空壓機組供大轉(zhuǎn)爐氣霧冷卻氣運行及能耗分析

鄧 寧

（武漢鋼鐵集團鄂城鋼鐵有限責(zé)任公司，湖北鄂州 436000）

1 概述

鄂鋼大轉(zhuǎn)爐為鄂鋼“十一五”二期技改工程，第四空壓機站（以下簡稱四空站）為大轉(zhuǎn)爐配套工程，主要向大轉(zhuǎn)爐供應(yīng)動力氣（0.8 MPa）和氣霧冷卻氣（0.45 MPa）。

四空站設(shè)計有3 臺高壓（4#～6#機，150 m3/min，0.80 MPa）、3 臺低壓（1#～3#機，110 m3/min，0.45 MPa）共六臺空壓機。站內(nèi)1#～3#低壓空壓機經(jīng)1#母管直接向大轉(zhuǎn)爐供氣霧冷卻氣，4#～6#高壓空壓機經(jīng)2#母管向大轉(zhuǎn)爐供動力氣，并通過減壓閥與1#母管連通。四空站未正式投產(chǎn)前，由鄂鋼二空站向大轉(zhuǎn)爐供氣。二空站站內(nèi)六臺空壓機均為排氣量175 m3/min，排氣壓力0.80 MPa 的高壓機組。大轉(zhuǎn)爐所需0.80 MPa 動力氣由二空站高壓機組（0.80 MPa）供出，大轉(zhuǎn)爐所需0.45 MPa 氣霧冷卻氣則通過二空站高壓機組（0.80 MPa）從站內(nèi)供出后，由大轉(zhuǎn)爐終端調(diào)壓閥降至0.45 MPa。目前，四空站與二空站已實現(xiàn)并網(wǎng)運行。避免了因四空站故障停機導(dǎo)致大轉(zhuǎn)爐停氣的現(xiàn)象。

2 能耗計算

2013 年3 月13 日四空站開低壓機組，并向大轉(zhuǎn)爐4#方坯連鑄機供氣霧冷卻氣。二空站、四空站向大轉(zhuǎn)爐4#方坯連鑄機供氣霧冷卻氣參數(shù)見表1。

表1 大轉(zhuǎn)爐4#方坯連鑄機氣霧冷卻用氣參數(shù)

由表1 可以看出，大轉(zhuǎn)爐4#方坯連鑄機氣流拉鋼正常流量為1600～2000 m3/h，壓力為0.25～0.35 MPa 左右，當(dāng)氣流拉鋼流量為1853 m3/h 時，由二空站高壓機組供出壓縮空氣，大轉(zhuǎn)爐內(nèi)部調(diào)壓閥開度為46%，若由四空站低壓機組供出，則調(diào)壓閥開度100%。因此，由二空站高壓機組供氣，壓縮空氣壓力由高降低再使用，很大程度上造成了浪費。

將四空站與二空站主要運行設(shè)備及參數(shù)進行對比，計算能耗。四空站與二空站主要運行設(shè)備及參數(shù)見表2。

表2 二空站與四空站主要運行設(shè)備及參數(shù)

2.1 二空站能耗計算

（1）對比表1 中二空站運行參數(shù)，除去4#機92 m3/min 和5#機165 m3/min 兩個最大、最小值。求得二空站單臺機組平均流量為145.5 m3/min，較符合日常運行參數(shù)。推算出空壓機流量為145.5 m3/min 時，功率約為1050 kW。則二空站單臺空壓機單耗為：

（2）由于空壓機運行過程中升溫，正常運行中必須保證機組的溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，因此與空壓機配套的冷卻設(shè)備有循環(huán)水泵以及冷卻塔。二空站現(xiàn)有4 臺400 m3/h 循環(huán)水泵，站內(nèi)單臺空壓機需冷卻水流量為120～160 m3/h。日常運行中，平均每臺水泵供至少2 臺空壓機的循環(huán)冷卻水。由表2 計算單臺水泵功率（取U=380V，I=120A）為：

供單臺空壓機冷卻水，水泵單耗為：

（3）二空站站內(nèi)4 臺7.5 kW 冷卻塔風(fēng)機，日常運行中，平均開4 臺空壓機運行4 臺冷卻塔。按單臺空壓機開1 臺冷卻塔計算，冷卻塔單耗為：

（4）由以上數(shù)據(jù)得，二空站單臺空壓機總能耗為：

2.2 四空站能耗計算。

（1）由表1 數(shù)據(jù)可得，單臺空壓機能耗為：

（2）四空站循環(huán)冷卻設(shè)備有4 臺400m3/h 水泵以及2 臺水動風(fēng)機冷卻塔（水驅(qū)動，不消耗電能）。站內(nèi)單臺空壓機需冷卻水流量為120～160 m3/h。日常運行中，平均每臺水泵供至少2 臺空壓機的循環(huán)冷卻水。由表1 計算單臺水泵功率（取U=380V，I=168A）為：

供單臺空壓機冷卻水，水泵單耗為：

（3）由（1）（2）得，四空站單臺空壓機總能耗為：

3 能耗分析

對比四空站開單臺低壓機組與二空站開單臺高壓機組的能耗見表3。

表3 二空站與四空站能耗對比kWh/104m3

由表3 可以看出，由四空站開單臺低壓機組能耗明顯比二空站開單臺高壓機組能耗低。

節(jié)約成本為：

1 月份，大轉(zhuǎn)爐氣霧冷卻氣用量為750.87 萬m3，則大轉(zhuǎn)爐氣霧冷卻氣平均每小時用風(fēng)量為：

每小時節(jié)約電為：

按鄂鋼電價0.53 元/kWh 計算，

平均每小時節(jié)約成本：

220.36×0.53=116.79 元

日節(jié)約成本為：116.79×24=2802.96 元

月節(jié)約成本為：2802.96×30=8.41 萬元

4 小結(jié)

目前，四空站與二空站已并網(wǎng)運行，并且鄂鋼其他兩座空壓站也與二空站實現(xiàn)了并網(wǎng)，整個空壓系統(tǒng)實現(xiàn)了并網(wǎng)運行。避免了因四空站故障停機導(dǎo)致大轉(zhuǎn)爐停氣的現(xiàn)象。大大提高了安全保供系數(shù)。因此，由四空站低壓機組供大轉(zhuǎn)爐氣霧冷卻氣既滿足了生產(chǎn)需要，又大大節(jié)約了成本。