鋼鐵企業(yè)各生產(chǎn)工序的節(jié)能診斷研究,低碳經(jīng)濟論文

鋼鐵企業(yè)各生產(chǎn)工序的節(jié)能診斷研究,低碳經(jīng)濟論文摘要：以中部地區(qū)某長流程鋼鐵企業(yè)為典型案例，分析鋼鐵企業(yè)能源消耗情況，2021年該企業(yè)噸鋼綜合能耗569.37kgce，燒結(jié)、煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼和軋鋼工序能耗分別為51.56kgce/t礦、427.5kgce/t鐵、-14.51kgce/t鋼和77.5kgce/t材，企業(yè)能源利用情況總體處于行業(yè)中等偏下水平。通過對企業(yè)各生產(chǎn)工序進行節(jié)能診斷，并結(jié)合企業(yè)實際，提出節(jié)能降耗建議。本文關(guān)鍵詞語：鋼鐵;節(jié)能診斷;降本增效;我們國家(節(jié)約能源法〕提出節(jié)約資源是中國的基本國策，并提出國家施行節(jié)約與開發(fā)并舉、把節(jié)約放在首位的能源發(fā)展戰(zhàn)略。鋼鐵工業(yè)是典型的能源、資源密集型產(chǎn)業(yè)。隨著鋼鐵工業(yè)裝備水平的不斷提高和技術(shù)的不斷進步，噸鋼綜合能耗水平顯著降低。但由于近年來我們國家粗鋼產(chǎn)量快速增長，鋼鐵工業(yè)能源消費總量還在不斷上升，鋼鐵工業(yè)在工業(yè)節(jié)能減排中仍占有舉足輕重的地位，是中國工業(yè)節(jié)能的重點。同時，鋼鐵企業(yè)能源需求量大，能源成本占生產(chǎn)成本比例較高，降低能源消耗、提高能源使用效率也是企業(yè)降低成本、提高競爭優(yōu)勢的重要途徑。為推動鋼鐵工業(yè)綠色發(fā)展，提高鋼鐵企業(yè)能源管理的意識和水平，促進鋼鐵企業(yè)降本增效的持續(xù)改良，本文以中部地區(qū)某長流程鋼鐵企業(yè)為典型案例，對鋼鐵企業(yè)能源消耗情況進行系統(tǒng)分析，對各生產(chǎn)工序進行節(jié)能診斷，進而提出有針對性的節(jié)能降耗建議。一、企業(yè)裝備及生產(chǎn)情況企業(yè)為長流程鋼鐵企業(yè)，擁有原料、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、軋鋼等生產(chǎn)工序?，F(xiàn)擁有2臺100m2燒結(jié)機、2座450m3高爐、2座40t轉(zhuǎn)爐、2臺方坯連鑄機、1套高速線材生產(chǎn)線及公輔配套設(shè)施。主要設(shè)備建成于2003年前后，主要產(chǎn)品為建筑用線材。2021年企業(yè)生產(chǎn)燒結(jié)礦141.6萬噸，鐵水105.9萬噸，鋼坯119.4萬噸，線材114.5萬噸。二、能源消耗情況企業(yè)生產(chǎn)用能主要包括電、煤粉、焦炭、焦沫、柴油等。2021年消耗焦炭429013.64t，焦沫82389.9t，煤149994.1t，電力35994.288萬千瓦時，柴油718.28t。2021年企業(yè)綜合能源消費量為679715.87tce〔當(dāng)量值〕，華而不實：焦炭〔含焦沫〕499417.39tce，占73.48%；無煙煤134994.69tce，占19.86%；電力44236.98tce，占6.51%；柴油1046.61tce，占0.15%。詳見表1。表12021年企業(yè)能源消費構(gòu)造三、能源消耗分析1.噸鋼綜合能耗水平2021年，企業(yè)噸鋼綜合能耗569.37kgce，較重點統(tǒng)計企業(yè)平均水平555.24kgce高出14.13kgce，能源利用總體處于行業(yè)中等偏下水平，企業(yè)具有較大的節(jié)能降耗潛力。2.燒結(jié)工序2021年，鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工序能耗為51.56kgce/t燒結(jié)礦，較2021年重點統(tǒng)計企業(yè)平均水平48.6kgce/t燒結(jié)礦，高出2.96kgce/t燒結(jié)礦?？梢?021年企業(yè)燒結(jié)工序能耗偏高。詳情見表2。表22021年企業(yè)燒結(jié)工序能耗經(jīng)診斷，企業(yè)燒結(jié)工序能耗偏高的主要原因有：一是燒結(jié)生產(chǎn)工藝為平燒，較帶式燒結(jié)工藝在能耗、產(chǎn)品質(zhì)量及余熱回收利用方面相對較差。二是燒結(jié)水分偏大。從現(xiàn)場實際狀況看，應(yīng)在9%以上，高于一般7%～8%的控制水平。燒結(jié)混合料水分過高會增加能耗、加重?zé)Y(jié)過濕、腐蝕通風(fēng)除塵系統(tǒng)等。當(dāng)前，企業(yè)燒結(jié)水分高出實際需要較多，還有較大的降水分空間。三是燒結(jié)混合料溫度偏低。燒結(jié)混合料溫度是減緩或消除燒結(jié)過濕的一個重要參數(shù)，一般要求混合料溫度要高于60℃的露點溫度，冬天料溫也要力爭到達45℃以上，這樣能夠減輕季節(jié)變化對燒結(jié)的影響。11月份燒結(jié)料溫只要30℃，冬季料溫會更低，導(dǎo)致燒結(jié)礦產(chǎn)量降低、固體燃耗和電耗上升。四是燒結(jié)篦條糊塞嚴(yán)重，影響燒結(jié)料透氣性，降低垂直燒結(jié)速度，影響燒結(jié)產(chǎn)量，增加能耗。五是燒結(jié)機布料不夠規(guī)范，沿?zé)Y(jié)寬度和長度方向料面不夠均勻平整。料面架設(shè)狼牙刺松料設(shè)施，對燒結(jié)經(jīng)過的均勻性有影響。六是燒結(jié)工序大煙道及冷卻臺車區(qū)域煙氣余熱未回收。3.煉鐵工序2021年煉鐵工序能耗為427.5kgce/t鐵，高于2021年重點企業(yè)平均水平〔392.13kgce/t鐵〕，詳見表3。表32021年企業(yè)煉鐵工序能耗經(jīng)診斷，企業(yè)煉鐵工序能耗偏高的主要原因有：一是環(huán)保限產(chǎn)對高爐操作影響較大。當(dāng)前，企業(yè)所在地區(qū)停產(chǎn)、限產(chǎn)基本常態(tài)化，造成高爐頻繁進行啟、停操作，對高爐連續(xù)化生產(chǎn)造成不利影響，使得單位產(chǎn)品能源、資源消耗增加。二是高爐原料不穩(wěn)定，爐料構(gòu)造波動大。2021年高爐鐵礦綜合入爐檔次為56.4%左右，較重點企業(yè)平均水平57.42%低1個百分點左右。受企業(yè)無球團工序制約，爐料構(gòu)造中燒結(jié)礦、塊礦、球團礦比例為7∶2∶1或8∶1∶1。爐料構(gòu)造波動大，對高爐操作影響較大，也導(dǎo)致高爐利用系數(shù)偏低，工序能耗增加。三是高爐利用系數(shù)偏低。2021年該系數(shù)為3.63t/〔m3d〕，現(xiàn)場診斷時為3.57t/〔m3d〕，國內(nèi)部分同類高爐利用系數(shù)可達5t/〔m3d〕左右。造成高爐利用系數(shù)低的原因主要有原燃料條件差、操作不穩(wěn)定、爐前出鐵不均勻等。四是送風(fēng)操作不規(guī)范，熱風(fēng)溫度波動大。五是受管道壓力波動影響，高爐富氧流量波動較大。六是爐頂溫度偏高。高爐爐頂溫度大于200℃的情況較多，主要原因有：高爐布料不合理，氣流分布不均勻，導(dǎo)致局部氣流過于發(fā)展；爐況不穩(wěn)定。七是爐頂氣流分布不均勻，煤氣利用率低。4.轉(zhuǎn)爐煉鋼工序2021年轉(zhuǎn)爐煉鋼工序能耗為-14.51kgce/t鋼，優(yōu)于2021年重點企業(yè)平均水平〔-13.39kgce/t鋼〕，詳見表4。表42021年企業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼工序能耗經(jīng)診斷，企業(yè)轉(zhuǎn)爐煉鋼工序用能存在問題有：一是企業(yè)有2座混鐵爐，分別為300t和600t，一用一備。但在實際使用經(jīng)過中存在同時啟用的情況，增加了能耗。二是轉(zhuǎn)爐煤氣回收量低。轉(zhuǎn)爐煤氣回收量76.9m3/t鋼，低于國內(nèi)同類設(shè)備平均水平〔～110m3/t鋼〕。據(jù)現(xiàn)場報表反映，1號轉(zhuǎn)爐煤氣回收時間僅為2～4min，回收時間較短，轉(zhuǎn)爐吹煉時間為9～10min。煤氣回收時間至少應(yīng)在7min以上，轉(zhuǎn)爐煤氣回收系統(tǒng)不穩(wěn)定。5.軋鋼工序2021年軋鋼工序能耗為77.5kgce/t材，高于2021年重點企業(yè)平均水平〔50.25kgce/t材〕，詳見表5。表52021年企業(yè)軋鋼工序能耗經(jīng)診斷，企業(yè)軋鋼工序能耗偏高的主要原因有：一是軋鋼機組產(chǎn)量偏低。主要原因是設(shè)備裝備水平較低、工藝故障偏多、加熱爐能力偏低。二是機組成材率為98.14%，低于國內(nèi)平均值。主要原因是切損大；除此之外，現(xiàn)場診斷時了解到氧化率在1%以上，加熱氧化燒損高。三是軋鋼加熱爐為推鋼式加熱爐。其煤氣消耗大，2022年經(jīng)噴涂黑體材料進行節(jié)能改造后，當(dāng)前仍高于國內(nèi)同類設(shè)備平均水平〔165m3/t〕。四是連鑄鋼坯通過汽車轉(zhuǎn)運至加熱爐，熱送溫度在450℃左右，熱送溫度偏低。四、節(jié)能降耗建議現(xiàn)場調(diào)研了解到，企業(yè)正在施行產(chǎn)能置換項目。建議盡快推進產(chǎn)能置換項目，提升企業(yè)裝備水平。同時，配套建設(shè)能源管理中心，做好相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、處理和分析工作，做好各項控制和調(diào)度、平衡預(yù)測等能源管理工作，切實有效提升企業(yè)能源管理技術(shù)水平，推進企業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。在新項目建成投產(chǎn)前，從技改可實現(xiàn)性、系統(tǒng)優(yōu)化、運行管理提升等方面提出如下節(jié)能降耗建議：燒結(jié)工序：建立水分檢測管理制度，提高員工的操作水平，逐步降低燒結(jié)混合料水分；運用返礦預(yù)熱、蒸汽預(yù)熱、生石灰預(yù)熱等措施和技術(shù)，提高燒結(jié)料溫，同時在預(yù)熱部位及保溫方式上做些考慮，提高預(yù)熱效果；對燒結(jié)料中含堿金屬多的料種適當(dāng)控制，同時加強管理，對篦條清理、更換制度化，盡量避免燒結(jié)篦條糊塞；完善布料設(shè)施和設(shè)備，嚴(yán)格落實布料管理操作制度，規(guī)范燒結(jié)布料；對燒結(jié)工序大煙道及冷卻臺車區(qū)域高溫?zé)煔庥酂徇M行回收，知足燒結(jié)一混和二混的加熱需求，降低固體燃料的消耗。煉鐵工序：對焦炭熱態(tài)指標(biāo)進行分析，提高燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度和增加粒度組成測定次數(shù)〔保證每班1次〕，為高爐強化冶煉提供根據(jù)；規(guī)范高爐操作，穩(wěn)定富氧和熱風(fēng)溫度，保證高爐內(nèi)部軟熔帶穩(wěn)定，促進爐況順行；穩(wěn)定下料速度，穩(wěn)定富氧量，利用上下部調(diào)節(jié)做好高爐煤氣的三次分布；穩(wěn)定爐前打泥量，嚴(yán)禁潮鐵口出鐵，保證爐前及時穩(wěn)定出凈渣鐵。煉鋼工序：加強轉(zhuǎn)爐煤氣回收，煤氣回收時間至少控制在7min以上；合理使用2座混鐵爐，建議使用高熱值轉(zhuǎn)爐煤氣給混鐵爐鐵水補熱；加強轉(zhuǎn)爐蒸汽回收，進一步提高節(jié)能潛力。軋鋼工序：適當(dāng)升級裝備，提高軋制速度和軋機作業(yè)率，提