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高爐設(shè)計節(jié)能分析

文檔作者：王宜利孫曉東朱玉峰文檔來源：中鋼集團(tuán)石家莊設(shè)計院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月17日
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高爐設(shè)計節(jié)能分析
王宜利，孫曉東，朱玉峰
(中鋼集團(tuán)石家莊設(shè)計院，河北石家莊050021)
摘要：從鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量、煤氣除塵系統(tǒng)煤氣量、熱風(fēng)爐蓄熱面積、高壓變頻電機(jī)的選擇等方面分析了高爐設(shè)
計中參數(shù)選擇的重要性。提醒設(shè)計者必須樹立節(jié)能意識，不可預(yù)留過多的富余能力，從源頭上杜絕不必
要的浪費(fèi)。
關(guān)鍵詞：高爐；設(shè)計；節(jié)能；分析
中圖分類號：TF062 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—5008(2014)03—0069—02
doi：10．13630／j．cnki．13—1172．2014．0321
ANALYSIS ABOUT ENERGY
SAV G BLAST I 瓜NACE DESIGN
w ang Yili，Sun Xiaodong，Zhu Yufeng
(Shijiazhuang Design Institute，Sinosteel，Sh~iazhuagn，Hebei，05002 1)
Abstract：It is analyzed the importance of parameters selection in blast furnace design in the following as—
pects：air quantity of blower， gas amount in gas dust—collecting system ， regenerative area of hot blast
stove，selection of high—voltage frequency—conversion motor．It reminds the design personal to remember
energy saving，better not to obligate too much surplus capacity and SO eliminate unnecessary waste from the
source．
Key W ords：blast furnace；design；energy saving；analysis
0 引言
前一時期由于鋼鐵市場繁榮，企業(yè)以完成產(chǎn)量
為主，產(chǎn)能大幅度擴(kuò)張，卻忽視了品種、質(zhì)量。在今
后產(chǎn)能過剩的形勢下，企業(yè)將以降低成本、提高質(zhì)量
為主要任務(wù)。為此如何更好的為業(yè)主降低成本，減
少投資成了設(shè)計者必須關(guān)注的問題，本文從鼓風(fēng)機(jī)
風(fēng)量、煤氣除塵系統(tǒng)、熱風(fēng)爐蓄熱面積、高壓變頻電
機(jī)的選擇等方面就高爐設(shè)計節(jié)能措施進(jìn)行分析。
1 鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的選擇
高爐鼓風(fēng)機(jī)是高爐冶煉最重要的動力設(shè)備。不
僅直接為高爐冶煉提供所需要的氧氣，而且還要為
爐內(nèi)煤氣流的運(yùn)動克服料柱阻力提供必需的動力。
高爐鼓風(fēng)機(jī)是高爐的心臟。
高爐人爐風(fēng)量計算公式：
收稿日期：2014一Ol一2O
作者簡介：王宜利(1974一)男，工程師，1998年畢業(yè)于東北大學(xué)鋼
鐵冶金專業(yè)，現(xiàn)在中鋼集團(tuán)石家莊設(shè)計院從事煉鐵設(shè)計工作，E—
mail：zgsjywyl@163．corn
r) ：
l 440
式中，Q—— 入爐風(fēng)量，nl ／min；
— — 高爐有效容積，m ；
，-——冶煉強(qiáng)度，t／m ·d；
q— — 于焦耗風(fēng)量，m ／t。
近些年來，高爐富氧鼓風(fēng)發(fā)展很快。富氧鼓風(fēng)
不僅能增強(qiáng)冶煉強(qiáng)度，而且富氧鼓風(fēng)與噴吹燃料相
結(jié)合，已成當(dāng)今高爐強(qiáng)化冶煉的重要途徑。
富氧率是指富氧后，鼓風(fēng)中氧氣含量增加的百
分?jǐn)?shù)。一般在3％左右，甚至更高。
采用富氧后，高爐入爐風(fēng)量計算公式：
式中，Q —— 富氧后鼓風(fēng)量，m ／min；
-廠—— 富氧率，％ ；
Q— — 人爐風(fēng)量，m ／min。
如果富氧率按3％ ，則P =0．85 Q
很多設(shè)計者在設(shè)計時，為今后提高產(chǎn)能選擇高
69
總第219期
爐人爐風(fēng)量時不考慮富氧，高爐入爐風(fēng)量選擇過大，
約有15％ 的富余，造成風(fēng)機(jī)用電浪費(fèi)嚴(yán)重。以1 000
m 高爐為例。鼓風(fēng)機(jī)功率約18 000 kW，按15％ 的
富余，電價0．7元／kW ·h，每年運(yùn)行350天計算，則
一年浪費(fèi)的電費(fèi)為：18 000×0．15×24 X 350×0．7／
10 000=1 587．6(萬元)。
每噸鐵水成本增加約13元。所以，由于高爐鼓
風(fēng)機(jī)用電占整個煉鐵廠總用電量的50％左右，在高
爐鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的選擇上，一定要選擇富氧后的風(fēng)量，
避免浪費(fèi)。
2 煤氣除塵系統(tǒng)的選擇
煤氣除塵系統(tǒng)包括粗煤氣除塵系統(tǒng)和凈煤氣除
塵系統(tǒng)。
粗煤氣除塵系統(tǒng)主要是重力除塵器，凈煤氣除
塵系統(tǒng)主要是煤氣干式除塵裝置。
本文主要說明煤氣量的選擇，因為煤氣量的選
擇將決定煤氣管道的大小及除塵裝置的大小。
在以往設(shè)計中，很多設(shè)計人采用煤氣的標(biāo)準(zhǔn)煤
氣量來設(shè)計煤氣管道及除塵裝置，這樣做是不合適
的，應(yīng)采用工況煤氣量。以1 000 m 高爐為例。
爐頂高爐煤氣溫度按250 oC，爐頂壓力按0．18
MPa計：
P標(biāo)× V標(biāo)P工X V工
一== 一
標(biāo) ]==
Vr P標(biāo)× T工
V標(biāo)P工× T標(biāo)
則 = 一刊o-‘ 68
式中，P標(biāo)—— 標(biāo)況壓力，MPa；
P — — 工況壓力，MPa；
；— — 標(biāo)況體積，Nm ；
— — 工況體積，m ；
標(biāo)— — 標(biāo)況溫度，K；
— — 標(biāo)況溫度，K。
由上例可知，1 000 m 級高爐的工況煤氣量約
為標(biāo)準(zhǔn)煤氣量的0．7倍左右。如果采用標(biāo)準(zhǔn)煤氣量
來設(shè)計將會導(dǎo)致煤氣除塵系統(tǒng)設(shè)備能力至少有
30％ 的富余，造成不必要的設(shè)備及建筑浪費(fèi)。
3 熱風(fēng)爐蓄熱面積的選擇
蓄熱面積是熱風(fēng)爐的主要參數(shù)，一般用每立方
米高爐的蓄熱面積表示。這個值越高，說明熱風(fēng)爐
70
的蓄熱能力越大，允許縮小風(fēng)溫與熱風(fēng)爐拱頂?shù)臏?
度差，從而向高爐提供更高的風(fēng)溫。目前高爐煉鐵
工藝設(shè)計規(guī)范要求宜為65～75 m ／m’，不得超過85
m ／m 。在現(xiàn)代高風(fēng)溫?zé)犸L(fēng)爐上，該數(shù)值偏小，因為
現(xiàn)在高爐強(qiáng)化冶煉，加熱的風(fēng)量增加很多，所以應(yīng)采
用加熱l m ／nin鼓風(fēng)所擁有的蓄熱面積作為指標(biāo)
來判斷熱風(fēng)爐的加熱能力。該指標(biāo)要達(dá)到42～48
m ，才能獲得1 200 oC的風(fēng)溫水平。而只有獲取高
風(fēng)溫，高爐燃料比才可能下降，從而降低生產(chǎn)成本。
所以在這方面增加一次性投資是必要的，因為它將
使高爐一代爐役受益，是長期的收益。
4 高壓變頻電機(jī)的選擇
高爐的主要高壓電機(jī)用在除塵風(fēng)機(jī)、水泵房等
部位。在正常情況下，由于出鐵場除塵電機(jī)及沖渣
水泵是間斷的工作狀態(tài)，所以均采用了變頻電機(jī)。
而其他的如礦槽除塵、凈環(huán)水泵等由于是連續(xù)工作
制度，大多不采用變頻電機(jī)。實際上也應(yīng)采用變頻
電機(jī)。因為在進(jìn)行工廠設(shè)計時，各專業(yè)都會按最不
利的使用情況來進(jìn)行設(shè)備選型，該做法是正確也是
合理的。但這樣就造成設(shè)備能力有了一定的富余量
(一般10％ ～20％)，而在正常情況下就造成該部分
能量的浪費(fèi)。為此也應(yīng)采用變頻電機(jī)，在正常生產(chǎn)
時節(jié)約該部分能量，降低成本。
以1 000 kW 電機(jī)為例，富余量按15％ 、電價
0．7元／kW ·h、全年工作350天，則一年浪費(fèi)的電
費(fèi)為：1 000×0．15 x 24 X 350×0．7／10 000：88．2
(萬元)。
而1座1 000 m 級高爐該部分電機(jī)功率約
6 000 kW ，每年就浪費(fèi)電費(fèi)約500萬元，每噸鐵水成
本增加約4．5元。
5 結(jié)語
從上述分析可以看出，僅第1項和第4項合起
來，每噸鐵水成本增加約17．5元。如果將它們節(jié)省
下來，則經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^，所以不論建設(shè)者和設(shè)計
者都應(yīng)充分認(rèn)識到以上幾項節(jié)能措施的重要性，避
免浪費(fèi)情況的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)
[1]項中庸，王筱留．高爐設(shè)計一煉鐵工藝設(shè)計理論與實踐[M]．北
京：冶金工業(yè)出版社，2007．
[2]周傳典．高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，
2008．
f 3]胡洵璞高爐煉鐵設(shè)計原理fM]．北京：化學(xué)工、Ik出版社，2O1O．

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