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冶炼技术  

BPRT项目在高炉的应用和节能分析

作者:佚名
次数:1482
日期:2015-9-10 10:45:50

1前言

BPRT系统是陕鼓集团公司拥有自主知识产权的新一代高炉鼓风机与煤气透平双能源驱动的能量回收机组,为国际首创。通过安装BPRT机组后,不仅能回收高炉炉顶煤气所具有的压力能和热能,降低煤气输配管网的流动噪声,而且通过采用具有国际领先水平的BPRT系统技术对高炉顶压、高炉鼓风机、煤气透平进行高智能控制,可升高高炉顶压,增大高炉送风的质量流量,从而提高高炉的冶炼强度,提高产量。

2应用BPRT技术的意义

我公司现有的3座505m3高炉,炼铁生产过程中采用提高热风温度、风压和富氧鼓风、喷煤等手段,提高高炉利用系数,由于风压提高,炉顶煤气压力提高,目前为了降到煤气用户所需要的压力,采用了减压阀组节流降压,损失了大量能源。为了节能降耗,公司决定实施建设高炉煤气余压透平装置(BPRT)项目,本项目是利用高炉煤气的余压和显热,在透平机内膨胀做功,将动能转化为旋转机械能,同轴驱动轴流风机向高炉送风。本项目拟在1#高炉和2#高炉采用共用型GBPRT机组,即2座高炉共用一套透平机组,顶压调节系统各自独立设置;3#高炉采用单机型BPRT机组,顶压调节系统独立设置。从而回收利用高炉煤气的压力能,同时解决噪音、震动、粉尘污染等问题。

3BPRT项目系统组成

BPRT系统区别于传统的TRT装置和高炉鼓风机组。在传统TRT装置和高炉鼓风机组的基础上,专门合并集成了高精度顶压智能稳定装置。高炉鼓风机的调节控制,功能不减,安全裕度不减。该系统主要由十大子系统组成:①高炉鼓风主机系统。②能量回收透平主机系统。③高精度顶压智能稳定系统。④管网输配与大型阀门系统。⑤自动化仪表控制系统。⑥高低压电气系统。⑦液压伺服控制系统。③润滑油控制系统。⑨氮气密封系统。⑩冷却水系统。

3.1同步离合器:

3.1.1功能:机械同步离合器,是一种通过齿轮元件传递功率的全自动型单向超越离合器。自动同步离合器能够根据输入、输出端转速的高低自动进行切换:当输入端相对输出端升速时,离合器自动啮合;当输入端相对输出端降速时,离合器自动脱开,独立于外部控制,啮合后同步机械完全卸载,当接合时成为一个齿轮联轴器;自动脱开时,相当于两个独立的旋转设备,相互不传递任何转矩。

3.1.2原理:啮合过程有两个阶段:同步和啮合。同步阶段,同步螺旋花键使离合器毂作轴向螺旋运动,只要离合器齿开始啮合,这个阶段就结束。而只要离合器齿全部啮合,啮合阶段就结束。由于同步花键的螺旋角比离合器齿的螺旋角大,因此只要离合器齿开始啮合,离合器齿的轴向运动减弱了同步花键的推动作用,啮合以后这个作用使整个同步机构(棘瓜、棘轮和同步花键毂)离开从输入轴到输出轴的力矩传递路线。只要力矩保持正向,即设计的旋转方向,联轴器就保持啮合。当力矩反向时,联轴器分离。

3.2高精度顶压智能稳定控制技术:高精度顶压智能稳定控制技术简称STPC,它整合了陕鼓20多年来所积累的传统TRT装置稳定控制的实践经验。STPC通过运用管网流体力学原理,建立起顶压波动量与控制调节量之间的高级数学模型和先进控制算法,同时采用了一种具有自我修正完善功能的混合式智能专家控制算法和高级切换算法。STPC的控制原理和方法是自主独创的,并拥有自主知识产权。

3.3高炉鼓风机的调节控制:风机的调节控制很多,主要有流量控制、压力控制、限负荷控制、防喘振控制、逆流保护和逻辑控制等,常用的是根据工艺流程的不同要求,设为等流量/定风量调节,通过控制静叶开度,来改变压缩机的出口压力,并保持流量稳定。或设为等压力,定风压调节,通过控制静叶开度,来改变流量,并保持压缩机的出口压力稳定。

4节能效果分析

项目节能量测算的依据和基础数据

生铁产量

炉容利用系数日产量生产日年产量

1#+2#505m3×23.43434吨315日108万吨

3#505m33.41717吨315日54万吨

◆含C物料

消耗焦炭消耗煤产生瓦斯灰产生铁水

吨铁数量Kg385150201000C含量%8683304

总C量Kg331.1124.5640◆煤气性质

CO含量CO2含量煤气密度

17%25%1.324Kg/m3

◆透平机工况

进口压力P1出口压力P2煤气温度T

相对125KPa14KPa160℃

绝对223KPa112KPa423K

项目节能量测算公式、折标系数和计算过程

◆煤气小时量计算

C煤气=C焦+C煤-C瓦斯-C铁=331.1+124.5-6-40=409.6Kg/t吨铁煤气量=C煤气/12×22.4/(煤气CO含量+煤气CO2含量)=409.6/12×22.4/(0.17+0.25)=1820m3/t本报告按C煤气=1800m3/t计算

煤气小时量Q=生铁日产量×吨铁煤气量/24。其中:Q1+2=3434×1800/24=257550m3/hQ3=1717×1800/24=128775m3/h

◆煤气质量流量(考虑旁通阀漏损系数0.95)

G=Q×ρm×0.95/3600。其中:G1+2=Q1+2×ρm×0.95/3600=257550×1.324×0.95/3600=89.99kg/s


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