煉鋼廠節(jié)能降耗分析范文
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【摘要】
煉鋼在鋼鐵生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位，作為既是高耗能工序，又是二次能源產(chǎn)生大戶的煉鋼工序，是唯一可以實現(xiàn)總能耗為“負值”的工序，如何通過降低煉鋼生產(chǎn)過程中的能耗、物耗，實現(xiàn)更加高效的能源轉(zhuǎn)換和回收，盡快實現(xiàn)高效負能煉鋼目標，以降低煉鋼廠的生產(chǎn)成本，成為了鋼鐵廠在目前嚴峻的市場形勢下的當務之急。
【關鍵詞】
煉鋼；節(jié)能；降耗；生產(chǎn)管理；溫控；節(jié)電；煤氣回收
中國的鋼鐵工業(yè)經(jīng)過幾十年的高速發(fā)展，取得舉世矚目成績的同時，也帶來了巨大的能源與物料的消耗，尤其是最近幾年隨著經(jīng)鋼鐵行業(yè)市場供求關系的變化，鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能嚴重過剩，供需矛盾不斷擴大，鋼價連續(xù)下跌，鋼鐵企業(yè)的利潤迅速降低，目前，鋼鐵工業(yè)已經(jīng)成為一個微利甚至虧損行業(yè)。為了應對嚴峻的形勢，在激烈的市場競爭中立足，鋼鐵企業(yè)必須大幅度節(jié)能降耗，實現(xiàn)優(yōu)勢成本競爭戰(zhàn)略是鋼鐵企業(yè)危機制勝的重要法寶。對于我們公司來說，面臨的問題和矛盾更加突出。我們高爐和轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)能裝備配置不配套，導致鐵水供應不足，極大的制約了我們的煉鋼的產(chǎn)能釋放，阻礙著成本的進一步降低。目前鋼鐵行業(yè)煉鋼節(jié)能降耗的思路和措施主要有：提高生產(chǎn)管理水平，優(yōu)化煉鋼生產(chǎn)工藝流程，全程穩(wěn)定低過熱度運行；降低物料及能源消耗，提高能源轉(zhuǎn)換效率；使用新節(jié)能設備及節(jié)能技術，提高二次能源的綜合利用效率等等。我們通過對本公司煉鋼工藝的能耗現(xiàn)狀進行調(diào)查統(tǒng)計，并與國內(nèi)外優(yōu)秀煉鋼工序的先進能耗指標進行對標評估，進一步對能耗影響因素進行分析，最后根據(jù)我公司的實際現(xiàn)狀，研究實踐各種主要節(jié)能措施在本單位煉鋼工序的應用方案。
一、降低煉鋼工序的能源消耗。
（1）煉鋼工序能源消耗主要有：氧氣、氮氣、氬氣、煤氣、焦炭、電、水、蒸汽等，而氧氣在能源介質(zhì)消耗中所占的比重最大，因此將控制氧氣消耗作為重點，根據(jù)我公司的現(xiàn)狀，采取的主要措施有：編制并推行轉(zhuǎn)爐標準化作業(yè)，嚴格控制出鋼溫度，提高命中率和一次拉碳成功率，減少點吹和補吹次數(shù)，減少非正常狀態(tài)下的氧氣用量等。（2）電耗所占的比重僅次于氧氣，因此降低電耗也成為我們節(jié)能降本的重要舉措，目前我們的節(jié)電措施主要有：1、提高鋼水到精煉爐成分與溫度達標率，控制鐵水量波動在工藝要求±2t內(nèi)，優(yōu)化操作、裝入、造渣等工藝制度，完成轉(zhuǎn)爐和精煉爐的標準化作業(yè)，降低精煉電耗；2、優(yōu)化OG風機參數(shù)，根據(jù)回收時各階段的煙氣量及煤氣濃度等因素，對風機運行周期進行分解并優(yōu)化，減少風機高速運行時間，降低電耗；3、機械真空泵代替?zhèn)鹘y(tǒng)蒸汽噴射泵應用于VD爐真空系統(tǒng)，降低能耗和運行成本。該真空系統(tǒng)由5組機械式真空泵組成（4用1備），泵組為30kW羅茨泵+55kW羅茨泵+30kW螺桿泵，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蒸汽噴射泵組。干式機械泵采用變頻控制，可以根據(jù)不同的鋼種脫氣處理要求設置相應的控制程序，進行不同速率抽真空的控制，生產(chǎn)過程主要消耗的能源介質(zhì)為電能、氮氣、冷卻水等，因為采用電力驅(qū)動，所以真空系統(tǒng)運行不受蒸汽壓力、溫度等因素的制約，不需額外的蒸汽管線及蒸汽消耗，而轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的蒸汽可全部用于蒸汽發(fā)電，以實現(xiàn)能源的高效轉(zhuǎn)化。
二、降低煉鋼工序的物料消耗。
（1）降低金屬料消耗。通過與先進行業(yè)對標，從轉(zhuǎn)爐爐料結構王浩1、2彭軍1孟祥龍2于榮1、21.內(nèi)蒙古科技大學2.淄博張鋼鋼鐵有限公司的優(yōu)化、鋼包注余渣的回收利用、全精煉減少合金消耗、鐵水撈渣等因素優(yōu)化控制，降低金屬料消耗。（2）降低石灰消耗。通過對操作人員進行理論培訓，調(diào)整入爐料結構，優(yōu)化造渣制度，制定標準化操作模式，降低轉(zhuǎn)爐渣量，同時采用石灰石代替部分石灰等措施，來降低石灰消耗。
三、提高煉鋼工序的能源回收和利用
轉(zhuǎn)爐工序回收的能源主要是：轉(zhuǎn)爐煤氣和蒸汽，煙氣能量的高效轉(zhuǎn)換與回收利用是轉(zhuǎn)爐工序能耗為“負值”的主要途徑。（1）增加煤氣回收。1、結合已有設備設施具體情況，采用高效噴霧蒸發(fā)冷卻塔改造一文和環(huán)縫文氏管改造二文的（高效塔文）形式。高效塔文濕法除塵工藝相對于傳統(tǒng)0G濕法除塵系統(tǒng)具有節(jié)水、節(jié)電、運行成本低；維護方便，勞動強度小；系統(tǒng)阻力小（可減少2.5－3kPa），抽風量大；凈化效果好，增加轉(zhuǎn)爐煤氣回收量等優(yōu)點。2、在進行煤氣回收時通過微差壓檢測裝置和液壓伺服裝置，對環(huán)縫文氏管喉口的開度進行自動調(diào)節(jié)，使轉(zhuǎn)爐爐口處于0～20Pa左右的微正壓狀態(tài)，用以控制煉鋼過程中產(chǎn)生的CO不燃燒或少燃燒，并和轉(zhuǎn)爐降罩吹煉相配合，控制好升、降罩的合理時機，確定最佳回收時限和煙氣量控制值，并對OG風機運行參數(shù)進行優(yōu)化，既保證除塵效率又使煤氣回收量趨于最大。（2）增加蒸汽回收利用。在煉鋼原有余熱鍋爐系統(tǒng)的蓄熱器位置，新增加一臺150m3蓄熱器，并增設蒸汽管網(wǎng)，將煉鋼的蒸汽并入燒結余熱鍋爐，實現(xiàn)煉鋼蒸汽直接發(fā)電。加強煉鋼廠轉(zhuǎn)爐鍋爐系統(tǒng)維護檢修，杜絕蒸汽設備的跑冒現(xiàn)象，并與余熱發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)煉鋼的生產(chǎn)情況進行及時溝通，以增加煉鋼外送蒸汽量（噸鋼供汽量80-85kg/t鋼），提高蒸汽能源的回收利用。
四、提高生產(chǎn)管理水平，優(yōu)化工藝流程
煉鋼工藝的生產(chǎn)流程是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)組織的關鍵環(huán)節(jié)，其生產(chǎn)管理水平和流程的合理優(yōu)化是實現(xiàn)物流緊密銜接，保證生產(chǎn)流暢、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠的重要途徑，煉鋼生產(chǎn)是一個典型的離散和連續(xù)相結合的高溫作業(yè)生產(chǎn)過程，其特點是生產(chǎn)線長、工序多、設備復雜，對生產(chǎn)的時間、溫度、性質(zhì)、狀態(tài)均有嚴格要求與控制、存在多種約束條件等等。針對我公司長期存在生產(chǎn)流程不暢、故障事故多、運行成本高的狀況，結合我公司現(xiàn)有裝備條件及工藝條件，通過制定溫度及成分控制模式，加強職工標準化操作和流程培訓，提高職工標準化操作技能，并完善各項作業(yè)流程，建立生產(chǎn)時刻表制度，嚴格要求每個爐次的吹煉時間，準時到達連鑄機保證連澆的時間，降低斷澆次數(shù)，提高生產(chǎn)設備利用率，達到合理高效的鋼水加工節(jié)奏控制，減少鋼水在工序之間的等待，減少鋼水熱量損失，達到節(jié)能降耗。以實現(xiàn)提高對生產(chǎn)節(jié)奏的把控，提高生產(chǎn)管理水平。
五、實行全流程保溫措施，控制溫降。
全流程的保溫措施是轉(zhuǎn)鋼廠節(jié)能的重要基礎，并且鋼水在加工過程中低溫運行有著提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少物料消耗、延長爐襯包襯及設備壽命等諸多好處。我們通過對鐵-鋼界面（鐵水從出鐵到入轉(zhuǎn)爐），煉鋼內(nèi)部，鋼-軋界面（鑄坯從連鑄到軋鋼加熱爐）全流程三個部分的溫降情況的詳細調(diào)查，對各工序時間、降溫值、溫降速率等數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)分析結果，針對各流程主要溫降因素，系統(tǒng)的研究制定鐵-鋼-軋全流程控制溫降措施。（1）鐵-鋼界面溫降。我公司鐵水從出鐵到入轉(zhuǎn)爐，總的溫降約為150℃。其中高爐出鐵過程為主要降溫因素，鐵水從出鐵場出鐵畢到入轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)運過程為次要降溫因素。通過制定各工序的合理用時，機車拉罐數(shù)量及配罐方式；增加鐵包罐車自動加蓋系統(tǒng)以及相應措施達到控制溫降的目的。（2）煉鋼內(nèi)部溫降。煉鋼內(nèi)部溫降主要包括：出鋼過程溫降、吹氬過程溫降、軟吹過程溫降、靜置和轉(zhuǎn)運過程降溫，通過制定各工序的合理用時，增設鋼包自動全程加蓋系統(tǒng)，減少熱周轉(zhuǎn)鋼包數(shù)量、轉(zhuǎn)爐出鋼口改造等措施控制溫降。（3）鋼-軋界面溫降。通過抓好生產(chǎn)計劃的銜接，加強溝通協(xié)調(diào)以及制定相應管理措施等，以提高鑄坯熱送率。
六、降低備件及工藝件消耗，降低維修費用。
通過加強設備維護、保養(yǎng)、制定設備操作及工藝操作規(guī)范等管理工作，提高設備運轉(zhuǎn)率，減少非正常設備損壞及壽命降低。通過制定備件及工藝件消耗標準，并按崗位進行指標分解，加強修舊利廢工作，降低備件及工藝件消耗，優(yōu)化檢修組織，根據(jù)生產(chǎn)情況實施分級檢修，充分利用內(nèi)部檢修力量，降低維修費用。2015年已接近尾聲，馬上將迎來2016年。對于整個鋼鐵行業(yè)來說，又或?qū)⑹瞧D難的一年，需求下滑是不可逆的趨勢，市場方面鋼材價格持續(xù)大幅下滑，12月初鋼坯價格跌至1480元/噸，根據(jù)中鋼協(xié)統(tǒng)計的62家鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)據(jù)顯示，2015年1-10月整體累計虧損351.07億元，同比由盈利147.75億元轉(zhuǎn)為虧損，隨著鋼價的持續(xù)下行，造成鋼鐵企業(yè)盈利水平巨幅持續(xù)下降，尤其是內(nèi)陸各鋼廠，虧損數(shù)量不斷增大。面對嚴峻的鋼鐵行業(yè)形勢，各鋼鐵企業(yè)已經(jīng)采取了包括：降成本，調(diào)整產(chǎn)品結構，拓寬銷售渠道及銷售方式，擴大出口，提高優(yōu)化生產(chǎn)組織模式等等多種多樣的的措施，來應對困難的局面。煉鋼廠的節(jié)能降耗，是實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)降本增效的基礎措施和重要手段，節(jié)能降耗、降本增效是一項持續(xù)改善的系統(tǒng)性工程，我們的能耗及能源利用水平還有較大的改善空間，必須繼續(xù)加大深度對標挖潛，加強全方位全過程的成本控制，實現(xiàn)節(jié)能降本。
作者：王浩 彭軍 孟祥龍 于榮 單位：內(nèi)蒙古科技大學 淄博張鋼鋼鐵有限公司