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河钢宣钢炼铁厂节能技术实践

时间:2019-05-14 11:24来源:河钢宣钢炼铁厂 作者:杨冬云 点击:
  • 摘  要  本文阐述了河钢宣钢炼铁厂通过精益管理、装备升级、利用先进节能技术和余热回收等措施,提高了能源利用水平,为宣钢的持续发展奠定了基础。

    关键词  炼铁  能源  节能技术  余热回收


    Energy saving technology practice of HBIS Xuansteel ironworks 

    yangdongyun

     (HBIS Xuansteel ironworks)


    Abstract  This paper expounds the river steel in ironworks by lean management, equipment upgrades, the use of advanced energy-saving technology and waste heat recycling and other measures to improve the level of energy utilization, laid the foundation for sustainable development in the.

    Keywords   ironmaking; Energy; energy saving technology;waste heat recovery


    1  概述

    铁前工序是钢铁冶炼流程中的耗能大户,占总能耗的75%左右。河钢宣钢炼铁厂有高炉四座,2500m3两座,2000m3一座,1800m3一座,360m2烧结机烧结机三台、百万吨链篦机回转窑两座,生铁产能700万吨/年,年消耗能源300万吨。随着钢铁市场竞争的日益激烈,降低成本是企业生存和发展的唯一途径,而成本中最可控部分是能源消耗。近年来,河钢宣钢炼铁厂为降低成本,千方百计地降低能耗,通过精益管理、淘汰落后产能、利用先进技术和余热回收等手段,使得能耗指标得到改善。

    2  管理节能

    2.1  完善能源管理组织机构

    能源管理组织机构由设备能源科为日常管理部门,各作业区确定两名能源管理人员,一名作业区能源主管和一名作业区能源管理员,负责作业区的能源管理工作,为能源工作的开展提供了组织保障,方便了能源工作的顺利开展。在生产调度组织机构的基础上,建立能源调度体系,生产调度每班设能源调度一名,为能源的优化使用、合理调度提供了组织保障。

    2.2  完善能源管理制度

    为使节能工作开展程序化、制度化,我们制定了一系列行之有效、操作性强的节能管理制度,包括《炼铁厂计量监督管理办法》、《炼铁厂物料验收管理办法》、《炼铁厂节能管理制度》、《炼铁厂能源管理办法》、《炼铁厂能源消耗管理办法》、《炼铁厂供排水管理办法》、《炼铁厂节约用电、用水、用蒸汽管理规定》、《炼铁厂能源计量管理办法》等,为能源管理的顺利进行提供了制度保证。

    2.3  完善能源计量管理

    计量是管理的基础。焦炭、喷吹煤等固体能源从进厂计量、检验、消耗方面建立完善的原始记录统计台帐和报表制度,并纳入到ERP系统,做到了能源进厂有验收,用能有手续,消耗有指标,指标有考核的闭环管理体系。对风、水、电、气等动力能源介质,按照国家标准建立了三级计量体系,同时纳入到公司能源管控中心数据平台,实现了适时监控。

    2.4  建立动力能源的“日统计、周总结、月考核”制度

    每天统计核算动力能源消耗、回收及成本完成情况,作业区早会上通报分析,并在厂公共数据平台上发布,及时发现问题解决问题。我厂每周对动力能源成本完成情况进行通报,提出问题和改进措施。制定完善的动力能源消耗指标计划和考核办法,月度对各作业的指标完成情况进行考核,形成了闭环控制。

    2.5  建立周例会制度

    通过周例会的召开,推动节能工作的开展。周例会中对一周能源消耗、热工参数控制、避峰就谷用电、循环水浓缩倍数等进行分析,针对存在的问题提出下一步的重点工作,通报上周例会中安排工作的落实情况,通过滚动式的管理方式,促进了问题的解决,推动了节能技术的进步。

    2.6  加大节能工作检查力度

    为保证各项节能管理制度的执行,避免违规用能和跑冒滴漏的现象,设专人专岗进行督查,对炼铁厂各个用能环节进行检查,检查出的问题在厂早会上通报、考核并限期整改。

    2.7  积极开展对标工作

    能效对标是河钢宣钢炼铁厂的一项长效机制,与邯钢、承钢建立了对标联系制度,制定了能效对标实施方案,定期召开指标对标分析会。在与集团内部和省内对比的同时,还积极与国内先进单位进行对比,分阶段、分层次确立标杆单位和标杆指标,同时还不定期的开展专题对标、考察活动,深入对比、分析、学习、转化、实践,促进能耗指标水平的不断提高。

    2.8  强化节能设施管理

    引进PM设备管理系统,提升重点用能设备的检查、维护、检修水平。利用PM设备管理系统提前发现设备隐患,做到了及时发现,有效控制,杜绝事故扩大,确保节能设备正常稳定运行,最大限度的发挥现有节能设备的作用。

    3  结构节能

    近年来,河钢宣钢炼铁厂先后淘汰了300m3高炉四座、450m3高炉一座、36m2烧结机四台、86m2烧结机一台、64 m2烧结机两台、10m2竖炉两座、8m2竖炉两座。淘汰落后产能:炼铁200万吨、烧结400万吨、球团170万吨,形成节能能力4.26万tce。炼铁、烧结、球团工序实现了装备大型化、自动化,提高了装备水平,为降低能源消耗奠定的坚实的基础。

    4  节能新技术应用

    4.1  厚料层烧结技术

    厚料层烧结是烧结工艺的一个重大发展,充分利用料层的自动蓄热,减少混合料中的配碳量,发展烧结料层中的氧化气氛,通过低碳、低水等改善料层透气性、提高垂直燃烧速度的措施,降低固体燃耗、提高烧结矿质量。研究表明,料层每增加10mm,降低固体燃耗0.3Kg/t。炼铁厂通过努力,料层厚度提高到600-700mm。按料层由450mm提高到700mm计算,降低焦粉消耗7.5 Kg/t,折合降低工序能耗5.6kgce/t。

    4.2  降低烧结漏风率

    烧结机系统漏风包括烧结机本体漏风和环冷机漏风。我们在治理本体漏风的基础上,针对环冷机漏风问题,2016年12月引进了包容式机械密封技术。在不改动原有主体结构的基础上拆除原有的动静密封系统,用包容式机械密封系统取代原有的橡胶密封,用金属轴端密封取代原有的橡胶轴端密封。改造完成后,有效地降低了环冷机漏风,提高了风机的有效利用率,改善了环境。

    4.3  高炉热风炉顶燃式改造

    原为内燃式热风炉,由于内燃式热风炉存在诸多缺点,高炉风温偏低,制约着炼铁技术指标的进一步提高。随着高炉71风机和80风机的配备,入炉风量大幅度增加,热风炉的蓄热面积相对较小,热风温度很难达到1000℃以上,成为高炉强化冶炼的限制环节。为此,炼铁厂引进旋流式顶燃热风炉的专利技术,逐步完成了热风炉的顶燃式改造,为高炉提高风温、增加喷煤量、降低焦比创造了条件。

    4.4  转炉煤气在热风炉中的应用

    河钢宣钢炼铁厂四座高炉热风炉的燃料均为高炉煤气,由于煤气热值低,虽然对热风炉进行改造,但风温长期在1050℃左右,较低风温造成焦比、燃料比等技术经济指标相对落后。为此,炼铁厂在2015年进行了转炉煤气掺烧改造,将高热值的转炉煤气应用到了1800m3和两座2500m3高炉,根据高炉需要,调节转炉煤气与高炉煤气的配比,达到了提高风温的改造目标。改造后风温水平变化情况。

    4.5  高比例喷煤技术应用

    高炉喷煤技术具有以非焦煤代替部分焦炭、减轻污染、降低生产成本,节约焦煤资源的作用,在富氧的配合下,可以提高高炉的生产能力。通过对喷煤的自动喷氮、煤粉管路、收粉器箱体等系统进行技术改造,提高了磨煤能力和自动控制水平,使得高炉喷煤水平达到140kg/t,代焦节能率为0.5%,有效降低了炼铁成本。

    4.6  高炉冲渣系统改造

    1800m3和两座2500 m3高炉的冲渣系统采用嘉恒法渣处理,经过多年的运行,设备严重老化,脱水器等设备跑水溢流严重,水耗大维护成本高。2016年,采用“组合式锥斗沉淀池细渣沉淀+提升式细渣机械分离”的渣处理新技术对1800m3和两座2500 m3高炉的冲渣系统进行改造。改造完成后渣水分离效果良好,设备故障率和维护成本大大降低。杜绝了溢水现象,现场环境得到了很大的改观,冲渣水耗由改造前的吨铁0.28m3下降到改造后的0.2m3,节水效果明显。

    5  余热回收利用

    5.1  高炉热风炉双预热

    利用热风炉烟气余热通过换热器对助燃空气和煤气同时进行预热,是提高风温、增加高炉喷煤量和降低燃料比的有效手段。1号2500m3高炉和1800 m3高炉原设计有双预热系统,但2号2500 m3高炉是通过换热器预热煤气,利用燃烧炉预热助燃空气。由于燃烧炉本身要消耗高炉煤气,流量约10000m3/h,相当于一台10t/t的燃气锅炉,使得热风炉整体煤气消耗较高,为此对该预热系统进行改造,取消燃烧炉,利用热风炉烟气对煤气和空气进行预热,预热温度达到170℃以上,达到了提高风温降低消耗的目的。目前,1800m3和两座2500 m3高炉均为热风炉烟气双预热系统。

    5.2  热风炉烟气用于喷煤制粉干燥

    喷煤制粉采用热风炉废烟气进行干燥,同时降低系统氧含量,满足中速磨磨煤时的惰性气体需求,提高烟煤配比。烟煤比和废烟气温度的提高,使得煤粉硬度降低,可磨性提高,中速磨台时产量提高,开机时间减少,节约电耗,也为避峰就谷作业创造了有利条件。同时大幅度减少了入口氮气的吹入量,节约氮气消耗。目前我厂四套磨煤系统全部利用热风炉废烟气,节能效果显著。

    5.3  高炉水冲渣余热回收利用

    2000m3高炉冲渣水余热采暖一期工程于1999年投入使用,以供厂区采暖为主。2003年实施了二期工程,对原系统进行改造,增加了供热能力,在原供热区域的基础上,增供了居民宿舍采暖,取消燃煤采暖锅炉74吨位。2016年对两座2500 m3高炉冲渣系统进行改造性大修,同时进行了余热利用改造,把两座2500 m3高炉的冲渣余热利用起来进行采暖,现在高炉冲渣余热采暖面积已达到25万m2。

    5.4  烧结余热回收利用

    三台烧结机的环冷余热均得到回收利用。1号和2号360m2烧结机环冷余热锅炉为69t/h双压余热锅炉,产生蒸汽进入补汽凝汽式汽轮机组发电,发电机组为1套25MW汽轮发电机组;3号360m2烧结机环冷余热锅炉为60t/h余热锅炉,并利用大烟道余热,产生蒸汽进入补汽凝汽式汽轮机组发电,发电机组为1套12MW汽轮发电机组;目前发电量最高达到20kwh/t矿。

    6  冲渣水系统优化改造

    6.1  渣场水用于冲渣

    四座高炉熔渣处理后产生的水渣分别堆放在三个渣场,由天车抓斗完成装运和外发销售。四座高炉日产水渣近8000多吨,高炉熔渣经水碎粒化脱水后,通过皮带机输送至堆渣场后的水渣仍含有一定水,原来的渣场水用排污泵排至下水道。如此不仅浪费能源,易造成下水道堵塞,而且水处理难度增大。为了充分利用该部分水,在渣场附近建回水池,渣场水沉淀后引到回水池再泵到冲渣循环池中用于冲渣。目前1号高炉北场冲渣完全使用渣场水,年节约新水18万m3。

    6.2  焦化废水用于冲渣

    消纳焦化生化废水的重要途径就是供高炉冲渣,炼铁厂四座高炉冲渣系统均建有使用焦化废水的设施,经深度处理合格的焦化废水送到回集水池中,通过浮球阀控制液位,再用水泵打到冲渣回水池中。2016年,两座2500 m3高炉冲渣系统大修改造后,脱水器筛板缝隙缩小,容易堵塞,继续使用焦化废水有可能造成高炉冲渣系统设备故障率的提高,所以改造后就减量使用焦化废水。目前,焦化废水主要用于2000m3高炉冲渣,该炉采用传统的水冲渣出渣方式,渣水进入过滤池中抓渣处理,渣水经过滤后进入循环池中。过量的使用焦化废水也会使滤料板结,透水性变差,但通过调整使用量能够保持焦化废水的消纳功能,目前用量约在40m3/h左右。

    6.3  工业排水用于冲渣

    河钢宣钢设备能源部160t/h锅炉距1号高炉较近,锅炉排污水可供冲渣使用。为此,通过改造将锅炉排污水送至1号高炉冲渣循环池用于冲渣。另外,在高炉炉温高时,空冷器的能力不足,需要增加工业喷淋水,时有溢流现象,现将循环水泵站喷淋溢流水送到高炉冲渣循环池中进行冲渣,减少了新水使用量。

    通过对高炉冲渣用水进行优化,充分利用工业废水,降低了新水消耗,改造后新水消耗从20.9万m3/月逐步降低,至2018年3月降低到7.5万m3/月,月节水9.4万m3。

    7  节电技术

    7.1  节能泵的改造

    针对水泵普遍存在的“大流量、低效率、高能耗”状况,我们与节能服务公司合作,通过检测分析水泵运行参数,提出节能改造方案,量身定做了40台“高效节能泵”,替换目前处于偏工况、低效率运行的水泵;在一些负荷变化较大的系统上,安装自动控制系统,提高运行效率。另外,结合国家淘汰落后电动机的政策,我们拟对31台功率较大的Y系列电机进行淘汰性改造,更换为永磁电机,预计综合节电率达到15%以上。

    7.2  峰谷平用电管理

    喷煤工艺的磨煤和烧结的燃料破碎是间断性的作业,功率较大,是实施峰谷差用电的最佳设备,炼铁厂制定了详细的避峰就谷用电管理规定,对煤磨和破碎作业时间进行了详细的规定。要求对作业时间进行记录,并对制度执行情况进行跟踪,每周对作业时间进行汇报,对违返制度的作业进行分析考核。通过细致的工作,我厂谷峰电差达到600万kwh/年,降低了用电成本。

    7.3  变频技术改造

    对功率较大的变负荷风机均进行了变频调速技术改造,其中效果最明显的是360m2烧结机主抽风机的变频改造工程。炼铁厂1#2#360m2烧结机配四台6700kw、10kv主抽风机电机,原设计没有变频装置,调整工况只能靠风门调节,造成电能的浪费,为此,对该主抽风机进行高压变频技术改造,结合烧结工艺要求对电机频率进行动态调整,最低运行频率35hz,常用42hz,节电量达到10%以上。

    8  结语

    河钢宣钢炼铁厂在节能精益管理的同时,通过淘汰落后产能、节能技术进步和余热回收等措施,提高了能源利用水平。2018年1-3月,炼铁工序能耗398.7kgce/t,比2014年的426.48kgce/t降低了27.78kgce/t,形成节能能力16.7万tce/年,降低了工序成本,为河钢宣钢的持续发展奠定了基础。

    (责任编辑:zgltw)
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