450m 生铁高炉与锰铁高炉煤气量及发电量计算结果

450立方米炼铁高炉建设项目可行性研究报告Word文档-可编辑编制单位：XX工程设计研究院2019年1月第一章总论1.1概述1.1.1项目名称、承办单位及负责人项目名称：****有限公司2×450 m3炼铁高炉及配套工程建设项目项目承办单位：***钢铁有限公司企业法人代表：***（董事长）项目建设地址：******1.1.2企业概况****钢铁有限公司成立于2001年10月，是一个集生铁冶炼、炼钢、轧材生产和贸易为一体的民营股份制公司，公司现有职工***人，拥有固定资产**万元，占地****m2。

公司以市场为导向、以诚信为经营理念，坚持质量第一、用户至上。

随着我国经济建设的加速发展，基本建设、汽车工业等行业大幅度增长，这些行业的迅速发展极大地拉动了对钢铁的需求，在这种形势下，**公司制定了5年内完成450m3炼铁高炉两座，1800m3炼铁高炉一座，90m2环形煤气烧结机两套、65吨炼钢转炉五座、年产300万吨线材生产线共四条、100万吨棒材生产线一条及配套的2×6000KW高炉煤气发电厂、26000m3制氧生产线的建设和辅助设施，达到年产各类生铁300万吨、钢800万吨、轧材400万吨的生产规模，实现年工业总产值25亿元、年上缴税金2亿元、年创利润2.5亿元的目标，为*域工业发展作出较大贡献。

1.2项目提出的背景及建设的必要性自改革开放以来,我国经济迅猛发展，基本建设、汽车工业等行业大幅度增长，这些行业的迅速发展极大地拉动了钢铁工业的发展，但发展的同时也加剧了经济与环境、资源之间的矛盾，并且这种矛盾越来越突出和尖锐。

高投入、低产出、高污染的传统经济模式日益加剧了资源枯竭和环境的恶化，最终导致经济的衰退。

1999年全国冶金工作会议明确提出了“控制总量、优化结构、大力提高冶金工业发展和效益”的方针，与此同时，国家经贸委和国家环保总局也联合下文，对高能耗、高污染的15种落后生产工艺和装备限期淘汰；在坚决杜绝重复建设的同时，要“坚决地淘汰一批，有效地改造一批，有控制地发展一批，有计划地储备一批”。

高炉煤气量计算
一、依据高炉设计计算常数，每千克焦炭产生4.8立方米煤气，焦
比按520kg/吨铁计算；
1、产量按1800t/d计算，24小时产生煤气量449.28万立方米，除去自身放散和利用，按50%计算，供应总管网煤气量224.64万立方米/d，两座高炉24小时可供应总管网煤气量449.28万立方米/d。

2、产量按2000t/d计算，24小时产生煤气量499.2万立方米，除去自身放散和利用，按50%计算，供应总管网煤气量249.6万立方米/d，两座高炉24小时可供应总管网煤气量499.2万立方米/d; 二、因目前高炉很多技术参数没有或不准确，没法按C平衡计算煤
气量。

炼铁厂
2009年6月18日。

高炉煤气流量计算公式高炉是冶金工业中用于生产铁水的重要设备，而煤气是高炉生产过程中的重要产物之一。

在高炉运行过程中，准确计算煤气流量对于控制炉内气体状况、提高冶炼效率至关重要。

下面将介绍一种常用的高炉煤气流量计算公式。

高炉煤气流量计算公式主要基于理想气体状态方程，该方程描述了气体在一定温度、压力下的状态。

根据理想气体状态方程，煤气流量可以通过测量煤气温度、压力和密度来计算。

煤气流量的计算公式如下：Q = A * v * ρ其中，Q表示煤气流量，单位为立方米每小时(m^3/h)；A表示煤气截面积，单位为平方米(m^2)；v表示煤气流速，单位为米每秒(m/s)；ρ表示煤气密度，单位为千克每立方米(kg/m^3)。

煤气截面积A可以通过测量煤气管道的截面形状和尺寸来确定。

煤气流速v可以通过测量煤气通过管道的速度来获得。

煤气密度ρ可以通过测量煤气的温度、压力和相对湿度来计算。

煤气密度的计算公式如下：ρ = (P * M) / (R * T)其中，P表示煤气压力，单位为帕斯卡(Pa)；M表示煤气的平均分子量，单位为千克每摩尔(kg/mol)；R表示气体常数，单位为焦耳每摩尔开尔文(J/(mol·K))；T表示煤气的温度，单位为开尔文(K)。

煤气的平均分子量M可以根据煤气的成分和相对含量来计算。

不同煤气的成分和相对含量可能不同，因此在具体计算时需要根据实际情况进行调整。

在实际操作中，还需要注意以下几个问题：1. 温度、压力和密度的测量要准确可靠，可以使用专业的仪器设备进行测量。

2. 煤气截面积的测量要考虑管道的形状和尺寸，确保测量结果的准确性。

3. 煤气流速的测量要避免管道内的阻力和泄漏，可以使用流量计等设备进行测量。

4. 煤气的成分和相对含量可能随时间和操作条件的变化而变化，因此在计算煤气密度时需要根据实际情况进行调整。

高炉煤气流量的计算是高炉生产过程中的重要环节。

通过合理选择计算公式和准确测量相关参数，可以准确计算煤气流量，为高炉的正常运行和冶炼效率的提高提供重要参考依据。

450⾼炉开炉配料计算
450m3⾼炉开炉配料计算
⼀、原燃料化学成份：
⼆、计算参数
1、全炉焦⽐ 3.0
2、全炉碱度 1.0
3、正常料碱度 1.05
4、料线（m） 1.0
5、正常料焦⽐0.9
6、炉料压缩率% 12.0
7、铁元素回收率% 99.0
8、风温℃>800
9、焦批（⼲）：4600kg 10、⽣铁中含[Si]%：2.5
11、⽣铁中含铁：93%
12、各种⼊炉料堆⽐重：t/m3
13、⽊柴装到风⼝中⼼线
14、⾼炉各部容积：（m3）
三、配料计算
1、正常料配⽐：
烧结矿56% 4.51t/ch 球团矿44% 3.55t/ch
批铁量 5.11t/ch
2、空焦加灰⽯量（T）：共9.9吨，每批0.715吨
3、炉料体积：m3
1)正常料：K 体积7.931 P 体积 4.424
压缩体积10.873
2)空焦：K 体积7.931 N 体积0.447
压缩体积7.37
3)净焦：K 体积7.931 压缩体积 6.979
4、确定填料组成：
1)炉缸填⽊柴：61.8 m3（风⼝中由线到炉缸上部容积为9.16 m3）
2)料线1.0⽶占炉喉体积：15.20 m3
3)净焦装到炉腰⾼度的1/2占体积：106.34 m3
4)净焦装到炉腰⾼度的1/2折合净焦批数：15
5)⾼炉装正常料和空焦的体积为：270.87
6)正常料批数：14 空焦批数为：17
四、开炉料⽤量
五、开炉料装⼊表（见Excle）。

Science and Technology & Innovation ┃科技与创新·91·文章编号：2095－6835（2016）08－0091－01浅谈影响450 m 3、580 m 3高炉共用型 TRT发电量的因素及改善措施郭 伟（河北纵横钢铁动力厂，河北 邯郸 056004）摘 要：分析了河北纵横钢铁450 m 3、580 m 3高炉共用型 TRT 透平机出力、高炉煤气流量、煤气温度、煤气含尘量、无功调整等对高炉余压回收透平发电的影响，并提出了解决措施，以期提高发电量。

关键词：煤气余压发电装置；含尘量；无功调整；TRT中图分类号：TF54 文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2016.08.0911 概述TRT （高炉煤气余压发电装置）是一种运用物理能的回收装置，高炉高压正常生产时，煤气发生量为1.0×105～2.0×105 m 3/h 。

煤气在进入主管网前必须降压，传统降压通过减压阀组完成，即将100 kPa 左右的煤气压力降至13 kPa ，进而导致压力能大量损失。

为了降低生产成本和回收能源，在减压阀组旁并联了TRT 余压回收装置，在保证高炉正常生产的前提下，尽可能地运用TRT 发电。

在此情况下，一方面能回收能源，另一方面能更加平稳地调节和控制高炉顶压，并进一步清洗煤气、降低噪声。

2 共用型TRT 发电量降低的原因 2.1 共用型TRT 的工艺流程河北纵横钢铁2#TRT 是在炼铁厂3#和4#高炉减压阀前并入的，经过膨胀做功后，可将煤气送入低压管网。

2.2 TRT 发电的影响因素 2.2.1 高炉机组的发电效率与高炉煤气的流量成正比。

在高炉炉况稳定的情况下，高炉煤气发生量会维持在稳定范围内。

如果450 m 3高炉的流量维持在1.0×105 m 3/h ，580 m 3高炉的流量维持在1.4×105 m 3/h ，则通过TRT 装置才能保证发电量有所提高。

450m3高炉自身空煤气双预热热风炉设计计算热风炉的加热能力（1m3高炉有效容积所具有的加热面积）一般为80～100m2/m3或更高。

前苏联5000m3的高炉蓄热面积为104 m2/m3，设计风温1440℃，为目前最高设计风温水平。

蓄热体面积120×450=54000 m2，设计三座热风炉，每座蓄热面积为18000m2，蓄热体单位体积传热面积48 m2/m3，每座热风炉蓄热体体积为375 m3。

蓄热室设计中，烟气流速起主导作用。

小于100 m3炉容，烟气流速1.1～1.3Nm/s。

炉容255～620 m3，烟气流速1.2～1.5Nm/s。

炉容大于1000 m3，烟气流速1.5～2.0Nm/s。

根据资料核算，参考以上烟气流速差异，设计时可采用：蓄热体高度L/蓄热体直径D的方法进行计算。

炉容大于1000 m3，L/D=3.5～4；炉容255～620 m3，L/D=3～3.5。

热风炉结构计算实例450m3高炉热风炉设计计算。

为实现热风炉外送热风温度～1150℃，确定热风加热能力为120 m2/m3，如果设置三个热风炉，则每个热风炉的蓄热面积为18000 m2。

热风炉结构的确定：假设蓄热室高/径=3.5，则 3.14×r2×7r×48=18000，r=2.57m，蓄热室直径5.14m，蓄热体高度18m。

燃烧器计算实例假设高炉利用系数为K=3.5t铁/m3·昼夜，年工作日按355天计算。

450m3高炉年产铁量估算为3.5×355×450=559125t。

焦比1：0.5，则冶炼强度i=1.75t焦/m3·昼夜。

高炉入炉风量V0=Vu·i·v/1440（V高炉入炉风量，Nm3/min；Vu高炉有效容积，m3；i冶炼强度，t焦/m3·昼夜；v每吨干焦的耗风量，Nm3/ t焦）V=450×1.75×2450/1440=1340 Nm3/min(实际1400)。

450m生铁高炉与锰铁高炉煤气量及发电量计算结果450m 生铁高炉与锰铁高炉煤气量及发电量计算结果一、450m 3生铁高炉1、2×450m 3高炉生铁产量Q ＝K ×V×η×T式中：K——高炉座数V——高炉有效容积，m3η——高炉利用系数，t/m3. d（3.0-3.6之间与入炉品位有关）T ——高炉年工作天数，d生铁年产量为2×450×3.2×350=1008000t2、煤气量生铁高炉煤气量与焦比、喷煤量、高炉利用系数有关，按照《钢铁企业燃气设计——煤气部分》给出的计算公式，有以下两种办法：①S=C×η×V ×Bt/24②S=（1.35-1.38）Q式中：V——高炉有效容积，m3η——高炉利用系数，t/m3. dBt ——焦炭煤气产率，Nm 3/t（焦炭为3300-3500、煤粉为2500-2700）C ——焦比, t/tQ——高炉鼓风机风量Nm 3/h经计算，当焦比在390kg 、煤比在140kg 时，吨铁煤气产率为1740Nm 3/t，一般生铁高炉煤气取1800——2000Nm 3/t左右。

3、煤气量计算按经验1800Nm 3/t计算，则一座450m 3小时煤气产量为450×3.2×1800/24=108000 Nm3/h高炉自用45%左右，烧结及其他用5%左右，损失3%，实际剩余煤气47%，即50760 Nm3/h。

生铁高炉煤气热值约为800大卡/Nm33生铁高炉煤气成分表450m 3高炉不同情况下煤气量Nm3/h生铁高炉煤气的热值约为800大卡/Nm3，一吨高温高压蒸汽热值为600000大卡/t，一度电等价值为(0.1229Kcal)860大卡/kw.h。

7000*4.18/3381.9*0.8*(3381.9-3051.5)/3600*1000=635kwh 5.4MPa(A)，480C 的蒸汽焓值：3381.9kJ/kg 0.97MPa(A)，300C 的蒸汽焓值：3051.5kJ/kg 煤转化为蒸汽的效率：0.8每小时的剩余总热量，16994.4 x 104kJ ，按照一般的换算关系，产生lkg 蒸汽需要的热值为3768.12kJ ，发电机和蒸汽量间的换算关系为，4.5kg 蒸汽可发1度电(巳扣除热损失) 。

高炉主要工艺参数计算公式1、风口标准风速：V标＝Q/(F×60)式中V标－－风口标准风速，m/sQ――风量，m3/minF――风口送风总面积，m22.风口实际风速：V实= V标×(T+273)×0.1013/ (0.1013+P)X×(273+20)式中V实－－风口实际风速m/sV标－－风口标准风速m/sT－－风温℃P－－鼓风压力MPa3、鼓风动能：E=0.412 ×1/n × O3/F2 × (T+273)2/(P+P0)2式中E－－鼓风动能，j/sQ－－风量m3/minn－－风口数目个F－－风口总截面积m3T－－热风温度℃P－－热风压力MPaP0－－标准大气压，等于101325PaV――炉缸煤气量m3V――炉缸煤气量m3 公式中未使用；（不用）4、焦炭负荷：P=Q矿/Q焦式中P－－焦炭负荷Q矿－－矿石批重kgQ焦－－焦炭（干基）批重kg5、综合负荷：P=Q矿/Q焦式中P－－综合负荷Q矿－－矿石批重kgQ综焦－－综合干焦量批重（干焦量十其它各种燃料量×折合干焦系数批重）kg6、休风率：u=t/T×100％式中u――休风率％t ——高炉休风停产时间minT——规定日历作业时间（日历时间减去计划达中休时间）min.7、生铁合格率生铁合格率是指检验合格生铁占全部检验生铁的百分比。

其计算公式为：生铁合格率（%）= 生铁检验合格量（t）×100%生铁检验总量（t）生铁检验合格量不进行折算，而焦比中合格生铁产量要进行折算计算说明：（1）高炉开工后，不论任何原因造成的出格生铁，均应参加生铁合格率指标的计算。

出格生铁指炼钢生铁S＞0.070%，铸造铁生铁S＞0.060% （2）用于炼钢的不合格铁水，不允许混罐，应按罐判定。

（3）入库前的混号铁，按出格铁计算。

8、生铁一级品率生铁一级品率是指一级品生铁量占合格生铁总量的百分比。

450m3高炉系统1 设计原则及指导思想1) 高炉建设总的设计原则是：设计中采用成熟、可靠、经济、实用的工艺和设备，采用精料、高风温、大喷煤量等实用技术，使高炉生产达到高效、低消耗的目的。

2）为有效地控制投资，全部设备和材料立足国内配套生产。

3）认真贯彻执行国家有关政策、法规、规程、规范、标准和行业政策，特别是环保、能源、安全卫生、消防等政策和法规。

2设计特点及新技术1）采用无料钟炉顶装料设备。

2）采用大型冷却模块薄炉衬结构，减薄炉衬、降低投资。

3）高炉软水系统加强脱汽功能，在每个区设置脱气罐，有效提高了炉体的寿命。

4）采用富氧喷煤工艺，并罐喷吹，浓相输送，烟煤无烟煤混喷。

富氧率4%。

5）采用旋流顶然式热风炉，热风炉寿命长，风温高。

3高炉主要技术经济指标高炉主要技术经济指标4物料平衡表450m3高炉物料平衡表：5炼铁工艺5. 1概述炼铁车间主要设计内容包括：·矿、焦槽及上料系统；·炉顶装料系统；·高炉本体系统；·风口平台及出铁场系统；·热风炉系统；·煤气粗除尘系统；·煤粉喷吹系统；·水渣处理系统。

5. 2高炉本体5.2.1炉型合理的炉型对高炉长寿，高炉生产实现高产、优质、低耗非常重要。

高炉的炉型在比较国内同级高炉炉型的基础上，结合高炉入炉料的具体条件进行设计。

设计特点是：适当地加深了死铁层，选择了适中的高径比，加大了炉缸高度，并把炉腹角控制在80.52°左右，以有利于炉体寿命的延长和能耗的降低。

高炉炉型尺寸见下表：5.2.2高炉采用全冷却结构，水冷炉底；炉底炉缸采用光面铸铁冷却壁，材质为普通铸铁，内铸单进单出的蛇行无缝钢管；炉腹、炉腰为带肋镶嵌式冷却壁，内双层冷却水管；炉身下部采用冷却板、壁结合的结构。

5.2.3风口冷却设备高炉设14个风口，每个风口有风口小套、中套及大套。

小套采用长寿灌流式风口。

5.2.4渣口设备设渣口一个, 由小套、中套及大套组成。

炉料计算及配方7月28日1. 新生铁成分：C 4.1 Sr 0.9 Mn0.182. 回炉铁成分：C3.28 Sr1.83 Mn0.833. 废钢成分：C0.3 Sr0.2 Mn0.5炉料计算：1.C的总量计算：新生铁 4.1×600÷900＝2.73 回炉铁3.28×180÷900＝0.66废钢0.3×120÷900＝0.04总C：2.73＋0.66＋0.04＝3.43－0.1（炉内烧损）＝3.332.Sr的总量计算：新生铁 0.9×600÷900＝0.6 回炉铁 1.83×180÷900＝0.37废钢0.2×120÷900＝0.03总Si：0.6＋0.37＋0.03＝1＋0.2（炉内增Si）＝1.2成分中少Si：1.85－1.2＝0.65炉内须加入Fe-Si：0.65×9÷75％＝7.83.Mn的总量计算：新生铁 0.18×600÷900＝0.12 回炉铁 0.83×180÷900＝0.17废钢0.5×120÷900＝0.07总Mn：0.12＋0.17＋0.07＝0.36成分中少Mn：0.8－0.36＝0.44炉内须加Fe-Mn：0.44×9÷65％＝6.1炉料配方：新生铁：600 回炉铁：180 废钢：120 硅铁：8 锰铁：67月29日修正7.28配方炉料计算：1.C的总量计算：新生铁 4.1×600÷900＝2.73 回炉铁3.28×160÷900＝0.58废钢 0.3×140÷900＝0.05总C： 2.73＋0.58＋0.05＝3.36－0.1（炉内烧损）＝3.262.Si的总量计算：新生铁 0.9×600÷900＝0.6 回炉铁 1.83×160÷900＝0.325废钢 0.2×140÷900＝0.03总Si：0.6＋0.325＋0.03＝0.955＋0.2（炉内增Si）＝1.155成分中少Si: 1.85－1.155＝0.695炉内须加入Fe-Si：0.695×9÷75％＝8.343.Mn的总量计算：新生铁 0.18×600÷900＝0.12 回炉铁 0.83×160÷900＝0.148废钢 0.5×140÷900＝0.08总Mn：0.12＋0.148＋0.08＝0.35成分中少Mn：0.8－0.35＝0.45炉内须加入Fe-Mn：0.45×9÷65％＝6.2修正后的炉料配方：新生铁：600 回炉铁：160 废钢：140 硅铁：8.5 锰铁：68月18日新生铁成分：C4.12 Si0.88 Mn0.38回炉铁成分：C3.28 Si1.83 Mn0.83废钢成分： C0.3 Si0.2 Mn0.5炉料计算： 3.5 ×260÷900＝1.011.C的总量计算：新生铁 4.12×490÷900＝2.24 回炉料3.28×280÷900＝1.02废钢 0.3×130÷900＝0.043 0.3×150÷900＝0.05总C: 2.24＋1.02＋0.043＝3.303－0.05（C烧损）＝3.252.Si的总量计算：新生铁：0.88×490÷900＝0.48 回炉料：1.83×280÷900＝0.57废钢： 0.2×130÷900＝0.029 0.53总Si: 0.48＋0.57＋0.029＝1.08+0.2（增Si）＝1.28 1.24成分中少Si: 1.83-1.28=0.55 0.59炉内须加入Fe-Si: 0.55×9÷75％＝6.6 7.083.Mn的总量计算：新生铁 0.38×490÷900＝0.21 回炉料 0.85×280÷900＝0.260.25废钢： 0.3×130÷900＝0.043 0.05总Mn: 0.21＋0.26＋0.04＝0.51成分中少Mn：0.85－0.51＝0.34 （0.32）炉内须加入Fe-Mn:0.3×9÷65％＝4.7 （150）炉料配方：新生铁 500（490）回炉料 280 废钢 120（130）硅铁 6.5 （ 7.0）锰铁 5（4.5 ）铬铁（4.5）C:2.75＋0.656＋0.04＝3.45－0.1＝3.35Si:0.59＋0.37＋0.03＝0.99＋0.2＝1.19少Si:1.85－1.19＝0.66须加Fe-Si：0.66×9÷75％＝7.9Mn:0.253＋0.17＋0.04＝0.463少Mn:0.85－0.463＝0.39须加Fe-Mn:0.39×9÷65％＝5.48月23日新生铁成分：C 4.3 Si 1.12 Mn 0.05回炉料成分：C 3.28 Si 1.83 Mn 0.83废钢成分：C 0.3 Si 0.2 Mn 0.3炉料计算：1.C的总量计算：2.23 1.19新生铁：4.3×440÷900＝2.10 回炉料：3.25×310÷900＝1.12废钢：0.3×150÷900＝0.05总 C: 2.10＋1.12＋0.05＝3.27－0.05(炉内烧损)＝3.222.Si的总量计算：新生铁：1.12×440÷900＝0.55 回炉料：1.83×310÷900＝0.63废钢：0.2×150÷900＝0.03总Si： 0.55＋0.63＋0.03＝1.21＋0.2（炉内增Si）＝1.41成分中少Si: 1.83－1.41＝0.42炉内须加Fe-Si: 0.42×9÷75％＝5.043.Mn的总量计算：新生铁：0.05×440÷900＝0.024 回炉铁：0.83×310÷900＝0.286废钢 0.3×150÷900＝0.05总Mn： 0.025＋0.286＋0.05＝0.36成分中少Mn: 0.85－0.36＝0.49炉内须加Fe-Mn: 0.49×9÷65％＝6.78炉料配方：新生铁 440 回炉料 310 废钢 150 硅铁5 锰铁 6.8 铬铁4.5 硅钡孕育剂 59月8日1.新生铁 C 4.12 Si 0.88 Mn 0.382.回炉料 C3.45 Si 1.83 Mn 0.853.废钢 C 0.3 Si 0.2 Mn 0.3一.C的计算：1.新生铁：4.12×500÷900＝2.292.回炉料：3.45×260÷900＝1.03.废钢：0.3×140÷900＝0.05总C: 2.29＋1.0＋0.05＝3.34－0.05(炉内烧损)＝2.29二.Si的计算：1.新生铁：0.88×500÷900＝0.492.回炉料：1.83×260÷900＝0.533.废钢：0.2×140÷900＝0.03总Si：0.49＋0.53＋0.03＝1.05＋0.2（增Si）＝1.25少Si: 1.83－1.25＝0.58须加Fe-Si: 0.58×9÷75％＝6.96三.Mn的计算：1.新生铁：0.38×500÷900＝0.212.回炉料：0.85×260÷900＝0.253.废钢：0.3×140÷900＝0.05总Mn: 0.21＋0.25＋0.05＝0.51少Mn：0.85－0.51＝0.34须加Fe-Mn: 0.34×9÷65％＝4.7四.炉料配方：新生铁：500 回炉铁：260 废钢：140 硅铁：7 锰铁：4.7铬铁：4.5 硅钡孕育剂：54．5×400÷900＝2。