青鋼煉鐵降低工序能耗實(shí)踐

1、青鋼煉鐵降低工序能耗實(shí)踐 【摘 要】針對(duì)當(dāng)前鋼鐵市場(chǎng)形勢(shì)，青鋼煉鐵通過(guò)采用精料、優(yōu)化操作制度，提高煤比降低焦比等措施，使煉鐵工序能耗從2005年的524.1 kg標(biāo)煤/t降到2010年的418.61 kg標(biāo)煤/t，其中2009年6月份達(dá)到最低411.49標(biāo)煤/t?！娟P(guān)鍵詞】高爐 工序能耗 降耗措施1.前言隨著目前鋼鐵市場(chǎng)形勢(shì)變化，鋼鐵企業(yè)如何節(jié)能降耗、降本增效顯得尤為重要。煉鐵工序能耗在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)能耗中占有舉足輕重的地位，其工序能耗約占鋼鐵總工序能耗的70%。由于能耗高，也必然帶來(lái)環(huán)境污染嚴(yán)重（包括粉塵和 CO 、SO 、NO 等）。因此青鋼煉鐵公司通過(guò)學(xué)習(xí)先進(jìn)企業(yè)，結(jié)合自身特點(diǎn)和外圍情況，

2、不斷探索實(shí)踐，使多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不斷完善，其中2009年6月份工序能耗達(dá)411.49kg標(biāo)煤/t，2010年全年累計(jì)到4月工序能耗達(dá)418.61kg標(biāo)煤/t，比2008年降低30 kg標(biāo)煤/t，節(jié)能降耗工作取得了較好的效果。2.青鋼降低煉鐵工序能耗措施工序能耗是指鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的某一基本工序中，生產(chǎn)單位產(chǎn)品所消耗的能源總量，是衡量各工序能耗高低的重要指標(biāo)。2010年4月份工序能耗結(jié)構(gòu)情況見(jiàn)表1。表1 2010年4月份煉鐵工序能耗結(jié)構(gòu)情況燃料消耗 動(dòng)力消耗 能源回收 工序能耗 焦炭 煤粉 焦丁 電 氧氣 新水 煤氣 TRT 單耗kg/t 311.01 118.54 38.84 16.08 3.6

3、4 0.153 65.67 2.66 419.93比例% 74.06 28.23 9.25 3.83 0.87 0.036 15.64 0.63 100.00從表1可以看出，燃料消耗在煉鐵整個(gè)工序能耗中占絕大比例；所以，降低煉鐵工序能耗，首先要想方設(shè)法降低燃料消耗，特別是要提高煤比降低焦比。青鋼煉鐵自2004年高爐噴煤工程建成投產(chǎn)以后，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步、改進(jìn)設(shè)備和科學(xué)管理，并積極參加國(guó)內(nèi)同行業(yè)的技術(shù)指標(biāo)對(duì)標(biāo)，取得了較好的成績(jī)，2005年以來(lái)的青鋼煉鐵工序能耗情況見(jiàn)表2表2 2005年以來(lái)青鋼煉鐵工序能耗情況年份2005年2006年2007年2008年2009年2010年工序能耗kg/t524.14

4、51.6448.8446.6416.9418.61 備注：2010年累計(jì)到4月份表3 2009年06月煉鐵工序能耗結(jié)構(gòu)情況燃料消耗 動(dòng)力消耗 能源回收 工序能耗 焦炭 煤粉 焦丁 電 氧氣 新水 煤氣 TRT 單耗kg/t 308.55 128.62 24.78 15.88 3.5 0.17 67.62 2.39 411.49比例% 74.98 31.26 6.02 3.86 0.85 0.04 16.43 0.58 100.00由表2、表3可以看出，2010年工序能耗比2005年降低了105.5 kg標(biāo)煤/t，有效地降低了焦炭的消耗。2.1 降低燃料比燃料比是指冶煉1t生鐵消耗的焦炭和噴吹煤

5、粉的總和。青鋼高爐燃料消耗占噸鐵能耗約112%，節(jié)能的重點(diǎn)在于節(jié)約燃料消耗。降低焦比和燃料比，不僅直接降低了高爐的燃料消耗，同時(shí)降低了高爐的鼓風(fēng)電耗。2.1.1 高風(fēng)溫 通過(guò)熱風(fēng)帶入高爐的熱量大約占高溫區(qū)熱收入的16%，提高熱風(fēng)溫度是降低燃料消耗的最直接，最廉價(jià)的技術(shù)措施。高風(fēng)溫的實(shí)現(xiàn)要解決三個(gè)問(wèn)題：一是高風(fēng)溫的供給；二是避免熱風(fēng)爐爐殼出現(xiàn)晶間應(yīng)力腐蝕；三是熱風(fēng)爐壽命要達(dá)到2025年1。 自2005年以來(lái)，青鋼通過(guò)新建高爐、大修高爐逐步將原來(lái)的內(nèi)燃式熱風(fēng)爐改造為頂燃式熱風(fēng)爐，對(duì)隔墻短路、拱頂渣化的熱風(fēng)爐進(jìn)行搶修，熱風(fēng)爐的蓄熱室格子磚改原來(lái)的七孔格子磚為十九孔格子磚，等技術(shù)措施，提高熱風(fēng)溫度降低

6、焦比；解決熱風(fēng)溫度提高后熱風(fēng)管道過(guò)熱、膨脹節(jié)漏氣、破裂等問(wèn)題保障高風(fēng)溫的送出。同時(shí)高爐采用全關(guān)冷風(fēng)大閘的方式將送出的熱風(fēng)能量全部利用，現(xiàn)平均熱風(fēng)溫度達(dá)到1144，扣除即將大修的4#高爐，其余高爐平均熱風(fēng)溫度可達(dá)到1158，燃料消耗占噸鐵能耗從08年的112.35%降低到10年111.54%，工序總能耗降低約28 kg標(biāo)煤/t。表4 自2006年以來(lái)青鋼熱風(fēng)溫度情況（）時(shí)間06年07年08年09年10年風(fēng)溫10581095103611191130 備注：2008年4#高爐熱風(fēng)爐爐役后期，影響熱風(fēng)溫度比較大，08年給4# 新建一座熱風(fēng)爐。2.1.2 提高煤比 噴煤是高爐系統(tǒng)優(yōu)化的核心。2004年1

7、1月青鋼噴煤工程一期竣工投產(chǎn)，高爐開(kāi)始噴煤之后，高爐焦比大幅下降，煤比迅速提高，但由于諸多方面的原因，2005年至2008年高爐煤比在130kg/t水平停滯不前。進(jìn)入2009年后，由于原燃料質(zhì)量改善，富氧率提高，高爐操作改進(jìn)，煤比逐步提高，現(xiàn)基本達(dá)到170kg/t水平，燃料比同時(shí)降到525kg/t水平，邁入國(guó)內(nèi)同類高爐先進(jìn)行列。2010年高爐燃燃料比和工序能耗情況見(jiàn)表5.表5 2009年青鋼高爐燃料比和工序能耗情況表(單位: kg/t)月份焦比煤比小焦塊燃料比工序能耗1月325.63156.8241.07523.52417.192月326.42158.3144.01528.74421.033月

8、322.64157.1843.86523.68416.064月327.31156.1845.6529.09417.2合計(jì)325.5157.1243.64526.26418.612.1.3 添加煤粉助燃劑 生產(chǎn)實(shí)踐證明，隨著高爐噴煤量的增加，風(fēng)口前煤粉的燃燒率有逐漸下降的趨勢(shì)，對(duì)煤粉的充分利用不利，同時(shí)還會(huì)影響高爐的順行。青鋼煉鐵根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，2009年10月-12月在煤粉中添加煤粉助燃劑以提高煤粉的燃燒率，提高煤粉置換比，降低焦比。表6 青鋼添加煤粉助燃劑試驗(yàn)結(jié)果（kg/t）煤比焦比焦丁比燃料比綜合焦比校正5#基準(zhǔn)期173.8297.8650.31521.97474.63實(shí)驗(yàn)期172.2291

9、.8944.95509.04463.36對(duì)比-1.6-5.97-5.36-12.93-11.27-8.616#基準(zhǔn)期174.86303.7747.55526.18479.32實(shí)驗(yàn)期172.1299.3344.22515.65470.18對(duì)比-2.76-4.44-3.33-10.53-9.145.82由表6可知，煤粉添加助燃劑后，在保持煤比基本不變的情況下，焦比有非常明顯的降低，5#、6#高爐平均降低5.21 kg/t，扣除其他因素的影響，綜合焦比平均降低7.22 kg/t。2.1.4 焦炭添加焦炭改性劑 在當(dāng)前高爐噴煤比達(dá)到一定水平，焦比降低也到一定瓶頸時(shí)，尋求新的降低焦比方法就顯得非常迫切，

10、青鋼煉鐵通過(guò)外出參觀學(xué)習(xí)，與高校交流等途徑，決定進(jìn)行在焦炭上噴灑焦炭改性劑試驗(yàn)室試驗(yàn)，主要是通過(guò)噴灑焦炭改性劑來(lái)降低焦炭反應(yīng)性（CRI）、提高焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度（CSR）達(dá)到降低焦比的目的。2.2 做好精料工作 原燃料質(zhì)量穩(wěn)定是高爐穩(wěn)定順行的保障，精料是降低煉鐵工序能耗的物質(zhì)基礎(chǔ)。2.2.1 減少入爐原料粉末 青鋼煉鐵根據(jù)自2007進(jìn)口塊礦粉末增多的問(wèn)題，新建塊礦與篩分系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)入爐塊礦的預(yù)篩分；增建原料轉(zhuǎn)運(yùn)站燒結(jié)預(yù)篩分系統(tǒng)，并加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)管理；同時(shí)加強(qiáng)槽下篩分管理，通過(guò)采取用雙層棒條自清理機(jī)燒篩代替原有的梳齒篩等設(shè)備改造，以及采用控制料流、及時(shí)清理篩面等措施降低入爐粉末，目前高爐入爐粉末基本控

11、制在34%左右。2.2.2 減少入爐焦炭粉末青鋼煉鐵高爐生產(chǎn)多年來(lái)深受焦炭水份波動(dòng)大、焦炭粉末多的影響，尤其是在焦炭質(zhì)量不好及下雨、雪天氣情況下。為解決此問(wèn)題于2008年在高爐槽下投入使用焦炭烘干工程，利用熱風(fēng)爐廢氣對(duì)料倉(cāng)內(nèi)的焦炭進(jìn)行預(yù)烘干，不但降低了焦炭的含水量，還能保持焦炭水分的穩(wěn)定性，減少焦炭水分波動(dòng)對(duì)爐況的不利影響，使焦炭水分降低約5%，且焦炭水分穩(wěn)定，特別是雨季時(shí)效果更加明顯，焦炭粉末降低3%以上，保證了高爐順行。2.3 優(yōu)化高爐操作制度，提高煤氣利用率青鋼每座高爐根據(jù)各自爐型設(shè)計(jì)特點(diǎn)，不斷探索優(yōu)化高爐操作制度。裝料制度上先后經(jīng)歷正同裝，大礦批分裝到當(dāng)前的大中礦批分裝。送風(fēng)制度上，風(fēng)

12、口的長(zhǎng)度由230mm到280mm，直到當(dāng)前的以310mm為主，少數(shù)330mm為輔的格局，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速145m/s左右，選擇較大的鼓風(fēng)動(dòng)能，優(yōu)化爐缸初始煤氣流分布，控制合理的冶煉強(qiáng)度，從而不斷提高爐況順行、穩(wěn)定水平，提高煤氣利用率。在熱制度上以渣鐵物理溫度為主要參考標(biāo)準(zhǔn)，控制硅偏差，推行低硅冶煉，精心操作。在造渣制度上，提高爐渣三元堿度，降低二元堿度，控制爐渣MgO/Al2O30.66水平。2.4 提高TRT回收效率高爐TRT裝置，是利用高爐爐頂煤氣壓力驅(qū)動(dòng)汽輪膨脹機(jī)膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的能量回收機(jī)組，實(shí)際上是回收了原來(lái)在減壓閥門中白白浪費(fèi)的能量。自2007年年底開(kāi)始到2008年4月中旬，青鋼6

13、座高爐先后配備了3套共用型TRT裝置，通過(guò)高頂壓操作，青鋼高爐TRT裝置噸鐵發(fā)電量21kWh，可降低工序能耗2.47kg/t。由于調(diào)壓閥組不嚴(yán)密，風(fēng)機(jī)、管道閥門系統(tǒng)壓力等方面的問(wèn)題，青鋼高爐TRT裝置發(fā)電量仍待繼續(xù)提高。2.5 提高煤氣回收量，降低煤氣消耗 由于青鋼煤氣系統(tǒng)管理和計(jì)量上面的先天不足，煉鐵工序外煤氣用戶的使用總量即為煉鐵工序的煤氣回收量，這一管理思路使煉鐵工序的能源回收量減少很多。青鋼缺乏高熱值煤氣，在煤氣用戶采用蓄熱式燃燒方式，在高爐燃料比下降噸鐵煤氣量大幅減少的情況下，再上技改項(xiàng)目煤氣供應(yīng)量已顯不足。高爐工序通過(guò)改善計(jì)量，改變熱風(fēng)爐形式，優(yōu)化熱工制度、余熱回收等形式提高熱效率

14、，減少煤氣消耗，同時(shí)通過(guò)監(jiān)督煤氣計(jì)量等形式提高煤氣回收量。2005年以來(lái)青鋼高爐噸鐵煤氣回收量見(jiàn)表7.表7 2005年以來(lái)青鋼高爐噸鐵煤氣回收量年份2005年2006年2007年2008年2009年煤氣回收量m3/t484.00547.90556.52630.70636.82.6 加強(qiáng)能源管理，減少動(dòng)力消耗 高爐鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐助燃風(fēng)機(jī)、除塵風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)等設(shè)備是煉鐵工序用電的主要設(shè)備，通過(guò)制訂消耗定額，配套相應(yīng)考核管理辦法，降低耗用電量。爐前水力沖渣，循環(huán)水泵房是煉鐵工序主要用水點(diǎn)，通過(guò)按水質(zhì)串級(jí)使用，引廠內(nèi)工業(yè)和生活廢水補(bǔ)充沖渣水，水平衡測(cè)試制訂消耗定額，配套相應(yīng)考核管理辦法，降低新水耗用量。對(duì)于氧氣、氮?dú)?、壓縮空氣、蒸汽等能源介質(zhì)主要是合理使用，減少跑冒滴漏等。青鋼還大力宣傳節(jié)能降耗，降成本的重要性和迫切性，鼓勵(lì)各崗位職工以合理化建議、自主管理等多種形式參與節(jié)能降耗。3.結(jié)語(yǔ)3.1 高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定順行是降低高爐工序能耗的基礎(chǔ)，必須繼續(xù)做好精料工作，維護(hù)好設(shè)備，穩(wěn)定和提高高爐的穩(wěn)定順行水平。3.2 高風(fēng)溫，大噴煤，能源回收是降低工序能耗的主要措施。3.3 跟蹤國(guó)內(nèi)同行先進(jìn)指標(biāo)，對(duì)