呂永剛 董紅梅 王 勇
（陜西龍門鋼鐵有限責(zé)任公司）
摘 要：針對高爐煤氣柜閑置狀態(tài)，提出儲能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：高爐煤氣柜；儲能；峰平谷
1 前言
鋼鐵企業(yè)都建設(shè)有高爐煤氣柜，氣柜容積一般為20-30萬m³，高爐煤氣柜最初功能主要是平衡煤氣管網(wǎng)壓力，應(yīng)對高爐截煤氣等。近年來，鋼鐵企業(yè)都建設(shè)自備電廠，用高爐煤氣來發(fā)電，當(dāng)高爐煤氣出現(xiàn)缺口時，用煤氣發(fā)電廠調(diào)節(jié)緩沖，氣柜的作用大幅度削弱。對于大多數(shù)鋼企來說，高爐煤氣是有缺口的，管網(wǎng)壓力低造成氣柜無法并網(wǎng)運行。故大多數(shù)高爐煤氣柜幾乎處于閑置狀態(tài)，不能產(chǎn)生效益。
2 現(xiàn)狀：
龍鋼公司二十萬高爐煤氣柜于2015年元月31日投運。現(xiàn)有一座200000m3新型煤氣柜（又稱POC柜），全稱為圓筒形活塞稀油橡膠密封煤氣柜，四座UBZ-11C-1250型油泵，一套煤氣降溫噴淋系統(tǒng)。二十萬高爐煤氣柜主要作用是穩(wěn)定公司高爐煤氣主管網(wǎng)壓力，降低公司煤氣燃燒放散率，補充公司煤氣管網(wǎng)的缺額，作為臨時儲存煤氣的容器，提高了全公司煤氣調(diào)度能力。同時建設(shè)100MW的單超發(fā)電機(jī)組一臺，滿負(fù)荷消耗煤氣28萬Nm³/h，共6條軋線，每條軋線煤氣消耗量5-7萬Nm³/h。公司高爐煤氣整體欠缺，造成高爐煤氣管網(wǎng)壓力低。
3 技術(shù)方案
隨著峰平谷電價在龍鋼公司的深入應(yīng)用，推動了高爐煤氣柜的儲能發(fā)電技術(shù)，如果在電價低的時候?qū)⒚簹鈨Υ嫫饋恚妰r高的時候?qū)⒚簹夥懦鰜碛脕戆l(fā)電，將會產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
在煤氣柜進(jìn)口（出口）煤氣管道原來的盲板閥組位置并聯(lián)一臺煤氣6萬的煤氣加壓機(jī)，并安裝相應(yīng)的盲板閥組。10萬站區(qū)安裝有1臺10萬m³的煤氣加壓機(jī)，安裝有3臺6萬m³的煤氣加壓機(jī)，根據(jù)節(jié)省投資的原則將3#6萬立方米的煤氣加壓機(jī)改造為氣柜專用加壓機(jī)。
使用方法： 升氣柜(電廠降負(fù)荷)：關(guān)閉FZ1的蝶閥，打開FZ2、FZ3、調(diào)節(jié)閥T，起動煤氣加壓機(jī)向氣柜內(nèi)充煤氣。降氣柜（電廠升負(fù)荷）：關(guān)閉FZ2或FZ3的蝶閥，打開FZ1的蝶閥，通過調(diào)節(jié)發(fā)（T）控制送出的煤氣量和柜速。谷電價時，電廠稍降負(fù)荷，利用煤氣加壓機(jī)將氣柜升起來。峰電價時電廠增加發(fā)電量，將氣柜降下來。平電價時，電廠稍降負(fù)荷，利用煤氣加壓機(jī)將氣柜升起來。峰電價時電廠增加發(fā)電量，將氣柜降下來。
工藝原理圖
4 效益核算
4.1國家峰平谷電價政策
表1
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時間段 |
8:00-11：30 18:30-23:00 |
7:00-8:00 11:30-18:30 |
23:00-7:00 |
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峰電價 |
0.8461 |
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平電價 |
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0.5371 |
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谷電價 |
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0.2279 |
4.2效益核算：
4.2.1氣柜升降一次的發(fā)電量
16000×0.8÷2.8=45714度電
2.8-------2.8Nm3煤氣發(fā)一度電
4.2.2.操作辦法
（1）23:00-7:00升氣柜（8小時氣柜可以升到16萬），8:00-11：30降氣柜，增效：45714×(0.8461-0.2279)=28260元
（2）11:30-18:30升氣柜（7小時氣柜可以升到16萬），18:30-23:00降氣柜，增效：45714×(0.5371-0.2279)=14135元
（3）煤氣加壓機(jī)電耗每日約2000度電，費用：2000×0.34=680元，年費用：23.8萬元
（4）氣柜每天升降兩次，年創(chuàng)效：1250萬元。
4.2.3投資費用
新建一臺6萬的煤氣加壓機(jī)投資費用約：300萬元。約3個月時間就可收回投資。
4.2.4結(jié)論：效益非常可觀。
5 其他效益
正常運行時可以利用加壓機(jī)將氣柜升起來，異常情況下氣柜可以向管網(wǎng)補充高爐煤氣。如此可以將20萬高爐煤氣柜充分利用起來，服務(wù)于生產(chǎn)系統(tǒng)。同時該加壓機(jī)可以作為20萬高爐煤氣柜的檢修風(fēng)機(jī)，一機(jī)兩用。
6 后期設(shè)想：
經(jīng)常安排在峰值檢修的煤氣用戶有以下：
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用戶名稱 |
煤氣用量 （萬Nm³/h） |
用戶名稱 |
煤氣用量 （萬Nm³/h） |
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棒一線 |
3.3 |
德龍粉體 |
2.5 |
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高線 |
2.5 |
上諾泰基 |
6 |
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棒二線 |
3.5 |
板帶 |
6 |
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棒三線 |
3.5 |
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電價峰值時，以上用戶少用煤氣量約10萬Nm³/h。發(fā)電機(jī)組根本無法消化，每天富裕90萬m³煤氣左右。
新建設(shè)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組設(shè)計大些，正常運行帶80%負(fù)荷。增強(qiáng)峰平谷調(diào)節(jié)能力，建設(shè)30萬m3高爐煤氣柜一座，將多余的煤氣外售，不僅增加經(jīng)濟(jì)效益，同時可以減少高爐煤氣放散量及環(huán)保方面造成不良影響。