煉鐵系統(tǒng)節(jié)能降耗的措施
摘要：隨著社會的發(fā)展，地球資源的減少，對各個行業(yè)都提出了比以前高的要求，也帶來了較多的挑戰(zhàn)。然而對于高爐煉鐵的行業(yè)來說，因?yàn)榈厍虻幕剂现饾u減少，導(dǎo)致了該行業(yè)沒有充足的資源，從而致使了該行業(yè)發(fā)展緩慢，所以高爐煉鐵行業(yè)急需進(jìn)行能源和資源的優(yōu)化。要降低燃料和動力消耗，加強(qiáng)二次能源回收，節(jié)能減排。
關(guān)鍵詞：高爐煉鐵能源節(jié)能降耗
一、前言
改革開放以來，中國的工業(yè)發(fā)展迅速，到2017年，中國生產(chǎn)粗鋼7323.13萬噸、生鐵1667.84萬噸，占世界鋼鐵總量的50%左右。而鋼鐵行業(yè)又是高能耗的行業(yè)，節(jié)能降耗成為鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重中之重。
煉鐵系統(tǒng)包括煉鐵工序、燒結(jié)工序、焦化工序。在鋼鐵企業(yè)中，這個系統(tǒng)的直接能耗占了總能耗的70%左右，是鋼鐵企業(yè)節(jié)能的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。同時，因?yàn)樵撓到y(tǒng)在生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)生大量的高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣等二次能源，這些二次能源的利用效果不但可以影響鋼鐵企業(yè)的能源（動力）介質(zhì)平衡，還影響到了企業(yè)保護(hù)環(huán)境工作的開展[1]。
煉鐵工序能耗中包含動力項(xiàng)、燃料項(xiàng)、回收項(xiàng)。動力項(xiàng)里包括電、工業(yè)水、凈水、蒸汽、鼓風(fēng)、氧氣、氮?dú)?、壓縮空氣等。燃料項(xiàng)里包含高爐煤氣、煤粉、焦?fàn)t煤氣、焦炭，回收項(xiàng)里包含高爐煤氣回收、熱風(fēng)爐煙氣熱量回收、TRT發(fā)電和高爐水渣余熱回收。煉鐵系統(tǒng)中扣除回收項(xiàng)之后燃料消耗占其中的90%左右，動力消耗只占其中的10%左右[2]。所以煉鐵系統(tǒng)降低能耗的重點(diǎn)應(yīng)放在降低燃料的消耗上。此外，在降低煉鐵工序能耗中能源回收也對其也有很大的影響，抓好能源回收對降低煉鐵的工序能耗是非常有力的措施。
二、煉鐵系統(tǒng)節(jié)能降耗的措施
1 燒結(jié)工序的節(jié)能措施
用武鋼作為例子，武鋼在2001年對它的燒結(jié)車間進(jìn)行了節(jié)能改造，采用了“厚料層—燃料分加—小球燒結(jié)”的新工藝，料層的厚度由420mm提高到了600mm[3]，混合料中大于3mm的粒級由50%提高到了70%，煤粉的外加比例達(dá)到了大約70%左右，將固體的燃料用量明顯降低，使礦耗由之前的48.79kg/t降低到了46.75kg/t。
2 焦化工序的節(jié)能措施
用武鋼作為例子，武鋼的焦化公司積極的展開了以焦?fàn)t的大型化為中心的技術(shù)改造工作，分別在2003年、2004年和2005年將3座55孔6m的焦?fàn)t相繼建成。改造后的這幾座焦?fàn)t都采用了很多節(jié)能環(huán)保的技術(shù)，比如采用了四大車的連鎖技術(shù)和專業(yè)的爐型結(jié)構(gòu);計算機(jī)則采用了PLC程序控制的控制爐溫技術(shù)輔助設(shè)備，還采用了DCS系統(tǒng)的儀表和美鋼聯(lián)低水分熄焦工藝的熄焦系統(tǒng)等專業(yè)的技術(shù)。同時還采用了裝煤除塵的環(huán)保技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了整個生產(chǎn)系統(tǒng)廢水、煙塵控制等污染的零排放，具有降低能耗、提高焦炭強(qiáng)度、環(huán)保條件好等諸多優(yōu)點(diǎn)，為焦化節(jié)能降耗提供了硬性保證。
3 高爐工序的節(jié)能措施
3.1 實(shí)施精抖方針
用首鋼作為例子。高爐穩(wěn)定順利的節(jié)能降耗的物質(zhì)基礎(chǔ)是精抖。為了提高進(jìn)廠原燃料的質(zhì)量，在2006年，鋼的煉鐵廠采用供應(yīng)鏈管理的新模式，檢驗(yàn)原燃料的專業(yè)人員和供應(yīng)公司一起到原燃料的廠家去考察原燃料的質(zhì)量，做到了“觸角前伸打外圍”，全面的掌握了進(jìn)入廠的原燃料數(shù)量、質(zhì)量變化的趨勢[4]。對于出現(xiàn)原燃料的質(zhì)量問題，專業(yè)的人員及時的向高爐反應(yīng)，大限度地降低原燃料的質(zhì)量波動對高爐產(chǎn)生的影響。
3.2 富氧鼓風(fēng)
富鼓風(fēng)的作用有：（1）富氧鼓風(fēng)可以提高冶煉的強(qiáng)度，增加產(chǎn)量;（2）富氧之后的氮?dú)夂繙p少了，可以相對的增加爐腹中CO濃度，對間接反應(yīng)的進(jìn)行有利;（3）富氧鼓風(fēng)可以改善噴吹燃料的燃燒;（4）富氧鼓風(fēng)還可以提高爐頂?shù)拿簹鉄嶂担瑢︼L(fēng)溫的提高十分有利[5]。
3.3 不斷提高噴煤比
在高爐的風(fēng)口噴吹煤粉，一是可以用資源豐富的非焦煉煤資源來代替高爐中的大多部分焦炭量，這樣不僅可以緩解目前煉焦煤的資源短缺問題，還可以適當(dāng)?shù)臏p少焦炭在冶煉的過程中對于環(huán)境造成的污染;二是因?yàn)楦呙罕鹊牟僮骶褪怯妹簛泶娌糠纸固?，所以不但可以降低每噸鐵的成本，還可以增強(qiáng)高爐煉鐵的市場競爭力[6]。當(dāng)然了，提高煤比一定要注意未燃粉的數(shù)量，未燃粉的數(shù)量一般要低于噴煤量的15%-20%左右，超量的未燃粉會隨著煤氣進(jìn)入料柱從而對高爐產(chǎn)生不利的影響。如下圖1是首鋼2004-2008年噴煤比和燃料比變化趨勢。
3.4 要保持合理的分布煤氣
高爐煉鐵的核心就是要合理的分布煤氣。因?yàn)楹侠淼姆植济簹饪梢允範(fàn)t況的穩(wěn)定順利，還可以提高煤氣的利用率并且降低燃料比。
4 加大二次能源的利用
1）加大對熱風(fēng)爐廢煙氣余熱的利用：因?yàn)楦郀t的熱風(fēng)爐煙氣溫度一般在250-350OC左右，煙氣量大并且具有大量的余熱，這些余熱是不錯的二次能源，可以將其回收生成其他能源從而煉鐵工序降低能耗。而且回收高爐的熱風(fēng)爐煙氣余熱是提高風(fēng)溫、降低燃料比的有效措施。
2）利用高爐頂?shù)膲毫Γ黾訅翰畹陌l(fā)電量：高爐爐頂煤氣具有的壓力能及熱能，使煤氣通過透平膨脹機(jī)做功，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動發(fā)電機(jī)。
圖1首鋼2004-2008年噴煤比和燃料比變化趨勢
三、結(jié)束語
隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地球能源的消耗越來越大，而地球的能源儲備越來越少，從而導(dǎo)致各種能源的價格上升。鋼鐵行業(yè)作為能源消耗巨頭行業(yè)，在沒有新能源開發(fā)出來之前，想要生存下去必須進(jìn)行節(jié)能降耗，尤其是煉鐵系統(tǒng)的節(jié)能降耗，而且要加強(qiáng)二次能源的利用和能源的循環(huán)利用，從而降低成本。并且除了以上技術(shù)上的節(jié)能降耗外，鋼鐵公司必須加強(qiáng)能源管理減少不必要的能源消耗從而達(dá)到節(jié)能的目的。
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