高炉鼓风放散对成本的影响及有效对策

　　1 前 言

　　由于鼓风机实际运行工况与高炉需求工况不匹配，长期存在高炉侧放风运行的情况，造成鼓风存在部分放散，对相关方成本、能耗均产生了较大影响。 以炼铁为例：从表 1 可看出， 在炼铁厂承担放风量 70%的情况下，放风量对高炉成本及能耗的影响，其中 1# 高炉成本升高 2.41 元/吨， 工序能耗升高2.46kgce/t;3~6# 高炉成本升高 7.97 元/吨，工序能耗升高 7.48kgce/t;7 号 # 高炉成本升高 4 元/吨，工序能耗升高 4.08kgce/t[1].

　　按 2014 年实际放风量（17.9 亿 m3） 核 算 ,造成效益损失合计 7164 万元， 其中炼铁成本增加 5014 万元，鼓风机单位效益损失 2149 万元；造成能耗损失合计 73122 吨标煤，其中炼铁能耗增加 55828 吨标煤，鼓风机单位能耗损失 17294 吨 标 煤 , 影 响 吨 钢 综 合 能 耗 约5.79kgce/t.
　　
　　2 高炉鼓风放散原因分析

　　2.1 酒钢高炉使用的原燃料与设计不符。 设计提资时原燃料条件较好，所需风量较大，因此风机选型大。 而高炉实际原燃料条件达不到提资要求，高炉料柱透气性差，生产时需要风压偏高、风量偏小，为满足高炉所需风压造成放风[2].

　　2.2 鼓风机安全运行要求。 实际生产中随着高炉侧放风阀逐渐关闭，鼓风机出口风量同步降低，运行工况点逐渐靠近喘振区，存在喘振放风风险，因此运行工况点距喘振点留有部分安全裕度， 以确保高炉风压波动时鼓风机的安全运行造成放风[3].

　　2.3 鼓风机长期运行后设备性能下降，喘振曲线下移，放风量增大。

　　2.4 高炉在炉况波动、休减风时造成大量放风。

　　3 降低鼓风损失的试验

　　3.1 1# 高炉放风量调整情况经与 1# 高炉配合调整，1# 鼓风机侧逐步关小静叶角度，1# 高炉侧逐步关小放风阀开度，至1# 高炉侧要求中止调整为止，1# 鼓风机静叶角度回关了 2°，喘振偏差下调 19kPa,供风量下降112m3/min,具体参数如表 2.

　　3.2 7# 高炉放风量调整情况经与 #7 高炉配合调整，5# 鼓风机侧逐步关小静叶角度，7# 高炉侧逐步关小放风阀开度，至7# 高炉侧要求中止调整为止，5# 鼓风机静叶角度回关了 4.8°，喘振偏差下调 1.64kPa,供风量下降 296m3/min[4],具体参数如表 3.

　　4 降低鼓风损失的试验结果

　　4.1 通 过此次调整 ,1# 高炉减少放风量 112m3/min,7# 高炉减少放风量 296m3/min,两座高炉合计减少放风量 408m3/min.

　　4.2 鼓风机消耗蒸汽量减少 6.5t/h, 供风量减少408m3/min, 放风量损失减少 122.4m3/min （ 高炉放风量的 30%）， 实际供风量减少了 285.6m3/min. 建议根据试验情况可在今后适当下调鼓风机供风量计划。

　　5 管理要求及控制措施

　　鉴于鼓风放散对成本影响较大， 特制订以下管理要求及控制措施， 用以提高鼓风机运行经济性， 减少炼铁生产成本及汽动鼓风机的效益损失。

　　5.1 管理要求

　　放风量降低后， 鼓风机运行较喘振曲线接近，裕度变小，运行风险升高，因此炼铁厂需提高对高炉加减风操作的管理， 鼓风机单位需提高对鼓风机设备的管理力度， 加强鼓风机站岗位人员运行监控[5].

　　5.1.1 高炉侧控制风压波动≤0.01MPa, 风 量波动≤100m3/min,由于双方各自原因导致风压、风量波动，造成鼓风机喘振事故时，由责任方承担全部责任。

　　5.1.2 高炉在进行可能造成风压、 风量变化的调整时，必须提前通知鼓风机岗位，紧急情况下必须迅速按照鼓风机岗位要求全力配合调整，以防鼓风机进入喘振区。

　　5.1.3 鼓风机岗位与高炉岗位勤联系、勤调整，严格控制鼓风机运行参数，防喘振偏差保持压线运行。

　　5.1.4 7# 高炉主力风机由 4# 鼓 风机转换为 5#鼓风机 （4# 为 AV90 风机，5# 为 AV80 风机），4#鼓风机仅作为备用风机， 在 5# 鼓风机检修期间，4# 风机运行。 合理缩短主力风机检修工期，及时安排运行方式切换， 减少其他非正常方式下的运行时间，减少高炉放风量。

　　5.1.5 汽动鼓风机单位每 2~3 年 联系厂家对风机进行防喘振保护试验，校正喘振曲线，监控风机性能下降趋势， 并及时对防喘振曲线和实际运行规定进行修订。

　　5.2 控制措施

　　针对各台鼓风机实际运行工况及机组防喘振特性，结合高炉实际运行风压、风量正常波动情况，为确保鼓风机运行安全性，做出以下规定和要求：

　　5.2.1 1 鼓风机对 1# 高炉正常供风时， 吸入风量不低于 3950m3/min,喘振偏差风压不低于 50kPa.

　　5.2.2 5# 鼓风机对 7# 高炉正常供风时， 供出风量不低于 4800m3/min, 喘振偏差喉差 不小于4.0kPa;对 1# 高炉正常供风时，供出风量不低于4500m3/min,喘振偏差喉差不低于 2.0kPa. （注：① 喘振偏差到 0 时， 将引起防喘振放风阀自动开启调节，如喘振偏差回零速度较快，调节无效时，将引起鼓风机防喘振放风阀迅速全开放风，导致高炉供风中断。 ② 由于控制系统不同，1#鼓风机采用风压作为喘振偏差监测，5# 鼓风机采用喉差作为喘振偏差监测。 ）
　　
　　6 试验结果分析

　　通过联系 1#、7# 高炉， 对 1#、5# 鼓风机供风参数及高炉侧放风量进行了下调， 通过此次调整，1# 高炉减少放风量 112m3/min, 7# 高炉减少放风量 296m3/min,两座高炉合计减少放风量408m3/min.如高炉侧能够按照调整后参数维持运行，鼓风机单位 2015 年经济性核算如下：（刨除两座高炉可能存在的休风及风机消缺 60 天，按照296 天计算）6.1 1#、7# 高炉减少的放风量：（408×60×24×296）÷1000=17.39 万 km36.2 1#、7# 高炉减少的放风损失：17.39 万×30%=5.22 万 km3按照现行供风价格 40 元/km3, 仅鼓风机单位放风损失减少：5.22 万×40=208.8 万元6.3 1#、7# 高炉放风量减少 408m3/min 后，鼓风机消耗蒸汽量减少 6.5t/h,全年可节约标煤：6.5×24×296÷10=4617.6t折合动力煤费用：4617.6×400=184.7 万元以上两项合计 393.5 万元。

　　7 结 论

　　鼓风机供风量下调后，1#、7# 高炉放风量减少 408m3/min,2015 年鼓风机单位可节约成本393.5 万元。 汽动鼓风机和高炉侧必须严格执行降低鼓风放散量的管理要求及措施， 汽动鼓风机保持当前调整后的运行方式， 同时要求高炉减风或休风时通知鼓风机关小静叶， 从而保证进一步减少高炉放散量， 降低鼓风放散对成本造成的影响。

　　参考文献
　　
　　[1] 黄钟岳，王晓放，王巍。透平式压缩机。化学工业出版社，2014.1.31-32.
　　[2] 刘殿瑶。高炉富氧鼓风的现状及机前供氧。冶金动力，2003.6.13.
　　[3] 华建明，张龙来。鼓风动能对高炉冶炼的影响与控制。炼铁，2005.4.7.
　　[4] 陈永星，范正赟，刘征建等。高炉富氧鼓风技术的理论分析。冶金能源。2011.2.19.
　　[5] 王迪。高炉鼓风系统节能方案的可行性分析。电站辅机。2015.1.5.