МОДЕРНИЗАЦИЯ
ПАРОВЫХ КОТЛОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НИЗКОКАЛОРИЙНЫХ ГАЗОВ.
Современная экономика
характеризуется высоким уровнем потребления энергии. Одним из наиболее
энергоемких видов производства является черная металлургия.
Энергетическая составляющая в себестоимости
производства чугуна составляет до 30%. В эту составляющую входят как
энергетические ресурсы напрямую завязанные с процессом
выплавки чугуна (электроэнергия, природный газ, вдуваемый в печь, доменный газ,
сжигаемый в кауперах доменных печей), так и энергетические ресурсы, приходящие
со стороны (доменное дутье и тепловая энергия пара, подаваемого под колошник
печи). Один из путей уменьшения себестоимости энергоресурсов, приходящих со
стороны, использование вторичных энергоресурсов металлургического производства.
Вторичным ресурсом металлургического (доменного) производства является доменный
газ. Доменный газ в своем составе имеет горючие составляющие в виде СО 30%, Н2 8%,
% других горючих газов. Состав и теплотворная способность доменного газа
зависит от используемого на производстве сырья, сорта кокса, режима выплавки
чугуна и других факторов. На металлургическом заводе доменный газ имеет
следующий состав :
СО - 27%;
Н2 –
5%;
N2 – 55%;
СО2 –
12,5%;
СН4 –
0,3%;
О2 –
0,2 %;
Теплота сгорания 3968 кДж/м3
Баланс производства и
потребления доменного газа на предприятии следующий:
Таблица 1 – Месячный
баланс доменного газа на предприятии
|
Статьи баланса |
Ед.изм. |
Передельный чугун |
Итого |
||
|
Выход доменного газа |
|||||
|
Производство чугуна |
1000т |
150000,00 |
150000,00 |
||
|
Выход газа на 1 т |
1000м3/т |
1,9150 |
1,9150 |
||
|
Валовый выход газа |
1000 м3/т |
287250,00 |
287250,00 |
||
|
Нормируемые потери(выпуск на свечу) |
1000 м3т |
4308,75 |
4308,75 |
||
|
Итого |
1000 м3/т |
282941,3 |
282941,250 |
||
|
Расход доменного газа |
|||||
|
|
Ед. изм |
Норма расхода |
Расход, тыс.м3 |
||
|
Доменный(обогрев кауперов) |
м3/т |
559,44 |
83916,075 |
||
|
Доменный(конуса) |
м3/т |
1040 |
723,840 |
||
|
Блюминг(производство заготовки) |
м3/т |
258,627 |
37656,048 |
||
|
Стан 350-1 |
м3/т |
92,316 |
1384,740 |
||
|
Стан 350-2 |
м3/т |
41,041 |
492,492,0 |
||
|
ТЭЦ(дутье) |
м3/1000 м3 |
406,695 |
39299,230 |
||
|
ТЭЦ(электроэнергия) |
|
- |
- |
||
|
ТЭЦ(теплоэнергия) |
м3/Гкал |
406,695 |
12900,783 |
||
|
ЖДЦ(перевозка) |
м3/т |
5000 |
3480,000 |
||
|
Ненормируемые потери(выпуск на свеч) |
Тыс м3/час |
148,115 |
103088040 |
||
|
Всего |
|
|
282941,247 |
||
Таким образом исходя из
приведенного выше баланса доменного газа на предприятии есть резервы
низкокалорийного топлива – доменного газа в количестве 282941,3 тыс.м3/месяц в виде ненормируемых потерь на свечу.
Одним из основных
потребителей доменного газа на предприятии является ТЭЦ. На
ТЭЦ доменный газ сжигается в котлоагрегатах совместно
с природным и коксовым газами с целью
получения перегретого пара с параметрами 3,4 МПа, 420 С.
Полученный пар используется на
турбовоздуходувных агрегатах для получения дутья для доменных печей и как пар
для технологических нужд цехов завода, в первую очередь доменного цеха.
Котлы установленные на
ТЭЦ, представляют собой агрегаты среднего давления с классической П-образной компоновкой. Производительность котлоагрегатов составляет 150т/ч. Котлы предназначены для
сжигания трех видов газообразного топлива – природного, коксового и доменного
газа. Баланс используемого топлива приведен в табл.2
Таблица 2 – Баланс
используемого топлива до реконструкции
|
Наименование топлива |
Расход |
Тепловая доля |
|
Доменный газ |
35тыс.м3/ч |
24% |
|
Коксовый газ |
7 тыс.м3/ч |
20,5% |
|
Природный газ |
12 тыс.м3/ч |
55,5% |
Для утилизации избытков
доменного газа получаемого в доменном цехе и снижения себестоимости чугуна за
счет уменьшения энергетических затрат на котлоагрегат
ТЭЦ были выполнены капитальные ремонты с реконструкцией.
В ходе реконструкции
были демонстрированы горелки для раздельного сжигания различных видов топлива и
установлены комбинированные плоскофакельные, была
изменена форма низа топки – вместо
холодной воронки установлен горизонтальный под
с экраном. Переделки подвергались экраны, воздухопроводы к горелкам и
газопроводы. Баланс топлива после реконструкции представлен в таблице 3
Таблица 3 - Баланс
используемого топлива после реконструкции
|
Наименование топлива |
Расход |
Тепловая доля |
|
Доменный газ |
90 тыс.м3/ч |
59,5% |
|
Коксовый газ |
7 тыс.м3/ч |
20,5% |
|
Природный газ |
5 тыс.м3/ч |
20% |
По данным предприятия стоимость газов на начало
2009года составляет:
Доменный газ – 27,47 грн/тыс.м3
Коксовый газ – 278,26 грн/тыс.м3
Природный газ – 2130,43 грн/тыс.м3
При прочих равных
условиях (производительность котлоагрегата, расход
питательной воды, продувка) себестоимость тепловой энергии до реконструкции
составляла 280,54 грн/Гкал. После реконструкции
себестоимость стала равна 148,50 грн/Гкал. Разность
составляет 132,04 грн/Гкал. Годовой экономический
эффект капитального ремонта с реконструкцией горелочных устройств при годовой
наработке котлоагрегата 7900 часов составляет 10587,6
тыс.грн. Стоимость
капитального ремонта с реконструкцией горелочных устройств составляет 18746 тыс.грн. Таким образом, срок
окупаемости капитального ремонта составляет 1,8 года