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煉鐵系統(tǒng)節(jié)能降耗的措施
摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，地球資源的減少，對(duì)各個(gè)行業(yè)都提出了比以前更高的要求，也帶來(lái)了更多的挑戰(zhàn)。然而對(duì)于高爐煉鐵的行業(yè)來(lái)說(shuō)，因?yàn)榈厍虻幕剂现饾u減少，導(dǎo)致了該行業(yè)沒(méi)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(dòng)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(kāi)放以來(lái)，中國(guó)的工業(yè)發(fā)展迅速，到2017年，中國(guó)生產(chǎn)粗鋼7323.13萬(wàn)噸、生鐵1667.84萬(wàn)噸，占世界鋼鐵總量的50%左右。從而可以看出我國(guó)鋼鐵行業(yè)還處于世界領(lǐng)先的地位，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(gè)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(shí),因?yàn)樵撓到y(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中還會(huì)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(dòng)力)介質(zhì)平衡,還影響到了企業(yè)保護(hù)環(huán)境工作的開(kāi)展[1]。
煉鐵工序能耗中包含動(dòng)力項(xiàng)、燃料項(xiàng)、回收項(xiàng)。動(dòng)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(dòng)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(duì)其也有很大的影響，抓好能源回收對(duì)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(duì)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(jí)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(kāi)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)和先進(jìn)的爐型結(jié)構(gòu);計(jì)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)等先進(jìn)的技術(shù)。同時(shí)還采用了裝煤除塵的環(huán)保技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)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。
三、高爐工序的節(jié)能措施
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年首，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(shì)[4]。對(duì)于出現(xiàn)原燃料的質(zhì)量問(wèn)題，專業(yè)的人員及時(shí)的向高爐反應(yīng)，最大限度地降低原燃料的質(zhì)量波動(dòng)對(duì)高爐產(chǎn)生的影響。
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(duì)的增加爐腹中CO濃度，對(duì)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?，?duì)風(fēng)溫的提高十分有利[5]。
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(lái)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(wèn)題，還可以適當(dāng)?shù)臏p少焦炭在冶煉的過(guò)程中對(duì)于環(huán)境造成的污染;二是因?yàn)楦呙罕鹊牟僮骶褪怯妹簛?lái)代替部分焦炭，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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(huì)隨著煤氣進(jìn)入料柱從而對(duì)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(shì)。
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。
四、加大二次能源的利用
1)加大對(duì)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(cuò)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?，增加壓差的發(fā)電量：高爐爐頂煤氣具有的壓力能及熱能，使煤氣通過(guò)透平膨脹機(jī)做功，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。
圖1首鋼2004-2008年噴煤比和燃料比變化趨勢(shì)
五、結(jié)束語(yǔ)
隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地球能源的消耗越來(lái)越大，而地球的能源儲(chǔ)備越來(lái)越少，從而導(dǎo)致各種能源的價(jià)格上升。鋼鐵行業(yè)作為能源消耗巨頭行業(yè)，在沒(méi)有新能源開(kāi)發(fā)出來(lái)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。
實(shí)時(shí)匯聚核
心行業(yè)動(dòng)態(tài)
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實(shí)時(shí)匯聚核心行業(yè)動(dòng)態(tài)
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