“产学研用”合力攻关促提升——京唐烧结持续降低工序能耗侧记-乐鱼app官网下载

“产学研用”合力攻关促提升——京唐烧结持续降低工序能耗侧记

发布时间:2023-03-27 09:00:39

春回大地,万物复苏。渤海之滨曹妃甸首钢京唐厂区,两台500平方米烧结机生产节奏紧张有序,设备运转高效节能。

近年来,京唐依托首钢集团和冶金高校科研技术优势,持续开展“产学研用”合作研究,通过系列综合优化技术的应用,烧结工序能耗逐步降低,2022年工序能耗优于行业能效标杆水平,今年前两个月比去年降低4.4千克标准煤/吨,达到历史最好水平。

迎难而上  合力实施攻关

钢铁长流程中,烧结工序能耗仅次于高炉,占钢铁流程总能耗的10%,是钢铁企业实现降碳的关键工序。京唐两台烧结机投产以来,因为燃料消耗高、余热利用率低等原因,工序能耗始终没有达到行业标杆水平,与先进企业有不小的差距。

看到差距,就有了努力的方向,京唐烧结人追求进步的步伐始终没有停止。自2016年开始,围绕降低烧结工序能耗,他们对标行业先进,剖析自身问题,主动迎难而上,从降低固体燃料消耗、降低系统热量损失方面合力攻关,一步一个脚印,不断提升烧结系统的高效低耗综合水平,向着行业能效标杆踏实笃行。谈到烧结工序能耗的降低,京唐炼铁部副部长黄文斌说:“面对严苛的环保和降耗要求,烧结想要达到行业能效标杆,进一步降碳减排确实不容易,但我们瞄准瓶颈问题、难点问题,大力推进降耗技术攻关措施的落地落实,为烧结工序能耗的持续降低创造了条件。”

2019年在烧结脱硫脱硝升级改造项目投运的背景下,京唐烧结工序能耗持续降低,与行业能效标杆的差距在逐步缩小。当自身进步遇到瓶颈时,需要借助团队力量实现更大的进步。

“我们需要强化多技术源的协同,进一步挖潜降耗,比如在能源高效利用、低氧烟气直接回用等领域开展科研攻关,优化烧结过程热量分布和提高废烟气利用率,从而实现减排与降耗协同发展。”炼铁部生产技术室副主任李明说。

为了更大幅度降低能源消耗,烧结工序依托京唐公司大力推行的铁前一体化平台协同优势,以自身原料条件和工艺条件为基础,结合首钢技术研究院、首钢工程、北京科技大学等持续开展“产学研用”合作研究,由公司领导牵头成立能耗攻关课题组。课题组及时关注行业降碳减排新技术的发展与应用,走出去到先进企业考察交流,对标找差、取长补短。团队技术人员在基础研究方面从烧结工艺理论出发,探索不同烧结阶段对氧和碳的实际需求,将烧结烟气中的氧与烧结燃料中的碳有机结合,提高烧结能源利用效率和成矿效率,实现减排与降碳协同发展。同时,在烧结现场工艺改造提升方面也开展了多项工作。

——2017年5月,京唐正式投入蒸汽喷吹系统,降低一氧化碳排放量效果显著,一氧化碳浓度下降幅度达到15%以上;

——2018年至2020年,实施提升烧结料层攻关,在台车栏板高度保持750毫米条件下,料层由810毫米提高至950毫米,固体燃耗较之前降低7千克/吨。

——2019年至2020年,分别完成两台烧结环冷机液密封改造,回转体上下部采用水槽密封,内侧采用柔性密封材料避免水槽进灰,环冷机漏风率下降30%左右,鼓风机开机台数由6台减至4.5台,吨矿降低电耗2千瓦时,现场环境改善显著。

——2021年,陆续投入烟气外循环、烟气内循环、低负压点火、天然气喷吹、环冷机余热发电等项目,采暖季吨矿发电量在16千瓦时以上,非采暖季吨矿发电量19.5千瓦时以上,最高达到21.7千瓦时……

追求极致  科学推进降耗

随着烧结单体节能降耗技术陆续投入运行,如何使其更高效协同,优劣互补,取得更大的降碳减排效果?攻关课题组围绕不同烧结阶段的热量分布、需求及理论耗氧量提出烧结过程碳氧重构理论,为烧结过程气、固燃料的科学配置、废烟气的高效利用奠定理论基础。

“本着保质保产降成本的原则,我们从烧结工艺基础理论出发,提出了烧结过程碳氧重构的技术思路。之后一系列的实施过程,验证了我们最初的想法是正确的。”技术研究院首席研究员潘文说。针对烧结过程碳重构关键技术开发,团队成员立足生产实际,充分发挥烧结料层的自蓄热作用,开展了大量现场调研和实验室研究,结合烧结杯实验和烟气数据指标,寻找最佳配矿结构,实施助燃风预热条件下的富氢气体喷吹技术,在降低烧结上层热量需求的同时弥补烧结上层热量不足的问题,最大程度实现系统热量的综合利用,为降低工序能耗提供支撑。

潘文和同事张亚鹏、京唐烧结技术人员,根据烧结过程碳氧重构理论和烧结台车不同位置段的氧含量分布,开发了基于氧重构的烧结降碳减排综合喷吹系统,选取合理的喷吹位置和喷吹量,创新实现了“天然气喷吹 烟气内循环 烟气外循环 加湿喷吹”技术集成,并总结提炼成最佳操作法,统一了生产四班的操作标准,促进了烧结工序的持续降低。他们通过实施“超厚料层烧结技术”,使500平方米烧结机料层厚度由810毫米提高至950毫米,充分发挥了料层自蓄热作用,改善下部料层热量供给;通过实施“废烟气协同天然气喷吹技术”,利用机尾除尘热废烟气显热提高能源利用效率,综合喷吹弥补了上部料层的热量不足,减少了下部料层热量过剩,缩小了上下部热量差异;通过“烧结综合喷吹系统创新集成”,使烧结工序能耗下降15%。

“从2017年开始,历时6年的‘产学研用’合作研究,我们课题组攻克了烧结过程碳氧重构基础理论和工艺制度等一系列关键技术,形成了一整套基于碳氧重构的烧结降碳减排提质新工艺,在协同降低工序能耗和污染物排放方面取得了重大突破。这里面每一个单体技术都不是行业先例,但多项技术综合应用,我们是第一家。”京唐炼铁部烧结作业区工艺技术员赵景军说。

2022年,京唐500平方米烧结机固体燃料消耗降低7.81千克/吨、烧结工序能耗降低7.23千克标准煤/吨;外排烟气二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等排放量大幅降低,综合减排效果十分显著。烧结机利用系数提高了0.08吨/平方米·时,烧结矿低温还原粉化指数明显提高,由68.16%提高到70.51%,实现了烧结机降碳减排、提质增效目标。

稳中求进  强化基础管理

生产系统的稳定高效是降本降耗的前提。京唐烧结工序干部职工以“高质量服务高炉生产,高标准铸就行业典范”为目标,精心组织两台500平方米烧结机生产,全力保障产线稳定运行,为降低工序能耗奠定基础。

充分发挥党建引领作用,创建了独具特色的党员责任区体系。烧结作业区以自然班组为基础,将配混、烧结、成品三个区域的设备设施划分为12个责任区,班组长为责任区负责人,党小组长为辅导员,支委班子成员为联络员,突出责任区主体,强化作业区网格化管理。

“烧结党支部党员责任区”微信工作群里,每天生产岗位、维检都会在群里反馈问题,专业负责“接诉即办”。利用党员责任区网格化管理,工作群内有发布、有回复,有整改、有反馈,每名党员对自己负责的生产区域做到心中有数,有问题、有隐患第一时间报备处理,在每日每事的闭环管理中促进了生产稳定,提升了现场环境。制定了红旗责任区评价标准,每月从履职尽责、区域指标、阵地建设、先锋作用、联系群众五个方面对12个党员责任区进行评价,评价结果在作业区上墙公示,干得好的会得到相应的小红旗。通过红旗责任区评比,正向激励了党员发挥先锋模范作用,带动了责任区内职工群众齐抓共管。党员责任区的设立,将党建、生产、qti等工作融为一体,一个体系干多样工作,实现了党建工作在生产一线的落实落地。2022年,烧结作业区党支部被命名为“首钢集团品牌党支部”。

与此同时,他们还建立了四班统一操作标准,减少质量波动,实现操作标准化。作业区制定了《烧结过程控制操作办法》,配碳的调整幅度由以前的±0.1精细到±0.02,单班的调整频率由大到小,统一了风、水、碳的操作标准,四班操作严格按照技术规程控制,缩小参数控制期间,减小了烧结矿的质量波动。实施设备周期性管理,实现设备管理精细化。分门别类建立设备维护检修台账,通过明确重要设备部件的保养周期、更换周期,让计划检修有的放矢。近两年,烧结作业区克服环保限产、限电停机及工程节点等影响,高质量满足了高炉的用料需求,实现了生产高效低耗的良好效果,工序能耗和排放指标达到行业先进水平。

2022年底,京唐公司被授予“双碳最佳实践能效标杆示范厂培育企业”。烧结工序能耗率先达到行业标杆值,将有力助推京唐能效标杆企业的创建。谈到能效标杆示范创建工作,京唐副总经理吴礼云说:“我们着眼长远发展,将极致能效摆在突出位置,持续优化能效达标推进方案,统筹推进流程节能、工艺节能、设备节能,发挥好能效标杆示范厂引领作用,为钢铁行业节能减碳增效工作贡献首钢力量。”

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