宣钢节能技术进步

宣钢节能技术进步
作者:魏志江浏览次数:3
河北省宣化钢铁集团有限责任公司
摘要:阐述了宣钢近年来节能技术的进步情况。

宣钢采取干式除尘，煤气余压发电，低水熄焦等一系列技术措施，取得了节水节能的良好经济效益和环保效益。

关键字:节能技术干式除尘余压发电
1、前言
宣钢始建于1919年3月，迄今已有86年的历史，1950年恢复生产，在计划经济体制40年中，宣钢是国家定点供应上海、天津、唐山等企业的生铁基地，为我国冶金工业的发展做出了历史性贡献。

经过多年的发展，宣钢现拥有矿山、炼焦、烧结、球团、炼铁、炼钢、轧钢等生产工序，目前焦炭、烧结、球团、铁、钢、材年生产能力已经分别达到150、420、120、315、350万吨和330万吨/年，1800m3高炉于2005年10月15日投产，届时生铁年产量将达到500万t以上，本文就宣钢近年来节能技术进步进行阐述。

宣钢近年来工序能耗情况见表1。

表1宣钢近年来工序能耗情况，kg标煤/t
2、节水技术
2.1干式除尘及余压发电（TRT）技术
2.1.1干式除尘
高炉煤气是钢铁企业重要的二次能源，由于含尘量大，必须净化方可使用。

传统方法是用洗涤塔，文氏管等湿式除尘系统，但湿法有很多弊病难以解决。

⑴干法除尘可以利用高炉煤气显热。

湿法除尘后煤气温度降低到50℃左右，而干法除尘后煤气温度可达150℃左右，相差100℃，充分利用这些显热，利用高温煤气加热热风炉或锅炉，其热效率可提高2%～3%。

从而由于风温提高，焦比降低。

⑵干法除尘简化工艺，节省投资和占地面积。

干法除尘，特别是高炉煤气罗氏除尘法，简化除尘工艺，节省水处理设施投资，也节省占地面积，综合比较投资最省。

⑶高炉煤气因具有高温，高压，高湿度，粉尘多，粘性大，易燃，易爆，温度波动大等特点，用袋式除尘器具有一定难度。

但其毕竟工艺和设备简单，投资少，不用水，能耗低，煤气含尘量极低，因此得以迅速发展。

宣钢在四座300m3高炉及一座450m3高炉上使用了干式除尘技术。

2.1.2余压发电（TRT）技术
高炉煤气量大，煤气压力较高，是可贵能源，增设TRT发电机组，大约2～3年可以收回全部投资。

干式透平机组入口煤气温度和压力均比湿式高，发电量可增加30%左右。

⑴选用TRT机组与煤气净化系统是干法还是湿法有关。

高炉煤气罗氏除尘法由于系统阻力小，压降少，煤气温度高，对提高发电量有利。

一般可选用干法轴流冲击式或干法轴流反动式，如何选择须视高炉煤气具体参数而定。

一般情况在TRT入口管
道上依次设置电动蝶阀，眼镜阀，紧急切断阀，调速阀等。

在出口管道上设有NK阀。

在紧急切断阀后设置调速阀，用于控制炉顶压力，同步起动，以及当发电机超负荷时限制发电量，并能在TRT脱开信号指令下全闭。

调速阀动作由电气调节器发出的信号：转速信号，出力信号，炉顶压力信号，炉顶压力设定信号，转速设定信号等，经计算机计算选择最安全方案，指令调速阀操作。

这样，既能保持透平最高发电效率，又不影响高炉炉顶压力稳定。

⑵透平机出口管道为低压管道，完全切断煤气采用NK阀，设有水封。

⑶高炉每炼一吨铁，实际用水量为5～30t，补新水量为1～2t，仅一座300m3高炉年耗水量达300万t。

有些工厂水循环利用率低，新水消耗量每吨铁达10t以上，其耗水量更加可观。

煤气洗涤水是炼铁主要污水，其产生量每1000m3煤气2～3m3，煤气洗涤污水中含铁矿石微粒，焦粉和其它金属化合物，另外还含有酚，氰等有毒物质，尘泥产量6～8kg/t铁。

为了将这些尘泥从水中分离出来，需要建立庞大的水处理系统。

这些水处理设备装置投资昂贵，约占铁厂环保投资的20%，干法除尘消耗水量
0.1t/t铁，主要是蒸发冷却用水和TRT用水，没有污水问题，节省污水处理设备投资，节约水资源，也减少水处理设备占地面积。

⑷干法比湿法TRT增加30%发电量。

一般当煤气压力250kPa时，双文湿法除尘器一文压力损失12kPa，二文压力损失20kPa，两者之和为32kPa。

一文入口温度约为200℃，二文出口温度约为50℃。

而干式电除尘器压力损失约0.5kPa，罗氏除尘器压力损失1.2kPa，布袋除尘器2kPa。

这些与双文湿法除尘器相比大约相差30kPa，这对TRT影响极大，干法除尘煤气出口温度在170℃与湿法50℃比相差120℃。

采用干式除尘设备，使TRT入口煤气温度和压力提高，与发电量之间的关系见下式：N∞T{1-（P出/P入）（k-1）/k}
式中N—发电量；
T—TRT入口煤气温度273+t（℃）；
P入—TRT入口煤气压力（绝对压力）；
P出—TRT出口煤气压力（绝对压力）；
K—绝热指数。

从上式可知，随着入口煤气温度和压力提高，发电量增加。

若要TRT最大限度地回收高炉煤气压力能和显热能，干式除尘是当今理想的煤气净化工艺。

宣钢450 m3高炉、1350 m3高炉及1800 m3高炉都有TRT余压发电系统，1350m3高炉及1800 m3高炉是湿法除尘，450 m3高炉是干法除尘。

2.2低水熄焦技术应用
宣钢焦化厂在3号、4号焦炉（4.3m）已成功地应用低水熄焦技术，焦炭平均水份比传统的湿法熄焦降低2.5%～3%，保证冶金焦水份不大于4%，既节约了大量水，又减少了污染，并且利于高炉稳定操作。

下一步拟在1号、2号焦炉（6.0m）进行技改也将使用低水熄法进行熄焦。

今后有条件将进行“干法熄焦”技术改造。

2.3空冷器的应用
在风机等处采用空冷器技术，既达到了冷却效果、节约了水，又改善了电机工作环境，提高了电机效率。

2.4采用节水型冷却塔
近年来陆续将原来300m3高炉的循环水凉水池改造为节水型冷却塔，既改善了冷却效果，又减少了水的浪费。

2.5软水闭路循环技术
在1350m3及1800m3高炉上采用了软水闭路循环技术，现在拟将5号高炉（300m3）的铜冷却壁实施软水闭路循环技术。

2.6应用高性能的缓蚀阻垢水稳药剂
高性能的缓蚀阻垢水稳药剂使用后，降低污垢热阻，减少补水量。

在450m3以上高炉采用了该项技术，拟向300m3高炉推广。

2.7回用处理后的生产废水
利用处理后的冲渣水取暖供热，供热面积达20万m2，既减少了蒸汽污染，又杜绝了浪费，充分利用了能源。

3、节约能源气体技术措施
3.1“东气西输”
通过架设管道，宣钢成功地实现了将东区富余的焦炉煤气输送到西区，既减少了东区放散污染浪费，又缓解了西区能源气体供量不足的矛盾，社会、环保和经济效益可观。

3.2高炉煤气掺混转炉煤气
2005年4月成功地将炼钢转炉富余煤气掺混到高炉煤气中，杜绝了转炉煤气放散污染浪费，缓解高炉煤气不足的矛盾，效果甚佳。

焦化厂2003年12月实现了用高炉煤气炼焦，替换出的高发热值焦炉煤气一部分用于热风炉烧炉，另一部分外供。

3.3热风炉废烟气再利用
喷煤制粉系统用热风炉废烟气代替部分干燥气，既节约了高、焦炉煤气，又降低了烟气排放污染。

烧结带冷机余热预热烧结混合料等节能措施实施后效果很好。

3.4管道保温技术的应用
对高炉风机至热风炉的冷风管路、高炉净煤气管路、热风炉废烟气管路等实施保温措施，旨在提高风温和干燥气的温度，节约能源，收效良好，如300m3高炉风机至热风炉的冷风管路保温后，实测冷风温度提高40℃左右，使得热风温度提高了10℃。

3.5降低风耗
通过技术进步、加强技术操作与管理，高炉风耗逐年降低到1400m3/t以下。

3.6治理跑冒滴漏
近年来，宣钢在治理跑、冒、滴、漏方面做到了千方百计，合理利用，收到了较好的效果，比如：所有冬天取暖排放的富余废蒸汽后边都安装了疏水阀，将废汽变为水后，返回到退水沟统一回收利用。

另外，依靠科技进步充分利用能源，2005年宣钢机械厂研制成功了一种以煤炭加热产生CO为燃料、混合水煤气燃烧的环保煤气发生加热炉，该系统由于煤气炉增设风机空气预热，使加热温度达到1300℃，煤炭利用率由30%提高到80%，整套设备采取外套水封无烟设计工艺，有效防止了煤气泄漏，既节约了煤气，又达到了环保要求，经济效益和社会、环保效益显著。

4、节电技术措施
一是全员动员，节约一切可以节约的办公和照明用电，加大对相关单位的电单耗考核力度，提高节约用电意识，鼓励采用节电技术措施；二是合理选型，杜绝不经济运行；三是，采用先进的节电技术，如：300m3高炉水泵站进行了“三元流”节电技术改造；四是加强设备点检和定修制管理，提高设备运行率，降低停机（休风率）。

5、降低烧结固体燃耗和高炉焦比
近十多年，通过技术攻关，烧结实现厚料层生产，固体然耗逐年降低，生铁含〔Si〕由1.0%逐步降低到0.30%～0.50%；中型炉煤气中CO2由15%逐步提高到18%以上，大高炉提高到21%以上，并在1350m3高炉实现了1.5%的富氧鼓风；煤比逐步提高到150kg/t以上；入炉焦比逐年降低。

6、炼钢实现全连铸
炼钢实现全连铸工艺，降低了铁损、铁耗。

7、狠抓进厂原燃料质量
原燃料质量对工序能耗影响极大，特别是有害杂质危害大，宣钢近年来对进厂的精粉、块矿、炼焦煤、喷吹煤、动力煤等严格把关，实行技术监督中心、厂矿（技术部门和计量检验部门）、公司公安部门的四方联查制度，使进厂精粉的品位与烧结配料圆盘的品位波动由±1%逐年接近到±0.3%。

煤的灰份、含硫也由原来最高的15%、0.95%逐步下降到13.5%以下、0.8%以下。

精料工作为降低焦比提高产量、降低工序能耗奠定了物质基础。

8、存在的问题
由于历史的原因，宣钢从炼铁到炼钢、直到轧钢的布局规划欠缺，西铁东运、钢锭由东向西倒运，钢锭到轧钢厂（或线材、棒材厂）后，再耗高炉煤气或焦炉煤气加热，不但造成运输倒运费用升高，还使工序能耗升高，成本高于同类型企业，有待于在今后的500万t规模规划中逐步趋于合理。

9、结语
⑴宣钢近年来的节能措施千方百计、合理利用，取得了一定的进展，收到了良好的效益，今后仍将继续积极采用先进的节能工艺技术，赶超先进企业，进一步降低能耗。

⑵做好500万t规模规划的优化工作，尽快实现全连轧，进一步降低成本。

ansi-font-family: 'Times New Roman'">铁。

为了将这些尘泥从水中分离出来，需要建立庞大的水处理系统。

这些水处理设备装置投资昂贵，约占铁厂环保投资的20%，干法除尘消耗水量0.1t/t铁，主要是蒸发冷却用水和TRT用水，没有污水问题，节省污水处理设备投资，节约水资源，也减少水处理设备占地面积。

⑷干法比湿法TRT增加30%发电量。

一般当煤气压力250kPa时，双文湿法除尘器一文压力损失12kPa，二文压力损失20kPa，两者之和为32kPa。

一文入口温度约为200℃，二文出口温度约为50℃。

而干式电除尘器压力损失约0.5kPa，罗氏除尘器压力损
失1.2kPa，布袋除尘器2kPa。

这些与双文湿法除尘器相比大约相差30kPa，这对TRT影响极大，干法除尘煤气出口温度在170℃与湿法50℃比相差120℃。

采用干式除尘设备，使TRT入口煤气温度和压力提高，与发电量之间的关系见下式：N∞T{1-（P出/P入）（k-1）/k}
式中N—发电量；
T—TRT入口煤气温度273+t（℃）；
P入—TRT入口煤气压力（绝对压力）；
P出—TRT出口煤气压力（绝对压力）；
K—绝热指数。

从上式可知，随着入口煤气温度和压力提高，发电量增加。

若要TRT最大限度地回收高炉煤气压力能和显热能，干式除尘是当今理想的煤气净化工艺。

宣钢450 m3高炉、1350 m3高炉及1800 m3高炉都有TRT余压发电系统，1350m3高炉及1800 m3高炉是湿法除尘，450 m3高炉是干法除尘。

2.2低水熄焦技术应用
宣钢焦化厂在3号、4号焦炉（4.3m）已成功地应用低水熄焦技术，焦炭平均水份比传统的湿法熄焦降低2.5%～3%，保证冶金焦水份不大于4%，既节约了大量水，又减少了污染，并且利于高炉稳定操作。

下一步拟在1号、2号焦炉（6.0m）进行技改也将使用低水熄法进行熄焦。

今后有条件将进行“干法熄焦”技术改造。

2.3空冷器的应用
在风机等处采用空冷器技术，既达到了冷却效果、节约了水，又改善了电机工作环境，提高了电机效率。

2.4采用节水型冷却塔
近年来陆续将原来300m3高炉的循环水凉水池改造为节水型冷却塔，既改善了冷却效果，又减少了水的浪费。

2.5软水闭路循环技术
在1350m3及1800m3高炉上采用了软水闭路循环技术，现在拟将5号高炉（300m3）的铜冷却壁实施软水闭路循环技术。

2.6应用高性能的缓蚀阻垢水稳药剂
高性能的缓蚀阻垢水稳药剂使用后，降低污垢热阻，减少补水量。

在450m3以上高炉采用了该项技术，拟向300m3高炉推广。

2.7回用处理后的生产废水
利用处理后的冲渣水取暖供热，供热面积达20万m2，既减少了蒸汽污染，又杜绝了浪费，充分利用了能源。

3、节约能源气体技术措施
3.1“东气西输”
通过架设管道，宣钢成功地实现了将东区富余的焦炉煤气输送到西区，既减少了东区放散污染浪费，又缓解了西区能源气体供量不足的矛盾，社会、环保和经济效益可观。

3.2高炉煤气掺混转炉煤气
2005年4月成功地将炼钢转炉富余煤气掺混到高炉煤气中，杜绝了转炉煤气放散污染浪费，缓解高炉煤气不足的矛盾，效果甚佳。

焦化厂2003年12月实现了用高炉煤气炼焦，替换出的高发热值焦炉煤气一部分用于热风炉烧炉，另一部分外供。

3.3热风炉废烟气再利用
喷煤制粉系统用热风炉废烟气代替部分干燥气，既节约了高、焦炉煤气，又降低了烟气排放污染。

烧结带冷机余热预热烧结混合料等节能措施实施后效果很好。

3.4管道保温技术的应用
对高炉风机至热风炉的冷风管路、高炉净煤气管路、热风炉废烟气管路等实施保温措施，旨在提高风温和干燥气的温度，节约能源，收效良好，如300m3高炉风机至热风炉的冷风管路保温后，实测冷风温度提高40℃左右，使得热风温度提高了10℃。

3.5降低风耗
通过技术进步、加强技术操作与管理，高炉风耗逐年降低到1400m3/t以下。

3.6治理跑冒滴漏
近年来，宣钢在治理跑、冒、滴、漏方面做到了千方百计，合理利用，收到了较好的效果，比如：所有冬天取暖排放的富
余废蒸汽后边都安装了疏水阀，将废汽变为水后，返回到退水沟统一回收利用。

另外，依靠科技进步充分利用能源，2005年宣钢机械厂研制成功了一种以煤炭加热产生CO为燃料、混合水煤气燃烧的环保煤气发生加热炉，该系统由于煤气炉增设风机空气预热，使加热温度达到1300℃，煤炭利用率由30%提高到80%，整套设备采取外套水封无烟设计工艺，有效防止了煤气泄漏，既节约了煤气，又达到了环保要求，经济效益和社会、环保效益显著。

4、节电技术措施
一是全员动员，节约一切可以节约的办公和照明用电，加大对相关单位的电单耗考核力度，提高节约用电意识，鼓励采用节电技术措施；二是合理选型，杜绝不经济运行；三是，采用先进的节电技术，如：300m3高炉水泵站进行了“三元流”节电技术改造；四是加强设备点检和定修制管理，提高设备运行率，降低停机（休风率）。

5、降低烧结固体燃耗和高炉焦比
近十多年，通过技术攻关，烧结实现厚料层生产，固体然耗逐年降低，生铁含〔Si〕由1.0%逐步降低到0.30%～0.50%；中型炉煤气中CO2由15%逐步提高到18%以上，大高炉提高到21%以上，并在1350m3高炉实现了1.5%的富氧鼓风；煤比逐步提高到150kg/t以上；入炉焦比逐年降低。

6、炼钢实现全连铸
炼钢实现全连铸工艺，降低了铁损、铁耗。

7、狠抓进厂原燃料质量
原燃料质量对工序能耗影响极大，特别是有害杂质危害大，宣钢近年来对进厂的精粉、块矿、炼焦煤、喷吹煤、动力煤等严格把关，实行技术监督中心、厂矿（技术部门和计量检验部门）、公司公安部门的四方联查制度，使进厂精粉的品位与烧结配料圆盘的品位波动由±1%逐年接近到±0.3%。

煤的灰份、含硫也由原来最高的15%、0.95%逐步下降到13.5%以下、0.8%以下。

精料工作为降低焦比提高产量、降低工序能耗奠定了物质基础。

8、存在的问题
由于历史的原因，宣钢从炼铁到炼钢、直到轧钢的布局规划欠缺，西铁东运、钢锭由东向西倒运，钢锭到轧钢厂（或线材、棒材厂）后，再耗高炉煤气或焦炉煤气加热，不但造成运输倒运费用升高，还使工序能耗升高，成本高于同类型企业，有待于在今后的500万t规模规划中逐步趋于合理。

9、结语
⑴宣钢近年来的节能措施千方百计、合理利用，取得了一定的进展，收到了良好的效益，今后仍将继续积极采用先进的节能工艺技术，赶超先进企业，进一步降低能耗。

⑵做好500万t规模规划的优化工作，尽快实现全连轧，进一步降低成本。

选自《炼铁技术通讯》2006年02期。