空压机组供大转炉气雾冷却气运行及能耗分析

邓 宁

（武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司，湖北鄂州 436000）

1 概述

鄂钢大转炉为鄂钢“十一五”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（4#～6#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1#母管直接向大转炉供气雾冷却气，4#～6#高压空压机经2#母管向大转炉供动力气，并通过减压阀与1#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（0.80 MPa）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4#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4#方坯连铸机气雾冷却用气参数

由表1 可以看出，大转炉4#方坯连铸机气流拉钢正常流量为1600～2000 m3/h，压力为0.25～0.35 MPa 左右，当气流拉钢流量为1853 m3/h 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。

表2 二空站与四空站主要运行设备及参数

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：

（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 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2 计算单台水泵功率（取U=380V，I=120A）为：

供单台空压机冷却水，水泵单耗为：

（3）二空站站内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：

（4）由以上数据得，二空站单台空压机总能耗为：

2.2 四空站能耗计算。

（1）由表1 数据可得，单台空压机能耗为：

（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，I=168A）为：

供单台空压机冷却水，水泵单耗为：

（3）由（1）（2）得，四空站单台空压机总能耗为：

3 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。

表3 二空站与四空站能耗对比kWh/104m3

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：

1 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：

每小时节约电为：

按鄂钢电价0.53 元/kWh 计算，

平均每小时节约成本：

220.36×0.53=116.79 元

日节约成本为：116.79×24=2802.96 元

月节约成本为：2802.96×30=8.41 万元

4 小结

目前，四空站与二空站已并网运行，并且鄂钢其他两座空压站也与二空站实现了并网，整个空压系统实现了并网运行。避免了因四空站故障停机导致大转炉停气的现象。大大提高了安全保供系数。因此，由四空站低压机组供大转炉气雾冷却气既满足了生产需要，又大大节约了成本。