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分析影响高炉鼓风机电耗的诸因素

2010-01-20 21:41:12 阅读124 评论0 字号:

 

 

 

【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。

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