4.成分满足要求
解冻库的烟气1成分：
烟气1=CO2+N2+H2O+杂质
热风炉的烟气2成分：
烟气2=CO2+N2+H2O+杂质
对比分析：
烟气1=烟气2；
5.经济分析
因为原可行性报告流量不能满足要求，如果按照24座热风炉烟气量供2座解冻库烟气量计算：
改造前运行成本：
D2=576万元
改造后运行成本：
G=256万元
年节省费用：
H=D2–G=320万元
6.利用高炉热风炉烟气余热作为解冻库热源的方案提议是包钢余热利用的新课题，具有可研究利用的价值。
7.详细调研内容见附件
2012年6月20日
技术中心能源测试中心
附件
通过对解冻库热源要求的条件、燃烧焦炉煤气产生的烟气热源和热风炉烟气产生的热源的成分、温度、流量、压力、经济效益、政策环境等方面进行分析，探讨其可行性、经济性。
第一节基本概况
一、高炉热风炉基本情况
通过对炼铁厂高炉热风炉的调查，目前，炼铁厂共有高炉6座，每座高炉配有4座热风炉，总计热风炉24座，燃烧使用气体燃料为高炉煤气。
每座高炉配有的4座热风炉实行2座燃烧，2座送风交替运行，交替周期3个小时。
其中4座热风炉配有2台助燃风机，每台风机同时对2台热风炉供风。
热风炉风压、煤气压、风量、煤气量的实际运行参数小于设计参数。
总设计风量为841970m3/h，实际运行总风量为482000m3/h，总高炉煤气量为658000m3/h，废气量为1041300m3/h。
高炉热风炉系统实际运行参数
项目
一号炉
二号炉
三号炉
四号炉
五号炉
六号炉
烟气温度℃
160
200
210
102
140
147
热风炉座数℃
4（内）
4（内）
4（外）
4（外）
4（内）
4（内）
风量m3/h
110000
75000
90000
67000
60000
80000
风压kPa
5.6
5.5
8.7
6.6
6.2
5.3
煤气压力kPa
6.6
8.5
8.0
5.8
6.7
5.3
煤气流量
110000
90000
120000
120000
90000
128000
高炉热风炉系统设计参数
项目
一号炉
二号炉
三号炉
四号炉
五号炉
六号炉
风温℃
1150-1200
1150-1200
1150-1200
1150-1200
1150-1200
1150-1200
拱顶温度℃
1350
1350
1350
1350
1350
1350
烟气温度℃
250-350
250-350
250-350
250-350
250-350
250-350
热风炉座数℃
4（内）
4（内）
4（外）
4（外）
4（内）
4（内）
风量m3/h（台）
161060
116970
116970
170000
116970
160000
助燃风机台数
2
2
2
2
2
2
风压Pa
10219
9130
9700
12000
9300
12000
功率kW
900
560
630
1000
560
900
烟囱高m
80.4
80
80.5
80
80
80
二、解冻库基本情况
包钢焦化厂处于包头地区，冬季时间长，干燥寒冷，含有水分的精煤往往在火车运输过程中冻结，造成卸车困难，为了保证焦化厂用煤及加快车辆周转，焦化厂共建有7座解冻库，分别为备煤部的新一号、新二号、新三号、老一号（洗煤）、老二号（洗煤），炼焦三部的四号和新四号。
每座解冻库配有2座燃烧室、2台风机，风机总台数为14台，燃烧室使用气体燃料为焦炉煤气。
解冻时间根据其冻结程度不同，每次约2-4小时。
解冻库主要由解冻库房、鼓风机、燃烧炉、混合室、煤气及废气管道等组成。
煤气在燃烧炉内燃烧产生的热废气与部分冷空气及从库内循环回来的废气混合，由鼓风机送入密闭的解冻库房内，依靠对流传热方式解冻库内的车皮中的冻煤。
目前，焦化厂解冻库的工艺情况：
（1）燃烧室内温度要求200≤T≤800℃；
（2）引风机出口温度T≤220℃，入口温度T≤260℃；
（3）解冻库热源温度95±5℃，解冻时间1小时，然后停止供热，库温降至60℃进行保温；
（4）焦炉煤气主管压力小于800Pa时需要提高注意，并报告相关部门；当压力小于500Pa时要求立即停火并报告相关部门；
（5）电机允许最大温升不超过65℃，最高温度不超过80℃；
（6）轴承允许最大温升不超过45℃；
离心引风机参数（新4号库）
型号
流量m3/h
全压Pa
电机kW
转速rpm
Y4-73
185650-233730
2659-1934
220
960
电机参数（新4号库）
型号
功率kW
电压V
频率Hz
效率%
Y2-335L1-6
220
380
50
94
电机参数（新2号库）
型号
功率kW
电压V
电流A
风机
Y2-335L1-8
185
380
357
Y4-73
第二节技术分析
一、成分对比分析
1.解冻库焦炉煤气燃烧后的烟气1（实际也是排放过程）成分：
烟气1=CO2+N2+H2O+杂质
2.热风炉煤气燃烧后产生的烟气2成分：
烟气2=CO2+N2+H2O+杂质
3.对比分析：
烟气1=烟气2；
二、温度对比分析
1.解冻库焦炉煤气燃烧后输入解冻库烟气温度F1：
60℃≤F1≤100℃；
2.热风炉煤气燃烧后（换热后）准备排放的烟气温度F2：
102℃≤F2≤210℃；平均F2=160℃；
3.热风炉废烟气温度满足解冻库工艺要求
F1≤F2
三、流量对比分析
1.焦化厂解冻库共有14台风机，四号库和新四号库单台风机设计流量为185650m3/h—233730m3/h，其余库单台风机设计流量为121830m3/h—233730m3/h。
按最大设计风量计算，14台风机总流量Q1=3272220m3/h。
2.热风炉助燃风机实际运行总风量为482000m3/h，总高炉煤气量为658000m3/h，废烟气量为Q2=1041300m3/h。
3.热风炉实际废烟气流量小于解冻库设计烟气流量
解冻库设计烟气流量：
Q1=3272220m3/h
热风炉实际废烟气流量：
Q2=1041300m3/h
Q2＜Q1
按照热风炉实际废气量和解冻库设计烟气量比较，可以供2座解冻库使用。
虽然热风炉实际废烟气流量小于解冻库设计烟气流量，但是考虑到实际流量也可能全部满足（解冻库冬季运行，现无法测定解冻库的实际烟气流量）解冻库的实际要求，如果实际不满足，可以供给一部分解冻库需求，同样可以起到热风炉烟气余热资源利用的作用。
4.原可行性研究报告研究内容是炼铁厂6#高炉热风炉为焦化厂六座解冻库提供热源。
经过现场调研每座解冻库两台风机最大流量Q1=467460m3/h，6#高炉热风炉实际烟气量Q2=191200m3/h，Q1>Q2,所以6#高炉热风炉实际烟气量不能满足解冻库所需的烟气量。
四、压力对比分析
1.解冻库风机风压N1=1934-2659Pa；
2.热风炉助燃风机风压N2=9130-12000Pa；
3.对比分析：
热风炉助燃风机风压N2>解冻库风机风压N1，两者相差4.5—4.7倍，考虑到管道输送的沿途压力损失，能够满足使用要求。
第三节经济分析
一、煤气年总费用
解冻库运行时间为每年11月—次年3月，连续生产5个月，焦炉煤气使用量为12000m3/h—21000m3/h，每月工作时间600小时，焦炉煤气价格为26元/GJ，热值0.01665GJ/Nm³，煤气流量按照13000m3/h计算。
1.月焦炉煤气平均消耗量Q1
Q1=600小时×13000m³/h×0.01665GJ/Nm³
=130×10³GJ/月（结算量）
2.价值人民币A1
A1=Q1×26元/GJ
=338万元/月
3.全年消耗焦炉煤气费用B2
A=B1×5
=1690万元
二、电年总费用
1.解冻库燃烧炉风机电耗N（变压器电耗忽略）
解冻库现有风机14台，四号库和新四号库4台电机功率为220kW，年运行时间2190小时；其余电机功率为185KW/台，年运行时间2000小时。
按照电价0.41元/kW计算；
N=10台×185KW/台×2190小时+4台×220KW/台×2000小时
=5812×10³KW.h
2.全年消耗电量价值B
B=N×0.41元/KW=238万元
三、人工年总费用
1.全年人工费消耗价值C
解冻库在岗工人数（四班两倒，白班2人、夜班1人，8个岗位，一个段长）49人；人工工资平均支出3000元/月，在岗时间按照6个月计算：
C=6×49×3000
=88万元
四、解冻库运行年费用
D=A+B+C=1690+238+88=2016万元
五、热风炉实际可以供给2座解冻库运行，其年费用
2座费用：
D2=D/7×2=2016万元/7×2=576万元
六、改造后，总费用
需增加6台（三用三备）送解冻库热风炉烟气引风机，流量大约为Q=350×10³—380×10³m³/h，风压大约为N=2000–3000Pa，功率为500kw/台，电价0.41元/KW，每月按744小时连续运转计算,年运行时间按5个月计算：
1.全年运行电量
N1=3台×500KW/台×744小时×5个月
=5580×10³KW/h
2.全年运行电量费用
E=N1×0.41元/KW=228.78万元
3.全年人工费消耗价值F
解冻库在岗工人数（四班两倒，每班3人，2个岗位，计算机控制、点巡检，一个段长）15人；人工工资平均支出3000元/月，在岗时间按照6个月计算：
F=6×17×3000=27万元
4.改造后总费用G
G=F+E=256万元
七、费用比较分析
改造前运行成本：
D2=576万元
改造后运行成本：
G=256万元
年节省费用：
H=D2–G=320万元
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