增加高炉入炉风量及BPRT能量回收技术的研究.doc

增加高炉入炉风量及BPRT能量回收技术的研究一总论1.概述榆中钢铁公司高炉（高炉的运行特性分析）于2003年建设，12月投产。自2007年显现出高炉入炉风量不足的问题，严重影响了高炉产能及各项经济指标的进一步提高和挖潜。2.高炉鼓风机现状高炉的风容比（鼓风机供风能力与高炉有效容积的比值）。一般规定风容比在4.2以上。因榆钢海拔高度约1550m，造成鼓风机高原降效（降效500m3/min），同时也因夏季气温升高产生的气温降效，实际入炉风量仅有1100m3/min，风压只能达到0.210MPa，高炉实际风容比只有2.89。由于风机能力限制，单机送风入炉风压低（0.210MPa），冷风压力不能克服高炉炉内料柱阻力，入炉风量不能满足生产要求。目前针对鼓风机出力不足（预设为两开一备），榆钢采用提高系统压力和风机并联运行（两开一并，3台机组运行）的办法来弥补风量，但是常引起鼓风机喘振保护经常动作，机组运行存在安全隐患。高炉鼓风机实际运行参数统计剖析。2007年11月2008年7月3台风机运行电流（A）、进风流量（m3/min）、出口压力（kPa）月平均参数统计参，各参数随季节变化趋势。可以看出，电流、进口风量及出口风压受气温影响较大。在冬季，鼓风机电机电流较高，经常超出额定电流运行，说明冬季空气密度大，电机做功较多，入炉风量和风压也相应增加，出口压力基本可以满足高炉生产要求。但是，在夏季由于气温升高，空气相对稀薄，电机电流低于额定电流运行，电机做功少，入炉风量和风压也相应降低。为提高入炉风量，2007年9月开始3台鼓风机组并联运行，2008年1月11月3台鼓风机组生产。经过两年的摸索，一般在每年5月至11月这7个月期间两座高炉入炉风量不足，需要3台鼓风机并联供风。统计得出4月至11月单台鼓风机平均日耗电量为127547kWh，与2台风机分别供一座高炉相比，有244d因多开1台风机（电动机功率5600kW），耗电量明显增加。如按除税电价0.42元/度计算多支出电费：127547kWh&244&0.42=1307.102万元。平均每天多耗电费5.36万元。3.提高入炉风量的办法进行高炉鼓风机革新，同时应用BPRT能量回收利用技术，以有利节能降耗，挖潜增效。二BPT能量回收系统简介1.设施组成轴流压缩机组、透平主机、润滑系统、液压伺服系统、氮气密封系统、给水冷却系统、高低压电控系统、自控系统、大型阀门系统、煤气管道系统组成。此技术早已在化工行业应用多年，是高炉TRT能量回收技术的发展，尤其适用中小高炉，与TRT技术相比省掉了机-电转换环节。BPRT能量回收技术的应用，有利用节能降耗，挖潜增效。2.设施布置3.使用BPRT效果剖析安阳永兴钢铁公司2号高炉（450m3）鼓风机和煤气透平同轴系的BPRT系统，是第一次将高炉鼓风机与煤气透平串联在同一根轴系的同轴机组，是国产第一套BPRT能量回收循环利用系统。自2004年5月29日投入使用，轴流压缩机向高炉送风正常，透平主机性能良好，炉顶压力调节稳定、可靠，全部完成了自动升速、自动啮合、自动脱开、自动升负荷、自动降负荷、自动调顶压及全部过程检测与扼制的各项功能，节电效果明显。2009年11月6日永兴钢铁公司2号高炉透平及鼓风机运行参数记录。可以看出，在高炉生产过程中，高炉产生的高压煤气连续驱动透平工作，使鼓风机的实际运行电流低于其额定电流。永兴钢铁公司2号高炉运行参数。从统计数据可以看出，在高炉正常生产条件下，使用BPRT系统，鼓风机实际运行电流在220240A之间，远远低于其额定电流，按照11月6日全天平均电流234A计算，其节电效率为：(380234)380=38.42%永兴钢铁公司2号高炉2009年3月按实际耗电量计算节电效果如下：2009年2月28日17：00：1号风机电显示电量8674.7度，2号风机电显示电量5957.3度。3月31日17：00：1号风机显示电量9017.2度，2号风机电显示电量6202.4度。3月份两台风机实际用电量：1号风机用电：（9017.28674.7）&10000=3425000kW2号风机用电：（6202.45957.3）&12000=2941200kW（注：上式中10000和12000分别为1号及2号风机的电倍率。）按照两台鼓风机额定功率：1号鼓风机额定功率5500kW，2号鼓风机额定功率6300kW，两台鼓风机在正常运行情况下，2号鼓风机每小时比1号鼓风机多用电63005500=800kW.3月份透平实际运行18d，2号风机不用透平机组用电量：24h&800kW&18+3425000=3770600kW2号风机3月份节电量：37706002941200=829400kW从以上计算可以看出，不用透平2号风机每日耗电：3770600/30=125686kW使用透平每天实际用电量：(2941200125686&12)/18=79609kW永兴2号高炉3月份实际节电效率：（12568679609）/125686&100%=36.66%.从3月份节电效果计算及11月6日运行情况对比可以看出，使用BPRT系统后，高炉节电效率在36%左右。三经济效益剖析1.风机运行费用降低产生的节电效益革新前单台风机耗电量（5600kW电机）：5600&24h=134400kWh革新后的单台风机耗电量（7500kW电机）：7500&24h=180000kWh三机并送与革新后双机运行相比每天节电计算：原三台鼓风机耗电量-革新后两台鼓风机耗电量=134400&3-180000&2=43200kWh每月按30d计算，考虑榆钢生产实际，每年12月至2月可考虑单机生产，每年并机时间按9个月计算（2008年全年并机生产），每年节电：43200&30&9=11664000kWh（年双机）革新前单机运行与革新后单机运行相比电量增加：(180000134400)&30&3=4104000kWh（年单机）革新后每年节电量：116640004104000&2=3456000kWh电费按0.42元/kWh，每年节省电费：3456000&0.42=145.2万元2.革新后BPRT机组的节能效益经陕鼓预预设算，榆钢高炉的能量回收预设点为2362kW，为机组主电机功率的31.49%.能量回收率取30%，BPRT机组透平机正常投用天数按300d计算，两台BPRT机组年回收能量为：7500kW&24h&360d&2&30%=1633万元3.总效益计算经计算，新增BPRT机组后，风量风压满足高炉生产要求，带来了产量增加效益284万元。BPRT机组回收高炉顶压能量效益1633万元；同时，高炉鼓风机站运行费用比现在开三机并送少耗电145.2万元，总经济效益为：1633+145.2=1778.2四投资及回收年限测算1.投资估算经与陕西鼓风动力集团进行项目总承包商谈，投资估算5300万元。2.投资回收年限计算5300万元1778.2万元=2.98年，回收期小于3年，回收期短，革新价值高。五结语综上所述，在革新高炉鼓风机的同时，应用BPRT能量回收技术，不但实现高炉能量的回收利用，还能在3年内回收革新投资，可以说是一个高投入、短期回收投资的节能项目。同时，高炉炉顶煤气余压发电是高炉炼铁清洁生产的必要技术，也是创建清洁工厂的必要条件。遵照（中华人民共和国环境保护法）和（中华人民共和国清洁生产促进法），国家环境保护部于2008年4月8日发布了（中华人民共和国国家环境保护标准）（HJ