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節能減排論文:鋼業節能進展討論

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節能減排論文:鋼業節能進展討論

本文作者:閆振武作者單位:太原鋼鐵(集團)有限公司

降低能源消耗的措施

1管理節能

1)改革管理模式

開展能源管理工作,首先應該有組織上和制度上的保證。參考國際、國內先進企業的經驗,建立適應本企業實際的能源管理模式,真正發揮能源管理的計劃、組織、協調和監督職能,達到對能源生產、供應、計量及二次能源分配與有效管理工序能耗的目的。

2)加強能源的基礎管理工作

1)深入對標、加強統計分析,研究主要生產工序的構成因素對能耗的影響,確定影響能耗的主次因素,選準對標目標,考察了解對標企業的工藝、裝備及能耗結構,根據工序能耗的差距進行系統研究,分析原因,訂出趕超措施。2)完善能源管理體系,節能是一項長期的戰略任務,涉及到生產的各個工序、所有過程。為此,要明確能源的三級節能管理網(即廠、科段、班組),實行“全員管理”,明確各級管理的職責范圍。3)加強能源的監測。節能監測可以快速診斷企業的用能狀況,找出明確的節能方向,節能監測能夠深入地了解和掌握各工序用能情況,找出耗能設備存在的問題,提高能源的利用率。以內配外委相結合,開展節能監測工作,其主要內容包括:①檢測、評價合理用能狀況;②對供能質量的監督、檢測;③節能產品的能耗指標抽查、驗證;④對用能產品的能耗及產品能耗有關的工藝、設備與技術性能檢測、評價。

2工藝與技術節能

1)煉鐵、燒結、焦化工序分別是鋼鐵生產的第一、二耗能大戶,占太鋼總能耗的50%,而煉鐵、燒結、焦化工序的主要耗能在固體燃料部分,因此,重點加大了鐵前系統的節能改造。煉鐵工序采取措施首先是精料,提高入爐礦品位,嚴格控制Si、S含量,實施合理的爐料結構。通過熱風爐低空燃比提高風溫以及富氧鼓風增加煤粉噴吹量,盡快達到190kg/t以降低入爐焦比,同時要穩定高爐操作,提高煤氣利用水平,增加TRT發電量等途徑來降低能耗。燒結工序應通過增加料層厚度,采用小球燒結及二次燃料分加技術,以及減少燒結機滑道磨損,調整機頭、機尾密封調整,減少臺車漏風,燒結礦顯熱利用和主抽風廢熱回收發電或制氣等措施來降低能耗。煉焦工序要通過開展經濟配煤工作,合理利用煤炭資源,應用焦爐煤調濕技術,穩定提高焦炭成焦率,減少焦炭燒損,抓緊余熱回收的實施,增加、完善干法熄焦裝置,來降低能耗和成本。2)大力發展連鑄,實現“三位一體”的全連鑄車間、全連鑄鋼廠,降低鋼鐵料消耗,優化煉鋼爐料結構(廢鋼/鐵水),采用與產品要求相適用的精煉裝置,淘汰小電爐,盡可能多地利用廢鋼。實施以“低溫快注”為主要內容的技術創新,實現爐機匹配,努力加強煉鋼和軋鋼工藝銜接,充分利用鐵水預處理和爐外精練技術,強化煤氣、蒸汽回收。進一步發展轉爐工序“負能煉鋼”技術,提高連鑄運行率,擴大適用鋼種,加強轉爐煤氣回收,設備維修,提高轉爐煤氣回收率,利用鋼渣顯熱預熱廢鋼鐵。3)軋鋼能耗占公司總能耗17%左右,軋鋼廠能耗中占比重大的為煤氣消耗。因此,在軋鋼廠要重點抓煤氣消耗的節能措施,采用脈沖燃燒技術、蓄熱式燃燒技術、煙氣余熱回收技術,對軋鋼廠加熱爐、退火爐進行節能技術改造,是降低軋鋼能耗的主要途徑。普遍采用一火成材;采用鑄坯熱送、熱裝,改進加熱爐,采用近終形連鑄(進一步降低壓縮比),有條件的車間采用控軋控冷技術,普遍采用連軋,淘汰二火成材軋機、橫列式軋機、疊軋薄板,提高成材率。具體講,優化加熱爐加熱曲線,低空燃比燃燒,最佳鋼坯出爐溫度選擇,熱裝、熱送和直接軋制,煙氣顯熱回收利用,退火工序連續化,以及蓄熱式加熱技術的應用等。4)優化資源配置,提高能源利用率。抓好轉爐煤氣回收工作,從工藝、設備及操作方面逐項、逐條落實并組織實施,使轉爐煤氣回收達到100m3/t,熱值7117.6~7536.2kJ/m3以上,盡快使轉爐工序達到負能煉鋼。充分利用高爐煤氣、焦爐煤氣、轉爐煤氣,抓好煤氣的平衡,搞高副產煤氣利用率,減少放散。為此,要積極開發高爐煤氣用戶,新建燃高爐煤氣鍋爐,合理調整軋鋼煤氣供應方式,降低高爐煤氣放散率,采用低熱值高爐煤氣為燃料的燃氣輪機。充分利用各種顯熱,特別是焦炭的顯熱。水系統實施給排水系統改造,將管網改造成分水質系統供水管網,充分發揮現有水系統改造的潛力,利用二級反滲透水取代低溫水水源;完善凈環水系統及冷水站系統改造,用凈環水取代生產設備使用的低溫水。降低噸鋼新水消耗,進入國內先進水平。變壓器經濟運行技術。主要是在確保變壓器安全運行及滿足供電量和供電質量基礎上,充分利用現有設備,更新耗能高的舊變壓器,通過擇優選取變壓器,采用最佳運行方式。

3淘汰落后產能

在不銹鋼系統改造過程中,太鋼將循環經濟理念融入新不銹鋼工程及配套項目建設中,采用國際最先進的技術,淘汰了4.3m焦爐,建成國際先進的節能環保型7.63m焦爐;淘汰舊燒結,建成450m2燒結機,配套煙氣高效除塵、脫硫、脫硝、去除二噁英的“四位一體”環保設施;淘汰小高爐,建成工藝技術先進、環保優良的4350m3高爐;停產拆除服役已久的6座20t電爐,建設一座90t超高功率煉鋼電爐,實現了焦爐、燒結機、高爐、電爐設備的大型、高效、節能、環保,使整個生產過程向高效、清潔的方向發展,贏得可持續發展。太鋼近年來主要高耗能設備的升級置換情況見表1。

實施循環經濟促進“兩型”企業建設

實施循環經濟應該以物質利用“減量化(re-duce)、廢棄物再資源化利用(reuse)和資源循環利用(recycle)”為原則。實現資源、能源的最有效利用,降低環境負荷.其目的是促進經濟、社會的可持續發展[11]。按照循環經濟的觀點,鋼鐵企業不僅是一個鋼鐵材料的生產單位,而是一個多種物資的生產多種產品的工業園,實施循環經濟存在著巨大潛力,發揮鋼廠的三項功能———鋼鐵產品制造、能源轉換和社會大宗廢棄物處理,消納功能是鋼鐵企業融入循環經濟社會的有效途徑。鋼鐵生產中的循環經濟就是使其物資(氣、液、固)應能達到零排放的理想狀態。對于太鋼來說循環水回收利用率已達到95%以上,主要任務是抓好廢渣、廢氣的綜合利用。具體思路及措施如下。

1高爐渣的綜合利用

高爐渣是太鋼數量最多的一種渣,總量達到220萬t左右。目前主要用水渣法處理,高爐渣作為低價值的建筑材料處理,甚至堆放成渣山。這種傳統的處理方法既浪費了高爐爐渣物資資源,同時還要消耗大量的水,并會產生H2S等污染氣體。今后考慮:1)高爐熱爐渣生產礦渣棉,礦渣棉具有質輕、保溫、隔聲、隔熱、防震等性能,可以加工成各種板、氈、管殼等制品;2)生產膨珠,膨珠質輕、面光、自然級配好,吸音、隔熱性能好,以它作骨料配制的輕質混凝土,性能良好,廣泛應用于建筑業,高爐渣生產膨珠,水耗僅為水渣的1/20~1/10,電耗為1/6。

2鋼渣的綜合利用

鋼渣數量僅次于高爐渣。鋼渣可分為轉爐鋼渣和電爐鋼渣,電爐鋼渣分為氧化渣和還原渣;按鋼渣性質又可分為堿性渣和酸性渣等。1)鋼渣可用作燒結劑。把鋼渣加工到小于10mm鋼渣粉,便可代替部分石灰石作燒結配料用。不僅回收了Ca、Mg、Mn、Fe等元素,降低了燃耗,而且提高了燒結機利用系數和燒結礦的質量。2)鋼渣用作高爐煉鐵熔劑。不僅可以回收鋼渣中的Fe,而且可以把CaO、MgO等作為助熔劑,節省大量石灰石、白云石資源,因且還可以節省大量熱能。3)作農肥和酸性土壤改良劑。鋼渣含Ca、Mg、Si、P等元素,當鋼渣中的P2O5超過4%時,可以磨細作為低磷肥使用。實踐表明,鋼渣磷肥可以用于酸性土壤與缺磷堿性土壤,也適于水田與旱地耕作,具有很好的增產效果。4)回收廢鋼。鋼渣一般含7%~10%廢鋼,加工磁選后,可回收其中90%的廢鋼。

3廢氣的處理方案

1)高爐煤氣綜合利用。高爐煤氣用于加熱爐、熱風爐以及發電鍋爐的燃氣,直接利用,實現零排放;可對高爐煤氣進行處理,除去CO2和部分N2,使煤氣中CO體積分數達到40%以上,熱值達到6280.2kJ/m3左右,用做城市煤氣;高爐煤氣提純CO,再配合焦爐煤氣提純氫氣,可以建廠制備甲醇等化工產品。2)電爐和轉爐煤氣的綜合利用。傳統的處理轉爐煤氣的方法是燃燒生產蒸汽。建議回收顯熱后進行CO提純,再配合焦爐煤氣提純氫氣,可以建廠制備甲醇等化工產品,具有巨大的回收價值。3)焦爐煤氣的分離氫氣。焦爐煤氣氫氣的體積分數達到55%~60%。可采用膜分離技術和變壓吸附分離技術分離氫。與高爐煤氣、轉爐煤氣提純的CO一起作為甲醇的原料。4)石灰窯廢氣回收CO2。可作化工原料合成多種無機和有機化工產品;用液體CO2作為原子反應堆的冷卻質。在低溫手術,低溫環境試驗,金屬零件冷縮配合等也經常用到CO2;CO2氣體已成為保存食品、蔬菜、果品和糧食的最佳氣體;超臨界狀態的CO2具有與液體相近的密度,而黏度只有液體的1%,擴散系數是液體的100倍,是很好的萃取劑,主要應用有:從果品、咖啡中提取出芳烴組分,從中草藥中提取有效成分或者從其他食品中除去有害組分等。此外,CO2與石油混溶,可以降低使用黏度,因此可以作為油田注入劑,提高采油率。總之,在推行循環經濟的過程中應該緊密結合太鋼的實際條件,充分論證其技術一經濟可行性,擇優先行。

結論

1)太鋼節能工作走在國內一些鋼鐵企業前面,主要能源消耗指標有明顯的進步,噸鋼綜合能耗由2005年的703kg/t降低到544kg/t,噸鋼新水消耗由2005年的7.18t/t下降到1.91t/t。但能源利用效率和效益與世界先進水平相比仍存在巨大差距,與國內鋼鐵企業先進相比,節能提效工作在思想觀念、政策引導和宏觀管理等方面也有待于進一步提高。因此應將節能納入太鋼“十二五規劃”可持續發展戰略的重要組成部分。2)節能降耗是實現企業效益、環保效益和社會效益最大化的一個最佳切入點。太鋼確定把能源、資源節約型的經濟增長方式和能源、資源節約作為企業基本對策。堅定落實“節能優先、結構多元、環境良好”的可持續能源戰略。制定并執行企業節能與環境保護的具體政策與措施。只有這樣,才可能更快得促使太鋼以及鋼鐵企業融入循環經濟社會中去,實現企業的可持續發展。

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