空压机组供大转炉气雾冷却气运行及能耗分析

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Tlle Operation and Energy Consumption of Air CompressorSupplying Cooling Mist to Large ConvertersDENG Ningk，lg Iron and Steel Company of WISCO，Ezhou，Hubei 436000，China)Abstract]The upgrading project of the air compression system for the large converter ofEcheng Steel is introduced.Originaly the cooling air was supplied to low pressure users byhigh pressure unit through reducing valve，leading to heavy waste，which was changed now tosupplying directly by low pressure unit.The amount of cost saving was clearly demonstratedby calculation。

Key words]air compressor；converter；energy consumption；analysis1 概述鄂钢大转炉为鄂钢十-五”二期技改工程，第四空压机站(以下简称四空站)为大转炉配套工程，主要向大转炉供应动力气(0.8 MPa)和气雾冷却气(0.45 MPa)。

四空站设计有 3台高压 ( ～ 机 ，150 m3/min，0.80 MPa)、3台低压 (1 3 机 ，110 m3/min，0.45 MPa)共六台空压机。站内1#3 低压空压机经l 母管直接向大转炉供气雾冷却气，4 - 高压空压机经 2 母管向大转炉供动力气，并通过减压阀与 l母管连通。四空站未正式投产前 ，由鄂钢二空站向大转炉供气。二空站站内六台空压机均为排气量175 m3/min，排气压力 0.80 MPa的高压机组。大转炉所需 0.80 MPa动力气由二空站高压机组(0.80MPa)供出，大转炉所需 0.45 MPa气雾冷却气则通过二空站高压机组(0.80 MPa)从站内供出后，由大转炉终端调压阀降至0.45 MPa。目前，四空站与二空站已实现并网运行。避免了因四空站故障停机导致大转炉停气的现象。

2 能耗计算2013年 3月 13日四空站开低压机组，并向大转炉 方坯连铸机供气雾冷却气。二空站、四空站向大转炉4#方坯连铸机供气雾冷却气参数见表1。

表 1 大转炉 方坯连铸机气雾冷却用气参数连铸机压缩空气调压阀状态 气流拉钢时气源阀前压力/MPa 开度，% 阀后压力，MPa 流量/(m3/h)二空站 0.67 46 O.25 1853O-4 59 0.26 1624 四减压阀空 0.45 100 O-31 1985站 1 机 0.45 100 0.29 1837由表 1可以看出，大转炉 方坯连铸机气流拉钢正常流量为 1600 2000 m3/h，压力为 0.25 0.35MPa左右，当气流拉钢流量为 1853 m 时，由二空站高压机组供出压缩空气，大转炉内部调压阀开度为46%，若由四空站低压机组供出，则调压阀开度100%。因此，由二空站高压机组供气，压缩空气压力由高降低再使用，很大程度上造成了浪费。

将四空站与二空站主要运行设备及参数进行对比，计算能耗。四空站与二空站主要运行设备及参数见表 2。

冶 金 动 力METALLURGICAL POWER2013年第 9期总 第 163期表 2 二空站与四空站主要运行设备及参数站所 时间 设备 流量/(m/h) 功率/kW 设备 电流/A 电压，、7 设备 功率/kW3 机 138 1oo0-32 1 冷却塔 7.5 3 泵 117 3802013-3-13 机 92 865.44 3 冷却塔 7.518：305 机 164 1086.48 4 泵 l23 3804 冷却塔 7.5二空站3 机 158 1071.6 l 冷却塔 7.5 3 泵 ll8 3802013-3-13机 122 875.76 3-冷却塔 7.520：454#泵 l12 3805 机 165 1086.48 冷却塔 7.52013-3-13 1 泵 167 380 1 水动风机四空站 1·机 126 745.613：30 3 泵 170 380 2 水动风机2.1 二空站能耗计算(1)对比表 1中二空站运行参数 ，除去 4 机92 m3/min和5 机 165 m3/min两个最大、最小值。求得二空站单台机组平均流量为 145.5 m3/min，较符合 日常运行参数。推算出空压机流量为 145.5 m3/min时，功率约为 1050 kW。则二空站单台空压机单耗为：1050/145.5/60x100001202.75 kWh/lO m(2)由于空压机运行过程中升温，正常运行中必须保证机组的温度在规定范围内，因此与空压机配套的冷却设备有循环水泵以及冷却塔。二空站现有4台400 m3/h循环水泵，站内单台空压机需冷却水流量为 120～160 mS/h。日常运行中，平均每台水泵供至少2台空压机的循环冷却水。由表 2计算单台水泵功率(取 U380V，I120A)为："k/3x380x120/1000 ：78.98 kW供单台空压机冷却水，水泵单耗为：78.98/145.5/60x10000/245.24 kWh/lO m(3)-空站站内4台7.5 kW冷却塔风机，日常运行中，平均开4台空压机运行 4台冷却塔。按单台空压机开 1台冷却塔计算，冷却塔单耗为：7.5/145.5/6O×100008.59 kW h/10 m(4)由以上数据得，二空站单台空压机总能耗为：1202.7545.248.591256.58 kW h/104m2-2 四空站能耗计算。

(1)ill表 l数据可得，单台空压机能耗为：745.60/126/60x10000986.24 kWh/1 o4m。

(2)四空站循环冷却设备有 4台400m3/h水泵以及 2台水动风机冷却塔(水驱动，不消耗电能)。站内单台空压机需冷却水流量为 120～160 m3/h。日常运行中，平均每台水泵供至少 2台空压机的循环冷却水。由表 1计算单台水泵功率 (取 U：380V，I168A)为 ：X/3x380x168/lO00：1 10.57kW供单台空压机冷却水，水泵单耗为：1 10.57/126/60x10000/273.13 kWh/104In(3)由(1)(2)得，四空站单台空压机总能耗为：986.2473.13 1059.37 kWh/10 1T13 能耗分析对比四空站开单台低压机组与二空站开单台高压机组的能耗见表 3。

站所 空压机能耗 水泵能耗 冷却塔能耗 合计能耗二空站 1202.75 45.24 17.18 1265.17四空站 986.24 73.13 105937由表3可以看出，由四空站开单台低压机组能耗明显比二空站开单台高压机组能耗低。

节约成本为：1256.58- 1059.37197.21 kwh/10 in01月份，大转炉气雾冷却气用量为 750.87万m3，则大转炉气雾冷却气平均每小时用风量为：750.87/28/24/60×1 00O0 1 86.23 m3/min每小时节约电为：197.21x186.23x60/10000220.36 kwh按鄂钢电价0.53元/kWh计算， (下转第43页)2013年第 9期总 第 163期冶 金 动 力METALLURGICAL POWER 433.3 冬季与夏季蒸汽供需不平衡问题京唐公司共有 6座换热站提冬季采暖暖，其蒸气需求量与夏季相比至少多出 100 gh，同时，由于气温的降低，各工序用汽量开始增加，而管网冬季损失率也较夏季略高，这就造成了冬季与夏季蒸汽供需的巨大差异。

京唐公司为解决这-问题，在冬季使用 30 WM热电机组抽 S3蒸汽来解决采暖所需气源。这是由于换热站内主要工艺为汽水换热，所以只需要蒸汽温度达标，对压力要求较低。而热电S2蒸汽与S3蒸汽抽汽温度相差 20 cI，运行压力却相差 0.5M Pa，在实际使用过程中，换热站使用 S3蒸汽消耗量比s2蒸汽消耗量每小时多 10 15 t，但使用压力 S2蒸汽是s3蒸汽的2倍，这样如果使用s3蒸汽作为汽源更符合蒸汽的梯级利用，减少能量损失。当采暖期过去后，只需热电机组停止 S3蒸汽抽汽即可，无需对整个公司的能源生产运行进行任何调整。

4 结语京唐公司作为新-代可循环钢铁流程的示范工厂，本文所体现的只不过是蒸汽这单-能源介质按质”与量”合理利用的-个方面，但仅仅蒸汽的合理利用，-天就能为公司节省出上万元的成本，这恰恰说明能源在钢铁行业中举足轻重的成本分量。目前京唐公司正在进行烧结余热配套发电机组的项目准备工作，将进-步提高蒸汽的使用率，同时冲渣水余热回收、矿渣热量回收等多项研究也在积极进行，首钢京唐公司蒸汽按质用能、梯级利用的效果也会更加全面展现出来。