運轉(zhuǎn)條件下， 1號高爐煤氣放散塔、2號高爐煤氣放散塔改造前年均焦?fàn)t煤氣消耗量分別為525.6萬m3和1051.2萬 m3，改造后年均消耗轉(zhuǎn)爐煤氣量分別為41.6萬m3 和43.4萬m3；1號焦?fàn)t煤氣放散塔改造前年均焦?fàn)t煤氣消耗量為350.4萬m3，改造后放散塔取消了伴燒火源裝置，改用自動點燃系統(tǒng)直接點燃放散的焦?fàn)t煤氣，不需要再消耗其它伴燒氣體；3座煤氣放散塔改造后每年平均可以節(jié)約焦?fàn)t煤氣1927.2萬m3。

      經(jīng)濟(jì)效益     推廣潛力 

       以改造后三座煤氣放散塔年均消耗轉(zhuǎn)爐煤氣總量85萬 m3，按照公司內(nèi)部焦?fàn)t煤氣與轉(zhuǎn)爐煤氣不同的使用價格計算，應(yīng)用TAL9509F火炬自動點燃系統(tǒng)對煤氣放散塔進(jìn)行能量系統(tǒng)優(yōu)化改造后每年平均可節(jié)約燃料費用571.56萬元。

       投資回收期

       投資回收期=投資/年收益=358/571.56=0.63年