2010-01-20 21:41:12 阅读124 评论0 字号:大中小
【摘要】本文对宝钢8800m3/min高炉鼓风机运行情况进行总结,揭示和分析影响鼓风机电耗的诸因素,将有助于为降低鼓风机的电耗提供一定的参考。
【关键词】高炉鼓风机 送风电耗 阻损 流量 压力
一、 前言
宝钢目前有5台全静叶可调轴流式鼓风机,驱动动力来自48000kw的同步电动机,向4座高炉输送具有一定要求的流量、压力、氧气量和湿度的风。
鼓风机是一种耗电较大的机械设备。宝钢高炉鼓风机按现在的生产规模,4台鼓风机分别对应4座高炉(一台鼓风机作备用),每小时耗电量约10万度,鼓风机的运行综合效率在82%左右。众所周知,外界大气条件的变化对鼓风机组工作有显著影响,整个风流系统的诸设备运行状况对鼓风机的耗电有较大的影响。如除尘器布袋的压差、除尘器的阻损、脱湿器的阻损、管道阻损、管道泄漏、阀门泄漏、逆止阀阻损、管网阻力变化等等。
由于高炉鼓风机的高耗能,即使在某个参数有细小的改变,则其产生的运行成本的{jd1}量是相当大。宝钢鼓风机每年的用电量达11.5亿度,如有0.1%的下降,可节省电耗115万度,经济效益相当显著。
二、 诸因素分析
1.鼓风机吸入管网系统
(1).除尘器
宝钢的布袋除尘器能除去直径大于0.002mm的尘埃,其除尘效率高达98%,但其造成压差较大,从运行的实绩来看,一般使用六个月后,其差压从更新时的10~15到70~80mm水柱,鼓风机的电耗明显上升。因此到一定周期进行及时将布袋更换,以降低除尘器的压差。
(2).脱湿器
鼓风的脱湿器是在脱湿期间(夏季前后)使用,其阻损约在130mm水柱。运行情况得知,该参数随鼓风机的风量有十分密切关系,一般情况下很难给予改变。
(3).吸入管网
除尘器处理过的空气汇集至集气管,通过集气管变径到吸入管道,这样的变经使空气的阻力增加约20~30mm水柱。
(4).氧气混合器
鼓风采用机前富氧,则氧气混合器给系统带来了一定的阻力。
在鼓风机的吸入管网系统,在吸入流量保持恒定的情况下,以上设备主要是对鼓风机增加了吸入压力,而吸入压力对鼓风机消耗电量的关系见下表1。
表1 吸入压力变动与实际功率的变化关系
吸入压力 |
大气压力 |
吸入温度 |
吸入湿度 |
吐出压力 |
送风流量 |
有功功率 |
实际功率 |
kpa |
kpa |
°C |
g/m3 |
kpa |
m3/min |
Mw |
Mw |
99 |
102 |
10 |
5 |
410 |
6400 |
23.546 |
28.715 |
99.1 |
102 |
10 |
5 |
410 |
6400 |
23.528 |
28.693 |
99.2 |
102 |
10 |
5 |
410 |
6400 |
23.51 |
28.671 |
99.3 |
102 |
10 |
5 |
410 |
6400 |
23.492 |
28.649 |
99.4 |
102 |
10 |
5 |
410 |
6400 |
23.474 |
28.627 |
99.5 |
102 |
10 |
5 |
410 |
6400 |
23.456 |
28.605 |
99.6 |
102 |
10 |
5 |
410 |
6400 |
23.438 |
28.583 |
99.7 |
102 |
10 |
5 |
410 |
6400 |
23.42 |
28.561 |
99.8 |
102 |
10 |
5 |
410 |
6400 |
23.402 |
28.539 |
99.9 |
102 |
10 |
5 |
410 |
6400 |
23.384 |
28.517 |
100 |
102 |
10 |
5 |
410 |
6400 |
23.366 |
28.495 |
(5).气象条件
外界大气条件的变化对鼓风机组工作有显著影响。表2、表3分别是大气温度、大气湿度与功率的关系。
表2 大气温度与功率的变化关系
大气温度 |
吸入压力 |
吸入压力 |
吸入湿度 |
吐出压力 |
送风流量 |
有功功率 |
实际功率 |
°C |
kpa |
kpa |
g/m3 |
kpa |
m3/min |
kw |
kw |
30 |
99.5 |
99.5 |
10 |
410 |
6400 |
25.163 |
30.687 |
25 |
99.5 |
99.5 |
10 |
410 |
6400 |
24.748 |
30.180 |
20 |
99.5 |
99.5 |
10 |
410 |
6400 |
24.333 |
29.674 |
15 |
99.5 |
99.5 |
10 |
410 |
6400 |
23.918 |
29.168 |
10 |
99.5 |
99.5 |
10 |
410 |
6400 |
23.503 |
28.662 |
表3 大气湿度与功率的变化关系
大气湿度 |
吸入压力 |
吸入温度 |
大气压力 |
吐出压力 |
送风流量 |
有功功率 |
实际功率 |
g/m3 |
kpa |
°C |
kpa |
kpa |
m3/min |
kw |
kw |
5 |
99.5 |
15 |
102 |
410 |
6400 |
23.87 |
29.110 |
6 |
99.5 |
15 |
102 |
410 |
6400 |
23.88 |
29.122 |
7 |
99.5 |
15 |
102 |
410 |
6400 |
23.889 |
29.133 |
8 |
99.5 |
15 |
102 |
410 |
6400 |
23.899 |
29.145 |
9 |
99.5 |
15 |
102 |
410 |
6400 |
23.909 |
29.157 |
10 |
99.5 |
15 |
102 |
410 |
6400 |
23.918 |
29.168 |
11 |
99.5 |
15 |
102 |
410 |
6400 |
23.928 |
29.180 |
12 |
99.5 |
15 |
102 |
410 |
6400 |
23.937 |
29.191 |
13 |
99.5 |
15 |
102 |
410 |
6400 |
23.947 |
29.204 |
14 |
99.5 |
15 |
102 |
410 |
6400 |
23.957 |
29.216 |
15 |
99.5 |
15 |
102 |
410 |
6400 |
23.966 |
29.227 |
2.鼓风机出口管网系统
(1)出口压力
鼓风的送风压力取决于高炉的炉顶压力、炉内压力和送风管道的阻力,这些因素对鼓风机来说是无法在运行时所能控制的。
在一定的送风流量情况下,因管道是固定的,管道的阻力线基本是恒定的。炉顶压力和炉内压力是高炉冶炼的工况所决定,一般是随高炉的冶炼强度或冶炼工艺要求决定。
(2)逆止阀
逆止阀是为了鼓风机在产生逆流的情况下能得到保护。考虑逆止阀动作的要求和特性,采用偏心蝶阀,在运行过程中,该阀是靠风压克服自重阻力,从而使该阀的前后阻损产生。
逆止阀的性能好坏直接影响着阻损的大小,此阻损反馈到鼓风机侧,能使鼓风机机的出口压力的提高,造成鼓风机的电耗增加。
如表4所示,在其它条件不变时,鼓风机出口压力对电耗的关系。
表4 出口压力与功率的变化关系
出口压力 |
吸入压力 |
吸入温度 |
吸入湿度 |
大气压力 |
送风流量 |
有功功率 |
实际功率 |
kpa |
kpa |
°C |
g/m3 |
kpa |
m3/min |
kw |
kw |
380 |
99.5 |
15 |
10 |
102 |
6400 |
22.824 |
27.834 |
385 |
99.5 |
15 |
10 |
102 |
6400 |
23.01 |
28.061 |
390 |
99.5 |
15 |
10 |
102 |
6400 |
23.194 |
28.285 |
395 |
99.5 |
15 |
10 |
102 |
6400 |
23.377 |
28.509 |
400 |
99.5 |
15 |
10 |
102 |
6400 |
23.559 |
28.730 |
405 |
99.5 |
15 |
10 |
102 |
6400 |
23.739 |
28.950 |
410 |
99.5 |
15 |
10 |
102 |
6400 |
23.918 |
29.168 |
415 |
99.5 |
15 |
10 |
102 |
6400 |
24.096 |
29.385 |
420 |
99.5 |
15 |
10 |
102 |
6400 |
24.273 |
29.601 |
425 |
99.5 |
15 |
10 |
102 |
6400 |
24.448 |
29.815 |
430 |
99.5 |
15 |
10 |
102 |
6400 |
24.622 |
30.027 |
3.鼓风机本体
(1)鼓风机效率
宝钢的多级轴流式鼓风机,其设计{zd0}效率为88%。但目前的运行工况点的综合效率为81~83%,没有在{zj0}效率区域运行,这主要是高炉冶炼不要求较大的风量。
(2)鼓风机轴封
鼓风机内部的转子和静止部分之间多少有些间隙,迷宫型的轴封能减少动静间的泄漏,然而也会有少部分的高温高压的空气流失。
(3)阀门的泄漏
鼓风机管道配套的阀门都直径较大,但阀门的严密性不佳始终是造成空气泄漏的重要原因。从现场实际得:直径800mm的急速减压阀存有0.2mm的间隙,引起的漏风量为60m3/min;直径1200mm的主放风阀有0.7mm的间隙,会使300 m3/min左右的风浪费,折电量为每小时142.2度。
4.高炉冶炼对鼓风电耗的影响
(1) 高炉炉况欠佳,进行减风,造成鼓风放风运行。
(2) 高炉增加产量,提高炉顶压力,鼓风运行成本非比例的上升。
5.操作人员的因素
员工的操作技能水平不同,在减风作业时操作的控制要求不同,会产生不同量的调整方式,在相同的送风条件下,放风量不同,使鼓风机的送风电耗略有差异。
三、总结和建议
1. 针对影响鼓风机电耗的各类因素,需要制定相应的对策措施。在硬件上予以改善,如杜绝阀门的泄漏,有效地防止浪费、减小阻损等。
2. 充分发挥运行经验,寻找节能的方法,使系统工序的综合能耗下降。如鼓风采用的冷却空气温度等。
3. 改造现有设备,减少管网的阻损。可以考虑将脱湿器和空气过滤器合二为一。
4. 提高富氧量,可减少风量而降低鼓风机的电耗。