2012年鋼鐵行業節能環保技術大盤點
2012年,面對復雜多變的國際國內形勢,面對鋼價低位震蕩、市場需求疲軟、同質化競爭嚴重、供大于求、成本高企等種種挑戰,中國鋼鐵行業努力控制產量、降本增效、優化生產管理、調整產品結構,打響了一場艱苦卓絕的“利潤保衛戰”。
這是新世紀以來最困難的一年。正因為艱難,2012,被賦予了更為特殊的意義。它定義了當下的鋼鐵行業,處在矛盾凸顯期、調整轉型期,同時也步入關鍵發展時期、重要戰略機遇期。認清方向,理順思路,探尋突圍,2012年的攻堅與探索、成功與挫折,都極具價值。
市場倒逼著鋼鐵行業加速轉型。2012年的鋼鐵行業不乏亮點。其中較明顯的一點:通過優化工藝技術、挖掘裝備潛能來推進節能降耗、降本增效,幾乎成了每個企業的必修課。也正是在這樣的時候,技術創新的力量愈發顯得重要。2012年的鋼鐵行業響應國家號召,在節能減排裝備技術應用和優化上下大力氣,并以此推進企業降本增效,實現了經濟效益和社會效益雙豐收。
讓我們一起來梳理那些令人矚目的技術成果,沿著科技進步的軌跡,審視節能環保技術裝備發展趨勢,以此推動行業實現科學、可持續發展。
節能技術:花開朵朵,各有芬芳
焦化工序:不再追求最大限度地去除入爐煤的水分,而是通過煤調濕節能降耗,提高焦爐生產能力;干熄焦煙氣、焦爐荒煤氣顯熱余熱利用技術大有用武之地。
濟鋼、昆鋼、馬鋼、寶鋼、太鋼、攀鋼等企業已投產煤調濕裝置。以焦爐煙道氣余熱為熱源的煤調濕熱效率高,節能效果好。采用煤調濕后煤的水分降低,在轉運和裝煤過程中粉塵量等有害物質增加,有待采取有效措施解決。
我國已成為世界上最大的干熄焦技術應用國家,但煙氣的顯熱和焦爐荒煤氣的顯熱還未得到充分利用。寶鋼梅鋼通過以液態金屬為導熱介質的熱管進行換熱試驗研究,可產生蒸汽壓力1.6MPa,平均蒸汽流量66kg/h,熱管換熱后降至500℃。該技術具有熱管熱傳導率高優勢,但熱管材質受高溫荒煤氣腐蝕,容易損壞。武鋼以特殊粉末材料為導熱介質,采用內壁材質經過表面處理的換熱管,產生熱蒸汽,并以蒸汽為動力源,配套建設蒸汽螺桿膨脹動力機和以蒸汽廢熱與溴化鋰介質換熱的二級R123螺桿膨脹動力機,實現焦爐煤氣顯熱的有效回收,利用率達40%,正在進行工業化試驗。
燒結工序:燒結工序能耗占鋼鐵企業生產能耗的12%,是僅次于高爐煉鐵的第二大耗能工序,廢氣余熱循環利用技術將進一步發展,降低漏風率是關鍵。
燒結機主煙道煙氣余熱占燒結工序能耗的13%~25%,冷卻機(環冷機、帶冷機)廢氣余熱占19%~35%。冷卻機廢氣余熱主要用于熱風燒結、熱風點火、熱風保溫、蒸汽鍋爐及發電。其中環冷機余熱發電技術已和主體設備實現國產自主化,應用趨于成熟。但在燒結機主煙道煙氣余熱的回收利用方面,國內還是空白。寶鋼、鞍鋼率先開展了此方面的基礎研究,預計“十二五”期間燒結廢氣余熱循環利用技術將得到進一步發展。
我國現有燒結機漏風普遍高達60%以上,使燒結工序能耗顯著增加,而國外先進燒結機的漏風率在20%左右。降低漏風率是燒結工序增加產量、降低成本最直接有效的措施。
煉鐵工序:煉鐵是整個鋼鐵企業節能減排、降低成本的關鍵環節。而煉鐵節能以降低高爐燃料比和焦比為核心。同時,回收高爐煤氣發電、回收高爐熔渣顯熱一直是業界的熱點。
提高熱風溫度是有效降低焦比和燃料比最為廉價的方式。高風溫是一項綜合技術,要綜合考慮高爐接受風溫的能力、熱風爐供應風溫的能力和高溫熱風的輸送。由國內企業自主研發、設計并承建的某1860m3高爐配套熱風爐,已創造出月平均風溫1314℃的紀錄。
高爐煤氣(燃氣)—蒸汽聯合循環發電(簡稱CCPP)是利用高爐煤氣發電的一項先進技術,比常規的鍋爐蒸汽發電可以多發電20%。應鼓勵鋼鐵企業與電力企業合作開展共同火力發電,在投入較少的情況下可以得到好的經濟效益。
高爐熔渣干法粒化余熱回收工藝是在不消耗新水的情況下,利用高爐渣與傳熱介質直接或間接接觸進行高爐渣粒化和余熱回收的工藝,沒有有害氣體排出,是一種環境友好的新式處理工藝。河北鋼鐵承鋼進行了干法粒化及冷卻效果試驗,認為其經濟效益和環保效益巨大。
煉鋼—連鑄工序:轉爐煤氣回收是重點,電爐廢鋼預熱可節能但須減排二噁英。
轉爐煤氣熱值較高,轉爐煤氣回收占煉鋼回收總熱量的80%,可以顯著降低轉爐煉鋼工序能耗。
電爐廢鋼預熱是電爐工序節能的重要技術,多級廢鋼預熱技術代表當代廢鋼預熱技術發展方向。但是在電爐廢鋼預熱系統的設計中,應考慮對電爐煙氣二噁英減排的影響。國內有關企業成功開發出廢鋼預熱技術裝置,可充分利用電爐高溫煙氣余熱對廢鋼進行預熱,并兼顧除塵系統對電爐的高溫煙氣進行過濾,填補了國家在該領域的技術空白。
軋鋼工序:更緊湊、快速地生產,減量化制造,是節能降耗的重要途徑。新一代控軋控冷、高效蓄熱式加熱爐技術成為亮點。
新一代控軋控冷技術可以實現大幅度節能、節材,減少對合金元素的過度依賴和資源的過度消耗,使有限資源得到合理利用,是我國鋼鐵工業實現低碳、可持續發展的重要途徑。鞍鋼、濟鋼、安鋼、漣鋼、重鋼已在中厚板軋機、熱連軋機上采用“傾斜式超快冷+ACC”的混合配置的控制冷卻系統,產品開發有待加強。國內開發了在線或半在線熱處理技術,發揮鋼材加工硬化的效果,取消二次加熱的能源消耗和CO2排放,同時提高產品的性能,實現高檔鋼鐵材料的減量化制造。
將蓄熱式熱回收、換向式燃燒系統與加熱爐結合為一體的高效蓄熱式加熱爐的優點是可利用低熱值的高爐煤氣,加熱到1100℃以上,可實現節能30%~50%,爐子熱效率可達70%。
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