增加高炉入炉风量及BPRT能量回收技术的研究

1、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。一般规定风容比在 4.22. 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）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（0.210MP

2、a）,冷风压力不3 台机组运行）的办法来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， 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

3、 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&

4、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BP RT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（4

5、50m3）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BP RT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

6、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=3425

7、000kW2 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=3770600kW 2 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

8、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

9、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

10、.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）