钢铁工业节能降耗的重要途径

xgsb

钢铁工业节能降耗的重要途径 钢铁工业节能降耗的重要途径.rar (8.31 KB, 下载次数: 34)

2008-12-16 16:00 上传

点击文件名下载附件

lzyjdx

钢铁工业节能降耗的重要途径
           ----充分利用高炉、转炉和焦炉煤气问题探讨

    在钢铁工业用能结构中，煤炭约占70％左右，在煤炭的热能转换中有65.88％是以焦炭和煤粉形式参与冶炼生产的，另有34．12％的热能是以可燃气体(包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气)形式出现。可燃气体的热能数值大，要合理、科学，充分地利用，这对钢铁工业节能工作具有积极的作用。可燃气体使用的原则是：先供各类炉窑使用(包括热风炉，加热炉、烘烤设施等)，最后才去用于发电。因为煤气-蒸汽-发电的能量转化率约为25%，而煤气-燃汽轮机发电转化率也只有50%左右。

钢铁企业煤气的数量和质量情况分析     
一是高炉煤气的情况。 高炉煤气的产生量约为高炉鼓风风量的1．35~1．40倍。随着高炉冶炼生铁品种的不同，燃烧每吨焦炭约可产生1400吨m3的高炉煤气，但喷吹煤粉和烧结矿中的残碳量也会对高炉煤气的产生量有较大影响。
    高炉煤气中有大量的N2，和CO2，其主要可燃的成份为CO、H2相CH4(含量很少)，故其发热值较低。一般冶炼制钢铁时，发热值为2850~3220kJ／m3；冶炼铸造铁时，发热值为3550-4200kJ／m3。
    因高炉煤气中含CO量在30％以下，造成燃烧速度低、火焰长。高炉煤气的理论燃烧温度在1400~1500℃。
    二是转炉煤气的情况。因转炉煤气技术装备水平和操作技术水平的不同，造成转炉煤气回收量波动较大，一般为每1吨钢回收的煤气量在50~l00m3。
    氧气顶吹转炉的成分一般为：CO为45％-65％，H2<2%，CO2为15％~25％,O2为 0.4％~0.8%，N2为24％~38％。转炉煤气发热值在6500~8400kJ／m3。日本氧气转炉生产技术水平较高，其煤气发热值为8374kJ／m3。
    氧气转炉煤气燃烧温度一般在1400~1500℃; 在转炉炉口部分燃烧，造成烟气温度在2000℃左右，故应加强对这部分余热的回收。
三是焦炉煤气的情况。炼焦炉煤的含碳量和挥发分对焦炉煤气发生量有较大影响，故用公式Vr=KVc来计算每吨干煤煤气发生量。每吨洗精煤(挥发分为28％时)，可产生327m3煤气，约用1．35吨洗精煤生产1吨焦炭，焦炉煤气发生量约为440m3／t焦。式中Vr是每吨干煤煤气发生量，单位是m3／t干煤；Vc是干煤的挥发分，为百分数；K是系数，在64~72之间；焦炉煤气的回收量一般在96％~98%。   
因焦炉煤气中含H2在60％左右，惰性气体含量少，故燃烧速度快、火焰短、热值高(在18000~19300kJ／m3)。焦炉煤气燃点低、易着火，与空气易形成爆炸性气体。煤气中的焦油、荼等物质易堵塞管道，因有氢还易腐蚀管道。
    焦炉煤气的组成为：H2为55％~60％，CO为5％~8％，CH4为23％-28％．CmHn为2％~4％，苯类为0．5％~1％，在30℃条件下水分在4%~5％，还有少量的N2、CO2、O2焦炉煤气从炭化室出来，经上升管、桥管到集气管。此处煤气的温度在650~700~C，应开展余热回收。
    重点钢铁企业煤气应用情况
    据统计，2004年全国重点企业高炉煤气平均放散率为4．4％，转炉煤气平均放散率为3．41％，吨钢转炉煤气平均回收量为42m3／t。有关企业煤气应用情况见下表。


    2004 年重点钢铁企业煤气应用情况
项目        高炉煤气放散率（%）        焦炉煤气放散率（%）        转炉煤气吨钢回收（m3／t）
平均值        4.4        3.41        42
最佳值        0        0        95
落后值        24.88        23.31        0

2004年，重点钢铁企业煤气应用情况分析如下；
    高炉煤气方面：北钢、石钢、西钢、新疆八钢等10个企业实现了高炉煤气零排放。有10个企业高炉煤气放散率超过10％，最高的达24．88％。
    焦炉煤气方面：宝钢、北钢、石钢、承钢、杭钢、合钢、安钢、广钢、江西新钢、型钢、天铁等18个企业焦炉煤气放散率为零， 有8个企业家、焦炉煤气放散率大于10％，最高的达23．31％。
    转炉煤气方面：宝钢转炉煤气吨钢回收量为95m3，是全国最高值；其次为鄂钢(88)、太钢(86)、本钢和石钢(85)，武钢(83)。首钢、湘钢、承钢、宝钢集团上海一钢在60m3t以上。有25个企业没有回收转炉煤气。
    2004年，重点企业转炉煤气平均回收量为42m3t， 比两年前退步了。过去，有的企业煤气回收大于100 m3t的记录，但没有保持下来；国外工业发达国家有煤气回收大于100 m3t的数据。这些数据说明我国转炉煤气回收技术与世界先进水平相比，差距还是很大的。

   钢铁企业煤气高效利用途径探讨  高炉煤气高效利用问题
   炼铁系统占钢铁工业总能耗的70％左右，高炉煤气所拥有的物理能和化学能占高炉入炉燃料能量的40％左右，占钢铁企业总能耗的12％。高效利用高炉煤气，对钢铁工业节能、降耗、降成本具有重大意义。企业各级领导和广大科技人员要重视此项工作，积极做出成绩。
    高炉煤气的高效利用途径如下：   
一是高炉炉顶煤气余压发电(TRT)技术   
高炉炉顶煤气压力在>0．08MPa时，采用压差发电技术是可行的。但是，压力在0．08MPa时，所发出的电量与设备自身消耗电量相等，故要求煤气压力要大于0．08MPa时才有收益。压力大于0．12MPa时，经济上是合理的。煤气压力越高，效益越大。笔者建议炉顶煤气压力大于0．15MPa的高炉应当积极采用煤气压差发电技术。现在全国已有66座高炉有TRT装置，其中1000 m3以下容积的高炉有19座，450 m3高炉已用上TRT装置。   
采用TRT装置，吨铁发电量在20~40kWh。如采取干法煤气除尘技术，可使发电量增加30％左右。总体上讲，TRT装置可回收高炉鼓风机所需能量的30％，经济效益可观，是炼铁工序重大节能项目。
    二是应用蓄热是燃烧技术提高煤气质量，扩大应用范围   
热风炉应用蓄热式燃烧技术，对空气和煤进行双预热(达到250~ 500℃)，就可以100％使用低热值的高炉煤气，使热风温度达到1200cC以上。    高炉煤气应用蓄热式燃烧技术之后，可提高煤气的温度，为在轧钢加热炉和烧结机点火、钢包烘烤、热处理炉等方面使用1l供了有利条件，替代出部分高热值的焦炉煤气。高炉煤气含尘量要低于15mg/m3。同时，应建立专用煤气柜，以保证供应压力和气量的稳定。
    三是高炉煤气发电
    高炉煤气发电可采用高压锅炉蒸汽发电和燃气轮机发电(CCPP)。燃气轮机发电，气电转化率高，约在40%~50％(不对外供热)，比常规锅炉蒸汽发电多70%~90%， 节水约1/3；但对煤气质量要求高（如热值、压力、煤气量要稳定、含尘量小等）。
全烧高炉煤气锅炉发电技术，主要是设计高温高压锅炉并可作为冬季取暖抽蒸汽使用。一台220t／h蒸发量的锅炉，每年用14亿~16亿m3高炉煤气，投资约6000万-7000万元，全年可供蒸汽57．6万t，发电量4320万kWh，增加供电量3181．66万kwh，节约17．6万吨标准煤，年综合效益达4000万元以上。该设备投资仅为菅通发电站的60％~70％。
    四是高炉煤气余热利用
    应用余热锅炉可将高炉煤气的部分余热进行回收。煤气温度降低，对于干式除尘的布袋有保护作用。   
转炉煤气高效利用问题   
转炉煤气不含硫，含氢量也很少，是一种好燃料。目前，一些钢厂由于除尘效果不好，转炉煤气用途不广泛，影响了煤气回收。   
转炉煤气的物理热可以通过余热锅炉来回收，所产生的蒸汽基本上能够满足炼钢工序能源消耗，实现负能炼钢，蒸汽可以用于炉外精炼工序中真空精炼。
    转炉煤气热值比高炉煤气高，可以用于热风炉烧炉，混铁炉、钢包等的烘烤，还可以用于轧钢加热炉、耐火材料厂炉窑的燃料，也可以用于发电。
    焦炉煤气高效利用问题   
焦炉煤气含氢在60％左右，应当采用适当的技术(如变压吸附)进行提氢，供其他行业作为原料或燃料(可替代汽曲)。目前，这方面的应用尚存在储存、运输、价格等问题，但发展前景广阔，效益也会提高。
焦炉煤气可以用于各种工业炉窑作为燃料，因其发热值高、含尘量小，可用于轧钢加热炉，为优化钢坯表面质量提供了条件。
    焦炉煤气因热值高，毒性小(CO含量低)，可以作为各种烘烤的燃料，甚至可以用焦炉煤气配加氧气对金属切割和表面处理。   
焦炉煤气因热值高、杂质少、毒性小，而被国内一些城市用于主要的生活用煤气的来源。
混合煤气高效利用问题
为满足钢铁工业各种炉窑对温度、洁净度、燃烧速度、燃烧形态等方面的要求，可以将高炉煤气、转炉煤气，焦炉煤气按不同比例进行混合使用。
    蓄热式燃烧技术的推广，提高了高炉煤气的使用范围，替代出部分焦炉煤气，使各类煤气得到了高效利用。
    钢铁企业应充分回收和高效利用各类煤气，剩余煤气可以用于发电，从而实现煤气零排放，向企业少购电或不外购电方向发展。

kings

节能降耗，好

whwangjianli

很好，我正好也在查这方面的资料

lkjhg147a

收下了，谢谢楼主