Тема 34. Газообразное топливо

В общем топливном балансе металлургического завода газообразное топливо составляет порядка 70%. Все основное производство металлургического завода потребляют газообразное топливо – доменный, коксовый и природный газы.

В доменном производстве основной потребитель газа – воздухонагреватели. В них сжигается 18-34% доменного газа от его выхода из печи. Потребление доменного газа воздухонагревателями неравномерно.

С целью повышения производительности в доменную печь вдувают природный газ (до 200 м³ на 1 т чугуна).

Коксовый газ используют в небольших количествах на сушку желобов, ковшей.

В сталеплавильном производстве в основном расходуется природный газ – отопление мартеновских печей. Потребление газа по периодам плавки может изменяться в 2 раза. На вспомогательные нужды (разогрев печей, сушка после ремонта, подогрев чугуна) используют коксовый газ.

В прокатном производстве используют все виды газообразного топлива для отопления нагревательных печей. В основном используют смеси газов. Чаще всего это коксодоменная смесь. Природный газ используют при недостатке доменного и коксового газа.

В энергетическом хозяйстве завода основной потребитель газа ТЭЦ-ПВС. В топках паровых котлов сжигают совместно или раздельно несколько видов топлива, причем в первую очередь избыток доменного газа, а также коксового.

В обеспечивающих производствах (коксохимическое, агломерационное, огнеупорное и др.) используют как смешанный газ, так и природный.

На металлургическом заводе, в состав которого не входит коксовое производство, собственными генераторами горючего газа являются только доменные печи, т.к. конвертерный газ, к сожалению, не используется как топливо, а сжигается на свечах и выбрасывается в атмосферу, в лучшем случае сжигается в ОКГ (охладитель конвертерного газа).

Отвод доменного газа из печи является непрерывным процессом, его количество зависит от следующих факторов: качества применяемой шихты, вида выплавляемого чугуна, расхода кокса, температуры нагрева воздушного дутья.

Все нарушения режима работы доменных печей сопровождаются изменениями выхода доменного газа. С прекращением или уменьшением подачи воздушного дутья в печь немедленно прекращается или уменьшается выдача доменного газа. Из-за этого для надежности газоснабжения потребителей газа, не терпящих перебоев в его подаче (мартеновские печи, коксовые батареи), необходимо предусматривать резерв газа, который при нормальной работе основных потребителей направляется так называемым буферным потребителям. Это такие потребители, которые могут быстро перейти на другой вид топлива (твердое, жидкое или другое газообразное) с освобождением того газообразного топлива, которое стало дефицитным.

Как правило, на металлургическом заводе такими буферными потребителями газа являются котлоагрегаты.

Поставщиками коксового газа для металлургических заводов являются коксохимические заводы. Количество коксового газа, получаемого в процессе коксования угля, и его состав зависит от качества шихты и режима коксования. Для равномерного выхода коксового газа в целом от батареи работа камер коксования построена по смещенному циклическому графику. На коксохимзаводе имеется несколько батарей, что обеспечивает усреднение и достаточную стабильность выдачи газа (колебания всего 3-5%). Выход коксового газа с 1 т шихты примерно 350 м³, теплота сгорания 16,5-18 МДж/м³.

Буферным потребителем коксового газа, как и доменного, являются котлоагрегаты. Минимальный расход коксового газа на котлы ТЭЦ 10% от его расхода на весь завод.

Подача природного газа, замыкающего газовый баланс завода, осуществляется через 2 независимых ввода от газораспределительной станции (ГРС) магистральных газопроводов.

Без использования природного газа практически невозможно покрыть потребность металлургического завода в топливной энергии. Для частичного или полного отказа от природного газа необходима глубокая структурная перестройка производства.

Основными потребителями газообразного топлива являются цехи и агрегаты, непосредственно участвующие в металлургическом цикле производства металла. К таким потребителям относятся: доменные печи, аглофабрики, коксовые батареи, мартеновские печи, воздухонагреватели доменных печей, нагревательные печи прокатных станов.

К вспомогательным потребителям газообразного топлива относят потребителей, косвенно участвующих в производстве металла – ТЭЦ, отопительные котельные, кузнечные, фасоннолитейные, термические, огнеупорные цехи, тепляки (гаражи), печи обжига извести.

Вспомогательные потребители газообразного топлива работают по прерывному графику или имеют резервные агрегаты, позволяющие выводить их в резерв или ремонт. Некоторые из них, например, ТЭЦ, имеют возможность переходить с одного вида газообразного топлива на другое или на жидкое и твердое топливо.

Центром осуществления газоснабжения на заводе является центральный диспетчерский пункт газового хозяйства. Его основные задачи – обеспечение подачи топлива необходимых параметров; обеспечение поступления газового топлива на завод от внешних поставщиков или от собственных генераторов; поддержание в заводской газопроводной сети давления в заданных пределах; принятие оперативных и технических решений.

Для распределения и учета потребления газообразного топлива составляют газовый баланс завода. При этом рассматривают расход собственных топливных ресурсов (доменный и коксовый газы) с покрытием дефицита за счет природного газа.

Газовый баланс завода позволяет рационально использовать газы, определять, какое количество природного газа необходимо для покрытия дефицита, прогнозировать газоиспользование на основании имеющихся статистических данных за определенный период.

Структура газового баланса тесно связана с технологией. Так, интенсификация производства чугуна привела к уменьшению выхода доменного газа, т.е. к уменьшению приходной части газового баланса и к увеличению его расхода на подогрев дутья.

Перевод мартеновских печей на отопление природным газом с кислородом и сжатым воздухом вызывает уменьшение удельных расходов топлива на выплавку стали, т.е. уменьшение расходной части баланса.