供氧系统优化

　　目前攀钢氧气供应系统主要由管路输送系统、储存缓冲系统、压力调节系统和控制系统几个部分组成。其中管路输送系统由一条Φ426中压氧气管道和一条Φ377低压富氧管道组成;储存缓冲系统由7只中压氧球罐构成;压力调节系统由10套调节阀组构成;控制系统是由传统的PID常规控制系统组成。随着攀钢的发展,生产规模不断扩大,氧气需求量也随之增加。如何实现安全、经济、连续、稳定地氧气供应,对攀钢稳定生产有着重要意义。现有的氧气输送能力、缓冲量和调节控制模式已远远不能满足实际生产要求,因此,针对氧气供应系统的优化改进研究具有十分重要的意义。

　　1　原系统存在的问题及原因分析

　　1·1　单线输送保供风险大

　　如图1所示,原有氧气输送系统只有Φ426(中压)、Φ377 (低压)各一根组成,两路输送管道相互独立,其中Φ426的为中压氧输送管路,主要供应转炉、连铸、轧钢等系统用氧,Φ377的为富氧专线,主要供应高炉富氧鼓风用,通过氧调七,可以由中压氧向富氧管网补充一定量的氧气。当Φ426管路出现问题或者需要检修被迫停止运行时,整个公司中压用氧将全部终止,炼钢系统随之全面停产,造成巨大的经济损失。

　　1·2　输送能力有限,压氧电耗损失大

　　从表1中数据可以看出,当中压管网压力较低时,管网输送压力损失在0·455 bar (注: 1 bar=0·1MPa)以上。而这部分管路压力损失就相当于压缩机白白消耗了部分电能。

　　从表2中的数据可以看出,在管网压力为17bar时,也即氧压机排压(绝大多数氧压机不是恒压压缩的)约17 bar时,每1bar压力的电耗在0·028 (kW·h) /m3,那么这部分的损失电耗为43008×0·028=1204·224 (kW·h) /h。随着公司用氧规模的增加,这一损失将继续增大。

　　1·3　球罐缓冲量过小

　　现有的氧气球罐有7个: 400 m3×4+650 m3×3,总容积3550 m3。在球罐容积一定的情况下,如果要提高供氧系统的经济性,一种办法是减少氧气放散,提高整个管网的运行压力,那么就相应提高了球罐的缓冲储存能力,这样势必会导致压氧电耗增加;另一种办法是降低管网的运行压力,以降低氧压机的排压,节省压氧电耗,但是这种做法又使得球罐的缓冲储存能力降低,导致放散量增加。所以供氧系统必须有个合理的球罐缓冲储存容积,才能达到一个最佳的经济效益。

　　若假定球罐在23~9 bar压力下运行,则应有下面的情况: (1)球罐总容积3550 m3; (2)转炉用氧强度: 400 m3/(min·座) (24 000 m3/h);(3)供应转炉的压送量: 600 m3/min (36 000 m3/h); (4)转炉最低吹炼压力: 9 bar; (5)转炉工作周期: 30 min; (6)转炉吹氧时间: 18 min。由于600m3/min≥400m3/min (即供应转炉的压送量大于等于转炉用氧强度),因此,可以满足始终有一座转炉在吹氧。