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2017年中鋼協(xié)高爐煉鐵系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀及節(jié)能潛力分析

時間:2019-04-08 11:00來源:中國金屬學(xué)會 作者:王維興 點擊:
2017年中鋼協(xié)會員單位統(tǒng)計中的煉鐵企業(yè)有90個單位,產(chǎn)鐵62151.43萬噸,比上年增長2.15%,其鐵產(chǎn)量占全國87.44%;與上年同期相比,統(tǒng)計增加了9個單位,但濟南鋼鐵、珠?;浽XS和灤縣金
  • 2017年中鋼協(xié)會員單位統(tǒng)計中的煉鐵企業(yè)有90個單位,產(chǎn)鐵62151.43萬噸,比上年增長2.15%,其鐵產(chǎn)量占全國87.44%;與上年同期相比,統(tǒng)計增加了9個單位,但濟南鋼鐵、珠?;浽XS和灤縣金馬等企業(yè)無相關(guān)數(shù)據(jù)。

    1  2017年煉鐵系統(tǒng)能耗情況

    blob.png

    1.1  高爐煉鐵工序能耗情況

    2017年中鋼協(xié)會員單位煉鐵工序能耗為390.75kgce/t,比上年升高0.12kgce/t。工序能耗較低的企業(yè)是: 重鋼282.61gce/t,漣鋼331.33gce/t,新冶鋼357.06kgce/t,安鋼354.21kgce/t,沙鋼361.42kgce/t, 凌鋼369.12kgce/t, 川威369.16kgce/t,新余370.39kgce/t,三鋼372.91kgce/t,方大特鋼374.06kgce/t, 萍鄉(xiāng)374.43gce/t,本鋼集團376.22kgce/t,太鋼378.96kgce/t,武鋼379.28kgce/t,珠?;涗?80.24kgce/t。 企業(yè)煉鐵工序能耗最高值達434.58kgce/t.。

    2016年煉鐵工序能耗較低的高爐有:寶鋼4747m3高爐工序能耗364kgce/t,京唐1號工序能耗365kgce/t,太鋼6號4350m3高爐374kgce/t,湛江2號5050m3高爐375kgce/t,漣源3200m3高爐325kgce/t,鞍鋼3號3200m3高爐360kgce/t,馬鋼B號4000m3高爐371kgce/t,萊鋼3200m3高爐和包鋼4150m3高爐均是372kgce/t等。

    目前,企業(yè)之間統(tǒng)計的煉鐵工序能耗上存在較大誤差。焦比在煉鐵工序能耗數(shù)據(jù)中約占60%,煤比約占17%,煤氣消耗占12%,高爐鼓風(fēng)約5%。高爐煉鐵所需的熱量有78%來自碳素燃燒,有19%有熱風(fēng)提供,3%是爐料化學(xué)熱。所以說,燃料比的變化對工序能耗的影響是起決定性的作用,熱風(fēng)溫度的高低有較大影響。

    燃料比低是工序能耗低的保證。2017年煉鐵燃料比較低的企業(yè)有:武鋼2200m3高爐499.83kg/t,武鋼3800m3高爐504.49kg/t,韶鋼3200 m3高爐498.31kg/t,武鋼3200m3高爐509.80kg/t,青鋼1800高爐503.94kg/t,鞍鋼3200m3高爐493.72kg/t,衢州元立1068m3高爐495.76kg/t等,三明1050m3高爐502.63kg/t,萊蕪3200m3高爐508.58kg/t。

    個別企業(yè)燃料比排在行業(yè)第45名之后,但煉鐵工序能耗值卻在前列,讓人質(zhì)疑。在統(tǒng)計中有7個企業(yè)出現(xiàn),焦比、煤比、燃料比升高,工序能耗還出現(xiàn)下降較大;有6企業(yè)燃料比下降,反而工序能耗上升;有15企業(yè)燃料比變化與序能耗變化幅度不相適應(yīng)??赡艽嬖诮y(tǒng)計上的問題。有20個企業(yè)統(tǒng)計的燃料比中不含小塊焦;一些使用低品位礦石的高爐,燃料比和煉鐵工序能耗應(yīng)是比較高,但出現(xiàn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)偏低的現(xiàn)象。希望企業(yè)認(rèn)真貫徹國家標(biāo)準(zhǔn)GB50632-2010《鋼鐵企業(yè)節(jié)能設(shè)計規(guī)范》中的煉鐵工序能耗計算公式、各能源介質(zhì)折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)。部分企業(yè)數(shù)據(jù)之間疑問(燃料比變化數(shù)值與工序能耗數(shù)值變化不對應(yīng))部分企業(yè)情況見表2。

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    目前,我國高爐煉鐵指標(biāo)中與國際先進水平相比,差距最大的地方是,熱風(fēng)溫度偏低,差80-100℃.企業(yè)應(yīng)盡快扭轉(zhuǎn)這種局面,促進高爐工序節(jié)能。

    據(jù)統(tǒng)計,2017年中鋼協(xié)會員單位煉鐵工序能耗有39個單位得到下降,下降幅度較大的企業(yè)有:鹽城聯(lián)鑫下降6.07%,新疆八一下降5.87%,天鐵下降4.35%,衡管下降4.26%,唐山春興下降3.22%,長治下降3.37%,凌源下降2.90%,沙鋼下降2.51%,唐山瑞豐下降2.12%,柳鋼下降2.11%,包鋼下降2.08%等;但有38個企業(yè)煉鐵工序能耗在上升,上升最高的企業(yè)幅度達9.85%。

    2017年全國鋼鐵行業(yè)已近800臺TRT裝置,配備率已在95%。煤氣干法除塵(已有600多套,可提高發(fā)電能力30%)可實現(xiàn)噸鐵發(fā)電45度的業(yè)績,濕法除塵的發(fā)電量也應(yīng)在32度左右。但目前TRT平均發(fā)電量在32度左右,有三分之一的發(fā)電能力沒有發(fā)揮出來,相關(guān)企業(yè)要在努力提高TRT裝置的工作能力。

    1.2  燒結(jié)工序能耗情況

    2017年中鋼協(xié)會員單位燒結(jié)工序能耗為48.50kgce/t,比上年下降0.03kgce/t;燒結(jié)工序能耗較低的企業(yè)是:寶集八一38.39gce/t,萍鄉(xiāng)39.57kgce/t,安陽42.40kgce/t,敬業(yè)42.59kgce/t, 中信泰富43.14kgce/t,長治43.66kgce/t, 新余43.31kgce/t,北京建龍43.39kgce/t,沙鋼43.71kgce/t, 攀鋼43.93kgce/t,太鋼44.57kgce/t,湘鋼44.75kgce/t,水鋼44.96kgce/t,宣鋼44.98kgce/t,韶鋼46.65kgce/t,珠?;涗?7.12kgce/t,淮鋼47.27kgce/t, 能耗最高值企業(yè)達58.14kgce/t。

    據(jù)統(tǒng)計,2017年中鋼協(xié)會員單位中有38個單位燒結(jié)工序能耗得到降低,能耗降低較多的企業(yè)有:水鋼降13.59%,長治降10.53%,東北特鋼降10.37%,太鋼降7.89%,新冶鋼降7.44%,冷水江降4.88%,銅陵富鑫降4.25%,衡管降3.66%等。

    2017年有32個企業(yè)燒結(jié)工序能耗比上年有所增加。

    1.3  焦化工序能耗現(xiàn)狀

    中鋼協(xié)會員單位統(tǒng)計中有37個單位有焦化生產(chǎn)指標(biāo),其焦炭產(chǎn)量僅占全國產(chǎn)量的26.17%;2017年中鋼協(xié)會員單位統(tǒng)計的焦化工序能耗有41個單位,所以說,統(tǒng)計的焦化工序能耗已不能代表焦化行業(yè)的實際情況了。2017年中鋼協(xié)焦化工序能耗為99.67kgce/t,比上年升高2.51kgce/t。能耗指標(biāo)較好的企業(yè)是:鞍鋼60.83kgce/t,新余73.00kgce/t,三鋼75.07kgce/t,沙鋼83.62kgce/t,武鋼89.17kgce/t,方大特鋼89.30kgce/t,鄂鋼89.90kgce/t, 新冶鋼90.93kgce/t,韶鋼91.70kgce/t,中信泰富99.13kgce/t寶武鋼集團100.02kgce/t,包鋼100.97kgce/t,企業(yè)能耗最高值達137.66kgce/t。據(jù)統(tǒng)計,2017年有14個企業(yè)焦化工序能耗得到下降,下降幅度較大的企業(yè)有:鄂鋼下降20.19%,新余下降19.34%,邯鋼下降7.79%,宣鋼下降6.84%等;但16個企業(yè)焦化工序能耗在上升,升幅最高的企業(yè)達82.48%。

    焦化工序能耗中扣除煤消耗以外,消耗最高的是焦?fàn)t或高爐煤氣,占能耗的10%左右。煤氣消耗量與結(jié)焦時間、熱工制度的穩(wěn)定有關(guān)。這方面企業(yè)之間的差異不大。

    正常的焦化工序能耗值應(yīng)為150 kgce/t左右,現(xiàn)焦化工序能耗數(shù)值偏低的原因是,一些企業(yè)沒有把化產(chǎn)品的能耗統(tǒng)計在內(nèi),有CDQ裝置的企業(yè)焦化工序能耗要低一些,但企業(yè)之間CDQ回收能源水平有較大差距,我們希望建設(shè)高溫、高壓的CDQ裝置,可多回收能量15%左右。

    焦?fàn)t上升管煤氣余熱的顯熱,僅次于CDQ回收的能量(占煉焦工序用能的37%)。該技術(shù)還在不斷完善提高。有一些企業(yè)焦?fàn)t建成了焦?fàn)t上升管煤氣余熱裝置。該技術(shù)已進入推廣階段 

    2  煉鐵系統(tǒng)節(jié)能潛力分析

    國家標(biāo)準(zhǔn)GB21256-2013<粗鋼生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能源消耗限額》指出現(xiàn)有粗鋼生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能耗限定值見表3。

    blob.png

    說明:

    (1)尚未配置脫硫裝置的數(shù)據(jù)工序,其能耗指標(biāo)減少2kgce/t,即53kgce/t。

    (2)燒結(jié)原料中稀土礦、釩鈦磁鐵礦氧量每加1%,燒結(jié)工序能耗限定值在表1的基礎(chǔ)上增加0.15kgce/t;高爐入爐原料中稀土礦、釩鈦磁鐵礦氧量每加1%,高爐工序能耗限定值在表1的基礎(chǔ)上增加0.3kgce/t。

    新建和改擴建粗鋼生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能耗限定值見表4。

    blob.png

    說明:

    (1)尚未配置脫硫裝置的數(shù)據(jù)工序,其能耗指標(biāo)減少2kgce/t,即53kgce/t。

    (2)燒結(jié)原料中稀土礦、釩鈦磁鐵礦氧量每加1%,燒結(jié)工序能耗限定值在表2的基礎(chǔ)上增加0.15kgce/t;高爐入爐原料中稀土礦、釩鈦磁鐵礦氧量每加1%,高爐工序能耗限定值在表1的基礎(chǔ)上增加0.3kgce/t。

    據(jù)統(tǒng)計,2017年中鋼協(xié)會員單位中,燒結(jié)有1個單位沒有達到表1的要求,有22個單位沒有達到表2的要求;高爐工序有33單位工序能耗大于400kgce/t。目前,只有少數(shù)高爐工序能耗低于370kgce/t。

    這表明,鋼鐵企業(yè)煉鐵系統(tǒng)節(jié)能尚有一定的潛力。

    2.1  燒結(jié)工序節(jié)能潛力分析

    燒結(jié)工序能耗中,固體燃耗約占80%,電力約占13%,點火燃耗約占6.5%,其它約為0.5%.所以說,降低固體燃耗是燒結(jié)節(jié)能工作的重點,還有提高燒結(jié)工序余熱回收利用水平等。但 出現(xiàn)有13個企業(yè)燒結(jié)固體燃耗數(shù)值增減量與燒結(jié)工序能耗變化值不能對應(yīng)的現(xiàn)象,值得深思探討。

    2017年燒結(jié)固體燃耗較低的企業(yè)有:達鋼33.07kg/t,申特42.93kg/t,新冶鋼44.49kg/t,唐鋼44.74g/t, 國義43.75kg/t,青鋼45.92kg/t,德龍46.77kg/t,方大特鋼47.45kg/t,湘鋼和圣戈班均是47.60kg/t,kg/t,東北特鋼47.65kg/t,國豐47.69kg/t,青鋼48.48kg/t,萍鋼48.57kg/t等。一些企業(yè)報出的燒結(jié)工序能耗數(shù)值與固體燃耗數(shù)值有不對應(yīng)的現(xiàn)象。

    固體燃耗低是,有企業(yè)之間燒結(jié)配加含碳量較高的高爐除塵灰比例不同和軋鋼氧化鐵皮配比的不同影響,可促進燒結(jié)固體燃耗的降低。進行熱風(fēng)燒結(jié)和燒結(jié)余熱回收等措施,也可促進燒結(jié)工序能耗降低。

    2.1.1  燒結(jié)礦余熱回收技術(shù)  

    用熱空氣冷卻熱燃結(jié)礦(燒結(jié)設(shè)計規(guī)范要求生產(chǎn)冷燒結(jié)礦),高溫空氣使鍋爐產(chǎn)生高壓和中壓蒸汽,再進行發(fā)電;高溫空氣可以用于熱風(fēng)燒結(jié),可使燒結(jié)工序能耗降低10kgce/t。對于300m2燒結(jié)機可配置12500Kw的電站,蒸汽壓力4Kpa,,溫度在425℃,提高發(fā)電效率。

    2.1.2  燒結(jié)質(zhì)量變化對高爐的影響

    燒結(jié)礦含鐵品位波動由±1.0%降到±0.5%,高爐系數(shù)升高2%,燃料比降1.0%。

    堿度波動由±1.0降到±0.05,高爐系數(shù)波動2.5%,燃料比波動1.3%。(使用100%燒結(jié)礦)

    燒結(jié)礦堿度降低0.1(在降低為<1.85時),焦比升高3.0%-3.5%,產(chǎn)量下降3.0%-3.5%。

    FeO含量波動±1.0%,高爐燃料比波動1%-1.5%,產(chǎn)量波動1.0%-1.5%。日本和寶鋼FeO含量在6.0~6.5%。FeO與SiO2的混合物是低熔點物質(zhì),使高爐軟熔帶變寬,爐料透氣性降低。

    燒結(jié)中<5mm每升高1%,高爐燃料比升高0.5%,產(chǎn)量下降0.5%~1.0%。

    燒結(jié)礦RDI+3.15≤72%時,燒結(jié)低溫還原粉化率RDI+3.15升高10%,高爐煤氣利用率下降0.5%,影響燃料比1.655%和鐵產(chǎn)量5.64%。

    2.1.3  燒結(jié)質(zhì)量變化對生產(chǎn)指標(biāo)影響

    燒結(jié)礦中TiO2>0.5%,Al2O3 >2.2%時,一般燒結(jié)礦低溫還原粉化率RDI會大幅度升高。

    燒結(jié)配碳增加1%,會使FeO含量升高1%-2%.

    小球燒結(jié)、燃料分加、厚料層(650mm左右),可減少料消耗15~20Kg/t,降低燒結(jié)工序能耗5Kg/t,還可提高燒結(jié)質(zhì)量。

    燒結(jié)料層每提高10mm,氣壓升高16pa,風(fēng)量下降12.8m3/t,配碳下降0.1kg/t燒,工序能耗下降0.11kgce/t,煤氣消耗下降0.064m3/t;成品礦FeO含量下降0.06%~0.5%;轉(zhuǎn)鼓強度提高0.23%。

    (1)厚料層燒結(jié)是指采用較高的料層進行燒結(jié)。厚料層燒結(jié)的自動蓄熱作用可以減少燃料用量,使燒結(jié)料層的氧化氣氛加強,燒結(jié)礦中FeO的含量降低,還原性變好。少加燃料又能大量形成以針狀鐵酸鈣為主要粘結(jié)相的高強度燒結(jié)礦,使燒結(jié)礦強度變好。此外,由于是厚料層燒結(jié),難以燒好的表層燒結(jié)礦數(shù)量減少,成品率提高。國內(nèi)某燒結(jié)機改造,料層厚度由500mm提高至600mm后,每噸成品燒結(jié)礦工序能耗降低1.15kgce,轉(zhuǎn)鼓強度提高2.5%,燒結(jié)礦平均粒度提高2mm,成品率上升1.4%,返礦量降低23.8%,F(xiàn)eO降低0.58%。我國大中型燒結(jié)機2004年平均料層厚度為624.2mm,以燒結(jié)鐵粉礦為主平均為644.7mm,以燒結(jié)鐵精礦為主平均為572.1mm。最高為729mm。而2003年以燒結(jié)鐵粉礦為主平均僅為628.2mm,以燒結(jié)鐵精礦為主僅557.4mm,最高為675mm。因此,大中型燒結(jié)機的料層厚度(包括鋪底料厚度),以鐵精礦為主,采用小球燒結(jié)法時宜等于或大于580mm,以鐵粉礦為主宜等于或大于650mm。

    (2)要控制冷、熱返礦的粒度:燒結(jié)熱礦篩與整粒篩分最后一段篩的篩孔一般都為5mm,磨損快,設(shè)計應(yīng)規(guī)定定期更換篩板。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗,振動篩篩孔每小1mm,燒結(jié)成品量可提高5~6%,大量節(jié)約能耗。

    燒結(jié)尾礦在600~800℃,進行余熱回收,可降工序能耗10Kgce/t。馬鋼、濟鋼、已投入生產(chǎn)。

    對燒結(jié)機廢氣進行回收利用(其熱值占燒結(jié)總能耗10%~20%),特別是1~5風(fēng)箱廢氣溫度高,用于熱風(fēng)燒結(jié)。寶鋼、南鋼等企業(yè)已運行,降燃耗10%。100℃熱風(fēng),降燃耗5%。這部分廢氣中含SO2量較低,可以不用進行煙氣脫硫,進而降低脫硫設(shè)備投資和運行費。

    使用催化助燃劑(或添加劑)可使燒結(jié)降低固體燃耗13%,增產(chǎn)5%。

    燒結(jié)機漏風(fēng)減少10%,節(jié)電2度/t,減少燒結(jié)礦殘?zhí)紦p失。

    減少燒結(jié)固體燃耗的辦法:

    生石灰活性度每提高10ml,可降低燃耗1.5Kg/t,提高產(chǎn)量1%。

    合理配礦:少用赤鐵礦和石灰石,配加鋼渣。焦粉粒度0.5~3.0mm。

    提高料溫:每提高10℃,燃耗減少2Kg/t,提高一、二混溫度。

    強化制粒:改善料層透氣性,增加料層厚度?;旌虾蠡旌狭系膲嚎s率要大于15%。

    提高成品率,減少返礦:返礦減少1.5%~3%,節(jié)焦粉0.6Kg/t。

    偏析布料、雙層配碳燒結(jié):使大顆粒料布在下層、燃料在上層。

    固體燃料分加:一次混合加20~30%的細(xì)焦粉,其余在二混。

    熱返礦量在<30%,固體燃耗降10.4Kg/t。

    FeO含量降低0.22%~0.5%。

    配加軋鋼氧化鐵皮1Kg/t,可節(jié)燃耗0.2Kg/t。

    配加5%左右鋼渣,可降低固體燃耗3Kg/t。

    燒結(jié)余熱鍋爐(在點火器之后)進行蒸汽回收,可節(jié)能2.5Kg/t。

    降低點火熱耗:控制點火負(fù)壓,降燃耗6~12%,降能耗5~6%。采用節(jié)能型點火爐(帶狀火焰、熱風(fēng))

    低溫?zé)Y(jié):燒結(jié)溫度由1300℃降至1150~1250℃,可降低固體燃耗7%~8%。

    燒結(jié)煙氣進行選擇性循環(huán),寧波鋼鐵公司燒結(jié)工序節(jié)能2,58kgce/t燒,減少廢氣排放30%。

    降低燒結(jié)礦中FeO含量:FeO含量升高1%,能耗上升0.68Kgce/t,高爐燃料比也會升高1%~1.5%。

    節(jié)約氣體燃料消耗技術(shù):雙斜式點火器,ML型幕式點火器,對煤氣、空氣雙預(yù)熱。

    2.1.4  新型節(jié)能點火保溫爐應(yīng)具備如下特點

    (1)點火段采用直接點火,燒咀火焰適中,燃燒完全,高效低耗;

    (2) 點火爐高溫火焰帶寬適中,溫度均勻,高溫持續(xù)時間能與燒結(jié)機速匹配,燒結(jié)表層點火質(zhì)量好;

    (3)耐火材料采用耐熱錨固件結(jié)構(gòu)組成整體的復(fù)合耐火內(nèi)襯,砌體嚴(yán)密,散熱少,壽命長;

    (4)點火爐的燒咀不易堵塞,作業(yè)率高;

    (5)點火爐的燃燒煙氣有比較合適的含氧量,能滿足燒結(jié)工藝的要求;

    (6)采用高熱值煤氣與低熱值煤氣配合使用時可分別進入燒咀混合的兩用型燒咀,煤氣壓力波動時不影響點火爐自動控制,節(jié)約了煤氣混合站的投資;

    (7)施工方便,操作簡單安全。

    節(jié)電技術(shù):燒結(jié)主風(fēng)機和除塵風(fēng)機采用變頻調(diào)速技術(shù),可降低電耗約5%-10%。

    2.2  高爐工序節(jié)能潛力分析

    高爐煉鐵用能有78%來自燃料燃燒,19%是由熱風(fēng)提供的。因此,降低煉鐵工序能耗工作的重點是努力降低煉鐵燃料比,以及提高熱風(fēng)溫度等。某企業(yè)高爐煉鐵能源消耗:焦炭消耗占58.67%,煤粉占17.1%,熱風(fēng)爐消耗煤氣占約11.5%,高爐鼓風(fēng)占4.67%,氮氣消耗占3.78%,氧氣消耗占2.69%,電耗占0.88%。

    理論上,鐵礦石還原需要熱量9-11GJ/t鐵,因此,個別高爐出現(xiàn)燃料比或工序能耗數(shù)據(jù)過低的現(xiàn)象,是不科學(xué)的。

    2.2.1  煉鐵余能回收技術(shù)

    高爐爐頂煤氣壓差發(fā)電技術(shù)(TRT)

    理論上高爐爐頂煤氣壓力在80Kpa,TRT所發(fā)的電能與所用的電能平衡,煤氣壓力在100Kpa時會有經(jīng)濟效益,而煤氣壓力大于120Kpa時會有明顯的經(jīng)濟效益。

    TRT發(fā)電能力是隨爐頂煤氣壓力而變化,一般每噸生鐵可發(fā)20~40度電。采用干法除塵,可提高發(fā)電量30%左右。因煤氣溫度每提高10℃,發(fā)電透平機出力可提高3%。最高發(fā)電量可達54度電。

    高爐鼓風(fēng)能耗約占煉鐵工序能耗10%~15%,采用TRT裝置可回收高爐鼓風(fēng)機能量的30%左右,可降低煉鐵工序能耗11~18kgce/t。

    從技術(shù)政策上講,爐頂壓力大于120Kpa的高爐均應(yīng)當(dāng)有TRT裝置。我國已有700多套TRT設(shè)施。

    使用陜鼓開發(fā)出的爐頂穩(wěn)壓裝置,使?fàn)t頂壓力波動從5%,降低到1.5%,有一定的節(jié)能效果,使高爐生產(chǎn)也穩(wěn)定順行。

    熱風(fēng)爐煙氣余熱回收技術(shù),是用這些余熱來預(yù)熱熱風(fēng)爐燒爐所用的助燃空氣和燃燒煤氣(簡稱雙預(yù)熱)。應(yīng)用此項技術(shù)后,可實現(xiàn)單燒高爐煤氣條件下,熱風(fēng)溫度可實現(xiàn) ≥1200℃,工序節(jié)能10kgce/t鐵。風(fēng)溫提高100℃,高爐煉鐵可節(jié)焦8~15kg/t鐵。

    2.2.2  富氧高風(fēng)溫大噴煤量技術(shù),可實現(xiàn)高爐噴煤比在200kg/t鐵以上

    高爐噴吹煤粉是煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的中心環(huán)節(jié),可以實現(xiàn)節(jié)焦增產(chǎn)、煉鐵環(huán)境友好的效果,同時可降低生鐵成本。噴煤比達到100kg/t鐵以上,可降低鐵成本60元以上/t鐵。

    提高風(fēng)溫:風(fēng)溫升高100℃,可降焦比8~15Kg/t,多噴20~30Kg/t煤粉,提高產(chǎn)量4%。熱風(fēng)帶入的熱量占高爐輸入總熱量的16%~19%。

    富氧鼓風(fēng):富氧1%,增產(chǎn)4.76%,風(fēng)口理論溫度升高35~45℃,允許多噴煤10~15Kg/t。節(jié)焦比1%,煤氣發(fā)熱值升3.4%。

    脫濕鼓風(fēng):鼓風(fēng)脫濕每降低1g水,約節(jié)約6kg/t的燃料比。鼓風(fēng)溫度由13%降到6%,可增加風(fēng)量14%,節(jié)能10%,降焦比0.7 Kg/t。風(fēng)中減少1g/m3水,可提高風(fēng)溫9℃。

    高爐煤氣中CO2含量提高0.5%,可降燃耗10 Kg/t,降工序能耗8.5 Kgce/t。

    生鐵含Si降低0.1%,可降焦比4~5 Kg/t。

    提高爐頂煤氣壓力1Kpa,可增產(chǎn)10±2%,降焦比3~5%,有利于冶煉低Si鐵,提高TRT發(fā)電能力。

    高爐冷卻壁采用軟水閉循環(huán)設(shè)施,可節(jié)水和節(jié)電。

    采用節(jié)水型熱風(fēng)閥,可節(jié)水60%以上,有較好的節(jié)水和節(jié)電的效果。

    熱風(fēng)爐廢氣綜合利用。可用于噴吹煤粉干燥,對空氣和煤氣雙預(yù)熱,還可用于煉焦煤的脫濕和風(fēng)選。

    對熱風(fēng)爐格子磚使用慧敏科技公司開發(fā)的高輻射涂層材料,可提高風(fēng)溫30~50℃,節(jié)約煤氣消耗15%左右,有較好的節(jié)能效果。

    對冷風(fēng)管道進行保溫,可提高風(fēng)溫9~17℃。

    高爐采用全風(fēng)操作,由鼓風(fēng)機方面控制風(fēng)量,高爐不放風(fēng)。

    高爐煉鐵降低燃料比會減少噸鐵風(fēng)耗。燃燒1Kg標(biāo)煤,鼓風(fēng)量要2.5m3,消耗風(fēng)機能耗0.085Kg標(biāo)煤。寶鋼噸鐵風(fēng)耗為930m3/t左右。提高焦炭質(zhì)量,可實現(xiàn)煉鐵節(jié)能,具體數(shù)據(jù)見表5:

    噸鐵渣量減少100Kg/t,可降低燃料比20~50 Kg/t,增產(chǎn)4%~5%。

    煉鐵少用石灰石100Kg/t,降焦比30 Kg/t。

    2.2.3  高爐煉鐵精料技術(shù)對節(jié)能的影響

    高品位是精料技術(shù)的核心:

    在入爐品位57%左右時,入爐品位提高1%,煉鐵燃料比下降1.5%,生鐵產(chǎn)量提高2.5%

    提高原燃料強度可降低煉鐵燃料消耗。

    燒結(jié)、球團轉(zhuǎn)鼓強度提高1%,高爐產(chǎn)量升高1.9%,燃料比下降。

    熟料比提高1%,煉鐵燃料比下降2~3 Kg/t。對鐵礦石進行造塊(燒結(jié)或球團),可提高爐料的還原度10%-20%。

    燒結(jié)含粉率變化1%,影響燃料比0.5%,影響產(chǎn)量0.5%~1.0%。

    原料成分要穩(wěn)定:燒結(jié)礦設(shè)計規(guī)范要求品位波動<±0.5%,堿度波動<±0.08(倍),含鐵品位波動1%,高爐產(chǎn)量會影響3.9~9.7%,燃料比變化2.5~4.6%;堿度波動0.1(倍),高爐產(chǎn)量會影響2.0~4.0%,燃料比變化1.2~2.0%。(使用100%燒結(jié)礦)

    燒結(jié)礦含鐵品位波動由±1.0%降到±0.5%,高爐系數(shù)升高2%,燃料比降1.0%。

    堿度波動由±1.0降到±0.05,高爐系數(shù)波動2.5%,燃料比波動1.3%。(使用100%燒結(jié)礦)

    FeO含量波動±1.0%,高爐燃料比波動1%,產(chǎn)量波動1.5%。日本和寶鋼FeO含量在6.0~6.5%。FeO與SiO2的混合物是低熔點物質(zhì),使高爐軟熔帶變寬,爐料透氣性降低。

    燒結(jié)中<5mm每升高1%,高爐燃料比升0.5%,產(chǎn)量下降0.5%~1.0%。

    原燃料粒度要均勻,減少爐料填充效應(yīng),提高煤氣透汽性和爐料間接還原度。間接還原度每增加1%,煉鐵燃料比下降6~7 Kg/t。

    將燒結(jié)礦12.7~38mm粒度與6.4~12.7mm粒度進行分級入爐,可降比6%。塊礦入爐粒度由10~40mm降到8~35mm可降燃料比3%。武鋼3200m3高爐已開始用不同粒度爐料分級入爐。

    燒結(jié)礦低溫還原粉化率RDI升高5%,高爐煤氣利用率下降0.5%,影響燃料比和鐵產(chǎn)量各1.5%。

    blob.png

    2.2.4  鐵礦石冶金性能要好

    礦石還原度提高10%,燃料比可下降8%~9%。燒結(jié)礦含MgO升高1%,還原性下降5%。礦石低溫還原粉化率升高5%,產(chǎn)量下降1.5%,燃料比升高1.5%,煤氣利用率下降0.5%。鐵礦石還原度每增加1%,可節(jié)省碳素消耗6~7Kg/t。

    鐵礦石軟熔溫度要高(1000-1200℃),軟熔區(qū)間要窄(<150-200℃)有利于提高爐料透氣性,可降低燃料比。

    減少入爐料粉末:<5mm的粉末爐料所占比例要控制在5%以內(nèi),粒度在5~10mm的比例要小于30%。入爐粉末減少1%,燃料比下降0.5%,生鐵產(chǎn)量提高0.4~1.0%。

    燒結(jié)礦直接還原度增加10%,煉鐵燃料比上升8~9%,產(chǎn)量下降8%~9%。

    燒結(jié)礦間接還原度提高5%,高爐煤氣中CO2升高,煤氣利用率(ηco)升高0.66%。

    燒結(jié)礦的低溫還原強度(RDI)每升高5%,煤氣利用率降低0.5%,燃料比上升1.55%,產(chǎn)量下降1.5%。

    入爐料SiO2升高1%,渣量增加30-35kg/t。渣量增加100kg/t,焦比升高3.0%-3.5%。

    2.3  焦化工序節(jié)能潛力分析

    某企業(yè)焦化工序能源消耗:洗精煤占88.68%,煤氣消耗占9.2%,蒸汽占1.29%,電力占0.63%。

    采用干法熄焦(CDQ)可節(jié)能:

    從焦?fàn)t出來的紅焦炭(950~1050℃)所含顯熱相當(dāng)于煉焦生產(chǎn)消耗總熱量35%~40%。采用干法熄焦可回收紅焦顯熱的80%,噸焦可產(chǎn)生3.9Mpa的蒸汽口0.45t(先進的可達0.6t)。寶鋼干熄焦可降低焦化工序能耗68kgce/t。這是鋼鐵工業(yè)可回收余能所占比例的最大項目干法熄焦技術(shù)(CDQ),約占鋼鐵企業(yè)可回收余能的一半。

    干熄焦的焦炭質(zhì)量得到提高,熱反應(yīng)性降低10%~13%,M40提高了3%~4%,M10改善0.3%~0.8%;在焦炭質(zhì)量不變條件下,焦?fàn)t可多配10%~20%弱粘結(jié)性煤,可節(jié)水0.38t/t焦;高爐使用干熄焦的焦炭可降低焦炭質(zhì)量不變化條件下;高爐使用干熄焦炭可降低焦比2%,產(chǎn)量提高1%。

    鞍山華泰公司對引進干熄焦技術(shù)裝備進行消化、吸收、創(chuàng)新已能設(shè)計、制造210t/h的熄焦裝置,其投資比國外同類設(shè)備低一半,其技術(shù)性能已達國外同類設(shè)備水平。這對我國推廣應(yīng)用干熄焦起到了積極作用。目前我國在建和建成的干熄焦已達104套,達到10117萬噸/年干熄焦能力。

    采用高壓鍋爐發(fā)電技術(shù),可以使CDQ的發(fā)電效率提高10%。其蒸汽壓力從5.4Kpa升到9.5Kpa,蒸汽溫度從450℃升高到580℃,并可進一步采用二級蒸汽發(fā)電工藝。

    焦?fàn)t型煤配比增加10%,M40可提高0.7%~1.1%,反應(yīng)后強度提高2.2%。當(dāng)型煤配到30%時,M40可提高2%~3%,M10改善2%~4%。

    焦化用鍋爐要合理選型,定額負(fù)荷在80%~90%。鍋爐容量比實際用汽量大10%即可。控制配風(fēng),降低空氣過剩系數(shù),減少爐門等部位漏風(fēng)。

    充分利用水資源,分級、分質(zhì)供水,擴大循環(huán)水使用范圍。

    用高壓氨水代替蒸汽噴射裝置,可節(jié)省蒸汽,又省電。以65孔焦?fàn)t為例每年可節(jié)約蒸汽1.7萬噸。

    用高壓氨水代替蒸汽清掃集水管,可節(jié)約蒸汽。

    焦油蒸餾后的尾氣,可送到黃血鹽工序生產(chǎn)黃血鹽,其冷凝水可回用給鍋爐作補充水。

    加強焦?fàn)t熱工調(diào)節(jié)可節(jié)能。用焦?fàn)t煤氣加熱時,α值從1.45降到1.2;用高爐煤氣加熱時,α值從1.25降至1.15后,可節(jié)省煉焦能耗5.91~11.82kJ/kg濕煤。

    采用硅酸鋁隔熱板,可減少爐體散熱,節(jié)約煉焦耗3.5kJ/kg濕煤。

    對煙道空氣過剩系數(shù)進行自動控制,可降10%煉焦能耗。

    采用新型蓄熱室格子磚、加大換熱面積,其高度降低30%,廢氣溫度不變,(蓄熱室高度不變),煉焦能耗降52.2kJ/kg煤。

    減薄炭化室爐墻,若煉焦周期不變時,立火道溫度允許降50~60℃,能耗降低7%。

    對煤進行調(diào)濕,水分從9%~10%降至5%~6%,可節(jié)能8%。

    提高裝爐煤密度(用型煤或搗固)7%~11%,結(jié)焦時間減少4%~6%,增產(chǎn)5%~7%,允許增配8%~10%弱粘結(jié)性煤,有節(jié)能效果。

    對荒煤氣上升管進行汽化冷卻(由600~800℃降至200℃),可回收能源8kgce/t焦,每噸干煤可產(chǎn)生0.1kg的蒸汽(壓力0.3~0.6MPa)。

    對焦?fàn)t煤氣上升管余熱進行回收,可回收煉焦用能的37%,是焦化工序第二大的節(jié)能項目;目前,尚沒大力開展。


    (責(zé)任編輯:zgltw)
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