Материал: Промышленность и окружающая среда.

4.5.2.6. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ПОТРЕБНОСТИ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ УГЛЕ

Исходя из рассчитанных ранее расходов металлургического сырья и продукции и известных удельных расходов электроэнергии (табл. 4.21), оп­ ределим общую потребность в электроэнергии. В нашем случае она состав­ ляет 804,6 кВт • ч/т Fe проката.

Как правило, на ТЭС направляются доменный и коксовый газы за выче­ том количества, необходимого для нормального функционирования соот­ ветствующих производств (по 40% каждого, см. табл. П 2.4, П 2.7) - на на­ грев доменных воздухонагревателей и обогрев коксовых печей. Таким об-

Таблица 4.21

Баланс электроэнергии

Без учета очистки газов, образующихся при сгорании концентрата энергетического угля.

разом, на ТЭЦ направляется 836,2 м3 доменного и 168,9 м3 коксового газов. Рассчитаем низшую теплоту сгорания соответствующих газов. При этом не­ обходимо задаться составом коксового газа (табл. П 2.7); состав доменного газа был рассчитан ранее (см. табл. 4.17). Используем формулу

Q =(127,7 • СО + 108 • Н2 + 358 • СН4 + 590 • е д + 555 • QHj +

где а - степень дожигания газа, % (в данном примере - 95%, см. табл.

П 2.11).

Для доменного газа:

е яг = (127,7 21,433 + 108 • 1.036 + 358 • 0,166) • 95/100/4,18 = 661 ккал/м3.

Для коксового газа:

Q„ = (127,7 • 6,5 + 108 58 + 358 • 23 + 590 • 2 + 234 • 1) • 95/100/4,18 =

= 3805 ккал/м3.

Переведем полученные величины на условное топливо. Для доменного газа:

836,2 • 661/(7000 • 1000) = 0,079 т у.т./т Fe проката,

где 836,2 - количество сжигаемого на ТЭС доменного газа, м3/т Fe проката; 661 - низшая теплота горения доменного газа, ккал/м3; 7000 - теплота сго­ рания условного топлива, ккал/кг.

Для коксового газа:

168,9 • 3805/(7000 • 1000) = 0,092 т у.т./т Fe проката,

где 168,9 - количество сжигаемого на ТЭС коксового газа, м3/т Fe проката; 3805 - низшая теплота горения коксового газа, ккал/м3.

Принимая, что для производства 1 кВт • ч электроэнергии необходимо 0,4 кг условного топлива (см. табл. П 2.11), рассчитываем количество элек­ троэнергии, полученной при сжигании этих газов:

(0,079 + 0,092)/0,4 • 1000 = 427,5 кВт • ч/т Fe проката.

Недостающее количество электроэнергии покрывается за счет сжига­ ния концентрата энергетического угля. Поскольку теплота сгорания энер­ гетических углей близка к теплоте сгорания условного топлива, то количе­ ство концентрата энергетического угля, необходимое для производства не­ достающих 377,2 кВт • ч (см. табл. 4.21), составит: 377,2 • 0,4 = 151,0 кг/т Fe проката.

43.2.7. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ

Потери железорудного концентрата при транспортировке были рассчи­ таны ранее (см. 4.5.2.4).

Аналогичным образом рассчитываются потери концентратов энергети­ ческого и коксующегося углей (доля потерь составляет 1,5%, см.

табл. П 2.9). Количество концентратов энергетического и коксующегося уг­ лей с учетом потерь при транспортировке составит:

151,0 + 151,0 — = 153,4 кг/т Fe проката,

100

где 151,0 - количество концентрата энергетического угля, кг/т Fe проката.

641,7 + 641,7 — = 651,3 кг/т Fe проката,

100

где 641,7 - количество концентрата коксующегося угля, кг/т Fe проката. Потери угольных концентратов соответственно 2,4 и 9,6 кг/т Fe проката.

4.5.2.8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОБЫЧИ ЖЕЛЕЗНОЙ РУДЫ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ УГЛЕЙ И ФЛЮСА

С учетом того, что при добыче железной руды образуется около 2 т/т добытой руды вскрышной породы (см. табл. П 2 .1 0 ), общее ее количество составит 3283,4 • 2 = 6566,8 т.

Для получения концентрата углей (при указанном в табл. П 2 . 8 коэффи­ циенте обогащения) необходимо добыть 153,4/0,85 = 180,5 кг энергетиче­ ского угля и 651,3/0,85 = 766,2 кг коксующегося угля. Суммарное количест­ во вскрышной породы составит 946,7 кг/т Fe проката.

Для добычи 264,3 кг известняка необходимо извлечь из недр 132,1 кг пу­ стой породы.

Результаты расчета приведены на схеме движения материалов (рис. 4.8).

4.5.2.9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА ЭНЕРГИИ

Затраты энергоносителей на производство 1 т проката по рассматрива­ емой схеме производства проката складываются из количества коксующих­ ся углей (764,5 кг), энергетических углей (180,5 кг) и природного газа (145,1 м3). Таким образом, общие затраты энергии составили:

0,83 • (764,5 • 6290 + 180,5 • 7324 + 145,1 8284) • 4,18 =

= 25 427 544 кДж (или 25,4 ГДж),

где 0,83 - коэффициент полноты сгорания топлива; 6290, 7324 и 8284 - низшая теплота сгорания коксующегося угля, энергетического угля, ккал/кг и природ­ ного газа, ккал/м3, соответственно; 4,18 - коэффициент пересчета ккал в кДж.

4.5.2.10. РАСЧЕТ БАЛАНСА ЖЕЛЕЗА

Приходные и расходные статьи баланса рассчитываются путем умноже­ ния доли железа в соответствующих металлургических материалах на вели­ чину расходов этих материалов, определенную в вышеприведенных расчетах.

Приход железа - с железной рудой:

3283,4 • 33,51/100 = 1100,28 кг/т Fe проката,

где 3283,4 - расход железной руды, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.4); 33,51 - со­ держание железа в исходной руде (см. табл. 4 .8 ).

Рис. 4.8. Движение основных твердых и жидких металлургических материалов при производ­ стве проката по схеме “кокс-агломерат-чугун-конвертерная сталь”

- с металлоломом и ферросплавами:

8,4 + 240,5 • 0,9703 = 241,75 кг/т Fe проката,

где 8,4 —приход железа с ферросплавами, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.2.2); 240.5 - расход лома “со стороны”, кг/т Fe проката, (см. 4.5.2.2.5); 0,9703 - додя жслсзз в ломе “со стороны (принимается равной доле железа в получаемом прокате - см. 4.5.2.1).

Расход железа

1)Выбросы в атмосферу в виде газов отсутствуют.

2)Выбросы в виде пыли:

-пыль ККЦ

2 • 1146,5/1000 = 2,3 кг/т Fe проката,

где 2 - количество неуловленной пыли, кг/т жидкой стали (см. табл. П 2.3); 1146.5 - количество получаемой жидкой стали, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.2.1).

- пыль ДЦ

2 • 859,8/1000 = 1,7 кг/т Fe проката,

где 2 - количество неуловленной пыли, кг/т чугуна (см. табл. П 2.4); 859,8 - количество получаемого чугуна, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.2.5).

- пыль АГП

5 1283,8/1000 = 6,4 кг/т Fe проката,

где 5 - количество неуловленной пыли, кг/т агломерата (см. табл. П 2.5); 1283,8 - количество получаемого агломерата, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.3.3).

- пыль ГОК

5 1197,2/1000 = 6,0 кг/т Fe проката,

где 5 - количество неуловленной пыли, кг/т концентрата (см. табл. П 2.6); 1197,2 - количество получаемого железорудного концентрата, кг/т Fe про­ ката (см. 4.5.2.4).

- потери при транспортировке

47,9 • 0,6958 = 33,32 кг/т Fe проката,

где 47,9 —количество потерь железорудного концентрата при транспорти­ ровке, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.4); 0,6958 - массовая доля железа в перево­ зимом концентрате (см. 4.5.2.3.1).

Итого выбросов в виде пыли:

2,3 • 0,55 + 2 • 0,48 + 5 • 0,4 + 6 • 0,6958 + 33,32 = 43,01 кг/т Fe проката.

3)Переходит в техногенные грунты:

-с хвостами обогащения руды

1732 1197,2/1000 • 0,1269 = 263,07 кг/т Fe проката,

где 1732 —количество хвостов обогащения руды, кг/т железорудного кон­ центрата (см. 4.5.2.3.1); 1197,2 —количество получаемого железорудного концентрата, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.4); 0,1269 —доля железа в хвостах обогащения руды (см. 4.5.2.3.1).

- в ЗЦЩ

10 • 1030,6/1000 • (100 - 14)/100 • 0,567 + 25 1146,5/1000 • 0,55 = = 20,79 кг/т Fe проката,

где 10 - количество замасленной окалины ПП, кг/т Fe проката (см. табл. П 2.1);

0,567массовая доля железа в окалине и шламах, доли ед. (см. табл. П 2 .1 ); 14 - содержание масел в шламах, масс.% (см. табл. П 2.1); 1030,6 - количе­ ство получаемого проката, кг/т Fe проката; 25 - количество образующихся шламов в ККЦ, кг/т жидкой стали (см. табл. П 2.3); 1146,5 - количество по­ лучаемой жидкой стали, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.2); 0,55 - доля железа в шламах ККЦ (см. табл. П 2.3).

Итого переходит в техногенные грунты - 283,86 кг/т Fe проката.

4)Переходит в попутную продукцию:

-доменный шлак

186 • 859,8/1000 • 0,658/100 • 56/72 = 0,82 кг/т Fe проката,

где 186количество доменного шлака, кг/т чугуна (см. 4.5.2.3.3); 859,8 - ко­ личество чугуна, кг/т Fe проката (см. 4 .5.2.2.5); 0,658 —содержание FeO в до­ менном шлаке, масс.% (см. табл. 4.16); 56/72 - доля железа в FeO.

- количество железа в конвертерном шлаке 102,6-18 56

1 0 0 ---- 72 = 1 4 , 3 5 КГ^Т Fe пРоката’

где 102,6 —количество конвертерного шлака, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.2.4), 18 - содержание FeO в конвертерном шлаке (см. табл. П 2.3).

Итого переходит в попутную продукцию —15,17 кг/т железа про­ ката.

5) Попадает в готовую продукцию (прокат) - 1 0 0 0 кг (поскольку расчет ведется на тонну железа проката).

Баланс железа приведен в табл. 4.22.

4.5.2.11. РАСЧЕТ БАЛАНСА СЕРЫ

Баланс серы составляется аналогично балансу железа.

Приход серы Железная руда:

3283,4 • 0,163/100 • 32/80 = 2,13 кг/т Fe проката,

где 3283,4 - количество добываемой руды, кг/т Fe проката (см. 4-5-2-4): 0,163 - содержание S03 в железной руде, масс.% (см. табл. 4.8); 32/8и Д°ля

серы в S03.

Металлолом и ферросплавы:

5,1 • 0,02/100 + 13,6 • 0,03/100 + 20 • 0,04/100 + 240,5 • 0,015/100 =

= 0,05 кг/т Fe проката,

где 5 ,1 , 13,6 и 2 0 , 0 - удельный расход ферросилиция, ферромарганца и фер­ рохрома в ККЦ, кг/т Fe проката, соответственно (см. 4.5.2.2); 0,02, 0,03 и 0,04 - содержание серы в ферросилиции, ферромарганце и феррохроме, масс.%, соответственно (см. табл. 4.9); 240,5 - количество лома “£° СТ0 Р°‘ ны”, кг/т Fe проката; 0,015 - содержание серы в ломе (принято по аналогии с маркой производимого проката).

Известняк:

(155,8 + 108,5) • 0,05/100 • 32/80 = 0,05 кг/т Fe проката,

где (155,8 + 108,5) - расход известняка на аглодоменное производств0 и про­ изводство извести для ККЦ, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.3.2 и 4.5.2.2.3); 0,05 - содержание S03 в исходном известняке, масс.% (см. табл. 4.8); 32/80 - доля серы в S03.

Уголь коксующийся:

754,9 • 0,66/100 = 5,02 кг/т Fe проката,

где 754,9 - количество коксующегося угля для производства требуемого ко­ личества кокса, кг/т Fe проката (см. 4.5.2.5); 0,66 - содержание серы в кок­ сующемся угле, масс.% (см. табл. 4.19).

Уголь энергетический:

151,0 • 0,66/100 = 1,00 кг/т Fe проката,

где 151,0 - количество энергетического угля для производства недостающе­

где (1197,2 + 651,3 + 153,4)-количество перевозимых материалов (железная РУДа, коксующийся уголь, энергетический уголь соответственно), кг/т Fe проката (см. 4.5.2.4 и 4.5.2.7); 3 —расход дизельного топлива на перевозку 1 т груза на расстояние 1000 км (см. табл. П 2.9); 1,5 —содержание серы в ди­ зельном топливе, масс.% (см. табл. П 2 .9 ).