案例研究目的 

       通過(guò)對(duì)武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司運(yùn)用能量系統(tǒng)優(yōu)化的技術(shù)原理，經(jīng)過(guò)對(duì)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(dòng)控制技術(shù)改造項(xiàng)目的研究，著重從系統(tǒng)性能、運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)效益及市場(chǎng)潛力等方面分析其推廣應(yīng)用的可行性和必要性。

　　項(xiàng)目總投資

　　案例源單位 

       武漢鋼鐵（集團(tuán)）公司 

       監(jiān)測(cè)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(guó)特大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，作為國(guó)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(wàn)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(chēng)火炬），由于原有放散塔點(diǎn)火系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(zhǎng)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(wèn)題，于2003年起對(duì)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(dòng)點(diǎn)燃系統(tǒng)，先后完成了1號(hào)和2號(hào)高爐煤氣放散塔、1號(hào)焦?fàn)t煤氣放散塔的點(diǎn)火系統(tǒng)改造，實(shí)現(xiàn)了對(duì)放散煤氣的自動(dòng)點(diǎn)火，消滅了“長(zhǎng)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(gè)系統(tǒng)運(yùn)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(duì)一個(gè)工藝過(guò)程物流和能流匹配系統(tǒng)的研究，鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(shí)間不確定、不連續(xù)，為保證隨時(shí)放散的煤氣都能通過(guò)燃燒得到處理，這一過(guò)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(lèi)煤氣放散塔頂部長(zhǎng)期保留點(diǎn)燃火源方式用以點(diǎn)燃隨時(shí)放散的煤氣，為使保留火源能夠長(zhǎng)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(zhǎng)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(wèn)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(dòng)點(diǎn)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(diǎn)燃火炬，實(shí)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(dòng)點(diǎn)燃系統(tǒng)和可編程控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)放散塔放散氣體的點(diǎn)火控制。當(dāng)放散塔即將有煤氣放散時(shí)，TAL9509F火炬自動(dòng)點(diǎn)燃系統(tǒng)接收到煤氣放散控制閥輸入的信號(hào)，自動(dòng)點(diǎn)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(diǎn)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)生面狀電弧；與此同時(shí)，自動(dòng)點(diǎn)燃系統(tǒng)主控裝置輸出指令，開(kāi)啟點(diǎn)火伴燒燃?xì)怆姶砰y向高空點(diǎn)火器內(nèi)通入伴燒氣體——轉(zhuǎn)爐煤氣， “伴燒燈”此時(shí)被點(diǎn)燃。放散管放散出的煤氣遇到“伴燒燈”產(chǎn)生燃燒，完成了對(duì)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(dòng)點(diǎn)燃系統(tǒng)具有可靠的點(diǎn)火控制功能，可以根據(jù)煤氣放散情況進(jìn)行點(diǎn)火操作，避免了由于長(zhǎng)期保留點(diǎn)火火源形成的燃?xì)庀睦速M(fèi)問(wèn)題；同時(shí)由于自動(dòng)點(diǎn)燃系統(tǒng)中核心部件負(fù)壓式高空點(diǎn)火器內(nèi)的電梯發(fā)弧裝置能夠產(chǎn)生面狀電弧，易于點(diǎn)燃熱值相對(duì)低的轉(zhuǎn)爐煤氣，使得利用轉(zhuǎn)爐煤氣替代熱值高、易點(diǎn)燃的焦?fàn)t煤氣作伴燒氣體成為可能，降低了運(yùn)行成本，減少了維護(hù)費(fèi)用，極大的方便了用戶(hù)使用。

    項(xiàng)目實(shí)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(diǎn)火系統(tǒng)都無(wú)法滿(mǎn)足真正意義上的自動(dòng)點(diǎn)燃控制要求，為了確保煤氣的安全、可靠放散，在各個(gè)放散塔頂部都要長(zhǎng)期保留火源。這些長(zhǎng)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(yùn)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(duì)2號(hào)高爐煤氣放散塔、1號(hào)高爐煤氣放散塔、1號(hào)焦?fàn)t煤氣放散塔的點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行了改造，安裝了TAL9509F火炬自動(dòng)點(diǎn)燃系統(tǒng)，用自動(dòng)點(diǎn)燃系統(tǒng)控制煤氣放散塔點(diǎn)火操作，改造完成后實(shí)現(xiàn)了放散塔無(wú)煤氣排放時(shí)不保留長(zhǎng)明火，煤氣排放時(shí)自動(dòng)點(diǎn)燃，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的放散塔自動(dòng)點(diǎn)燃控制要求。TAL9509F火炬自動(dòng)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)了用低熱值的轉(zhuǎn)爐煤氣作伴燒氣體燃?xì)庠?，這樣公司節(jié)省了大量的高熱值、高品質(zhì)的能源，同時(shí)也解決了放散塔使用焦?fàn)t煤氣作燃?xì)庠丛斐傻墓收蠁?wèn)題，系統(tǒng)運(yùn)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(dòng)點(diǎn)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(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能量系統(tǒng)優(yōu)化效果。
 

       項(xiàng)目監(jiān)測(cè)情況 

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

       根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況與運(yùn)行條件，結(jié)合有關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)加以分析研究，得出了以下監(jiān)測(cè)結(jié)論： 

       節(jié)氣效益 

       在煤氣放散塔連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)條件下， 1號(hào)高爐煤氣放散塔、2號(hào)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(wàn)m3和1051.2萬(wàn) m3，改造后年均消耗轉(zhuǎn)爐煤氣量分別為41.6萬(wàn)m3 和43.4萬(wàn)m3；1號(hào)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(wàn)m3，改造后放散塔取消了伴燒火源裝置，改用自動(dòng)點(diǎn)燃系統(tǒng)直接點(diǎn)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(wàn)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(wàn) 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(jià)格計(jì)算，應(yīng)用TAL9509F火炬自動(dòng)點(diǎn)燃系統(tǒng)對(duì)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(fèi)用571.56萬(wàn)元。

       投資回收期

       投資回收期=投資/年收益=358/571.56=0.63年