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Xi An Chen Teng Wu Zi Co., Ltd.
近年來國內(nèi)鋼鐵工業(yè)高速發(fā)展，也帶動(dòng)煉焦生產(chǎn)能力快速增長(zhǎng)，煉焦工藝裝備、勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面取得了顯著進(jìn)步，但在發(fā)展過程中依然存在能源消耗高、污染物排放量大和資源綜合利用率不高等一系列問題。為此，國家明確規(guī)定，2015年焦化生產(chǎn)工序能耗要達(dá)到《焦炭單位產(chǎn)品能源消耗限額》限定值的要求，降低煉焦能耗。
寶鋼有6米焦?fàn)t12座，共600孔;7米焦?fàn)t2座，共110孔。其中一期焦?fàn)t為新日鐵M型，二期為JN60-87型，三期為JNX60-2型，四期焦?fàn)t為JNX70-3型。今年4月21日一期焦?fàn)t停爐大修，預(yù)計(jì)2015年下半年投產(chǎn)(4×50孔7米焦?fàn)t)，投產(chǎn)后二期焦?fàn)t停產(chǎn)，到2016年形成4×50孔6米焦?fàn)t，2×55孔、4×50孔7米焦?fàn)t，設(shè)計(jì)焦炭總產(chǎn)能為553萬噸。20多年來，寶鋼煉焦在以高爐為中心組織生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，一直注重區(qū)域的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，通過技術(shù)創(chuàng)新、工藝局部改進(jìn)等，煉焦能耗穩(wěn)居國內(nèi)外先進(jìn)水平。尤其是2012年，寶鋼煉焦工序能耗達(dá)到93.50千克/噸焦，優(yōu)于行業(yè)先進(jìn)值(寶鋼煉焦電力單耗折標(biāo)系數(shù)為0.320，2012年數(shù)據(jù)包含四期焦?fàn)t)。
煤調(diào)濕引入煙道氣更穩(wěn)定
寶鋼焦?fàn)t煤調(diào)濕于2008年底投產(chǎn)運(yùn)行，采用蒸汽回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)形式，蒸汽冷凝后進(jìn)入CDQ鍋爐作為純水使用，后期自主開發(fā)引入焦?fàn)t煙道氣作為載氣，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。
其焦?fàn)t煤調(diào)濕與傳統(tǒng)的蒸汽回轉(zhuǎn)式干燥機(jī)相比，增加了焦?fàn)t煙道氣的使用，從低碳生產(chǎn)出發(fā)，主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：一是焦?fàn)t煙道氣是焦?fàn)t加熱煤氣燃燒后產(chǎn)生的，直接由煙囪排出，其主要成分為N2、CO2等，溫度在220℃左右。在引入煙道氣后，能有效控制系統(tǒng)的氣體成分穩(wěn)定性，同時(shí)減少N2的消耗。二是煙道氣余熱較高，煤調(diào)濕引入煙道氣可以有效利用其熱量替代原有的循環(huán)氣預(yù)熱，降低排放到大氣中的廢氣溫度。三是在同等結(jié)焦時(shí)間條件下，焦?fàn)t爐溫可以降低20℃，焦?fàn)t燃料單耗可以降低3千克標(biāo)煤/噸，企業(yè)可以每噸焦少購買2.5立方米天然氣，而天然氣中含有90%左右的CH4物質(zhì)，年產(chǎn)量按540萬噸計(jì)算，一年可以減少碳排放2.47萬噸。
寶鋼以煙道氣做載氣的蒸汽回轉(zhuǎn)干燥(STD+I)煤調(diào)濕工藝，利用管網(wǎng)中的低壓蒸汽和焦?fàn)t煙道廢氣作為熱載體，對(duì)裝爐煤料進(jìn)行間接和直接加熱，經(jīng)過運(yùn)行調(diào)整后，煙氣用量提高到約1.5萬立方米/小時(shí)，調(diào)濕后煤料的水分穩(wěn)定在6.5%±0.5%，有利于焦?fàn)t加熱調(diào)整。此外，裝入煤水分穩(wěn)定降低后，在結(jié)焦時(shí)間不變的情況下，焦?fàn)t加熱用煤氣耗量降低，以年產(chǎn)焦炭180萬噸計(jì)，可節(jié)能8000噸標(biāo)煤，減少CO2排放在2萬噸左右。
爐體管理延長(zhǎng)焦?fàn)t壽命
隨著焦?fàn)t爐役增加，爐體受溫度應(yīng)力、自身膨脹和推焦應(yīng)力等作用會(huì)逐漸出現(xiàn)不同程度的劣化現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是焦?fàn)t蓄熱室封墻變形，爐外的冷空氣極易大量漏入，結(jié)果不僅增大氣流阻力，而且導(dǎo)致煤氣在蓄熱室內(nèi)短路、燃燒，造成邊火道溫度低下。二是經(jīng)過長(zhǎng)期的高開工率生產(chǎn)，炭化室出現(xiàn)了不同程度的爐頭磚剝蝕、缺角，個(gè)別炭化室發(fā)生爐墻穿孔現(xiàn)象。
為此，寶鋼對(duì)焦?fàn)t蓄熱室拆除隔熱罩，對(duì)斜道正面、蓄熱室封墻表面進(jìn)行清理、勾縫，然后對(duì)斜道正面、蓄熱室封墻表面用稀土抹面涂料進(jìn)行涂抹，來提高封墻和斜道正面的嚴(yán)密性，增強(qiáng)封墻的隔熱效果。另外，對(duì)焦?fàn)t炭化室爐頭爐墻部分磚出現(xiàn)的剝蝕等，采用熱態(tài)陶瓷噴補(bǔ)技術(shù)，避免爐墻損壞加劇，延長(zhǎng)焦?fàn)t使用壽命。
干熄焦汽化率優(yōu)化控制有效節(jié)能
干熄爐內(nèi)紅焦與循環(huán)氣體通過逆向流動(dòng)進(jìn)行換熱，熱的循環(huán)氣體再與鍋爐進(jìn)行熱交換后產(chǎn)生中壓蒸汽。傳統(tǒng)的作業(yè)模式認(rèn)為，中壓蒸汽屬于能源回收，應(yīng)越高越好，故多采用大風(fēng)量、低料位的作業(yè)模式來提高中壓蒸汽產(chǎn)率。其忽略了干熄焦系統(tǒng)的熱效率，盲目提高汽化率勢(shì)必造成焦炭燒損的增加，煉焦成焦率降低。為此，寶鋼對(duì)干熄焦汽化率的控制方式進(jìn)行了以下調(diào)整：
一是減少空氣導(dǎo)入。在干熄焦過程中導(dǎo)入空氣，主要是將系統(tǒng)中可燃成分通過燃燒法降低，在可燃成分燃燒的過程中會(huì)造成部分焦炭的燒損。為降低系統(tǒng)中可燃含量同時(shí)減少空氣導(dǎo)入造成的燒損，寶鋼結(jié)合干熄焦現(xiàn)有的7點(diǎn)沖氮配置，增加干熄焦系統(tǒng)內(nèi)氮?dú)鉀_入量。
二是控制干熄爐料位。合理的干熄焦預(yù)存段料位和循環(huán)風(fēng)量，有利于提高干熄爐內(nèi)焦炭冷卻均勻性，使干熄爐自上而下溫度梯度合理分布。為此，改變干熄焦低料位作業(yè)模式：3臺(tái)干熄爐生產(chǎn)時(shí)，料位控制在中下位置;4臺(tái)干熄爐生產(chǎn)時(shí)，料位控制在中上料位。
三是增加給水預(yù)熱器。給水預(yù)熱器的主要作用，一是可以有效降低干熄焦排焦溫度，提高紅焦處理能力;二是通過提高純水溫度來降低低壓蒸汽消耗。2007年以來，寶鋼通過技改項(xiàng)目陸續(xù)在二期、一期干熄焦增加給水預(yù)熱器。
在多方面措施實(shí)施后，寶鋼干熄焦系統(tǒng)漏風(fēng)率大大降低，低壓蒸汽單耗降低約5千克/噸，干熄焦電耗下降10%，干熄焦排焦溫度降低10℃左右，汽化率穩(wěn)定控制在530千克/噸～550千克/噸。
把握低碳煉焦發(fā)展方向
按照煉焦行業(yè)特點(diǎn)和鋼鐵聯(lián)合企業(yè)清潔生產(chǎn)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，煉焦系統(tǒng)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)低碳生產(chǎn)應(yīng)把握如下方向：
一是實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t上升管顯熱回收。焦?fàn)t上升管部位通過的荒煤氣溫度在800℃左右，約占煉焦系統(tǒng)總熱量的35%。回收這部分高溫顯熱對(duì)煉焦實(shí)現(xiàn)低碳生產(chǎn)意義重大，目前國內(nèi)外多家煉焦企業(yè)都在自主研發(fā)這一技術(shù)。
二是采用第三代煤調(diào)濕技術(shù)即焦?fàn)t煙道氣流化床煤調(diào)濕，充分利用焦?fàn)t系統(tǒng)煙道氣余熱進(jìn)行煉焦煤預(yù)熱，目前在馬鋼已投產(chǎn)。
三是發(fā)展成型煤、搗鼓煉焦技術(shù)，提高弱黏煤、非煉焦煤等的配煤比例，合理利用國內(nèi)外煤炭資源。
四是發(fā)展焦?fàn)t機(jī)側(cè)除塵技術(shù)，降低推焦過程中粉塵、煙氣的排放。
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