軋鋼工序節能技術(shù)及節能實(shí)踐

Vol 33 No. 3冶金能源May.2014ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY27軋鋼工序節能技術(shù)及節能實(shí)踐覃永國盧春寧(柳州鋼鐵中板廠(chǎng)摘要對軋鋼工序能耗的構成進(jìn)行分析,指出軋鋼系統的節能應以加熱爐節能為重點(diǎn)。在分析蓄熱式燃燒、涂料、熱送熱裝、黑體強化輻射傳熱、鋼鐵企業(yè)煤氣資源合理利用、變頻調速技術(shù)的基礎上,結合柳鋼中板廠(chǎng)近年采取的節能措施和節能技術(shù)的應用情況,指出了今后柳鋼中板廠(chǎng)的節能方向和對策,為其他軋鋼企業(yè)節能降耗提供參考。關(guān)鍵詞節能熱送熱裝蒸汽回收Energy -saving measures of rolling system in iron and steel enterpriseQin Yongguo Lu ChunnirLiuzhou Iron and Steel of Plate PlantAbstractThe composition of the rolling system energy consumption was analyzed, and the importanceof reheating furnace eling was pointed out. On the base of the technology such as regeneracombustion, coating, hot delivery and hot charging, reinforced blackbody radiation, the reasona-ole utilizations of byproduct gas in the iron and steel making process and frequency conversion speedcontrol, with the practice of recent energy-saving measures, application of energy -saving technologyin Liuzhou iron and steel of plate plant, energy - saving direction and counter measures of rolling system in the future were pointehis will offer reference for energy -saving in other rollKeywords energy saving hot delid hot charging steam retrieve為實(shí)現鋼鐵工業(yè)的可持續發(fā)展,在國家一系1軋鋼系統節能列節能減排政策的倡導下,中國鋼鐵工業(yè)正向著(zhù)低能耗、短流程和高附加值產(chǎn)品方向發(fā)展。中國任何能量都由可用能煙和無(wú)效能嫵組成鋼鐵工業(yè)的節能減排工作取得了很大進(jìn)展,但與根據能量守恒定律得知,能量的總量是不會(huì )減少?lài)庀冗M(jìn)水平相比還有很大差距,節能工作尚面的,只是在能源的轉換和使用過(guò)程中,能量中的臨著(zhù)“穿越環(huán)境高山”壓力。軋鋼系統節能工可用能降低,而無(wú)效能增加,因此,節能的本質(zhì)作也得到了重視,節能措施、節能技術(shù)在軋鋼系就是減少畑損失,節能就是節姐。統中不斷得到應用,軋鋼工序能耗不斷降低。近降低加熱爐煤氣消耗幾年,中板廠(chǎng)在節能方面開(kāi)展了一些工作,取得中國煤化工是單位重量坯料在爐了一定的效果,目前的工序能耗占公司噸鋼綜合內CNMH率的比值。因此,降低能耗的8%~10%。加熱爐燃耗的途徑就是降低熱焓増量和提髙爐子熱效率20131.1.1降低熱焓增量覃永國(1983-),工程師;54500廣西省柳州市。(1)提高坯料的入爐溫度冶金能源Vol 33 No. 3ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRYMay.2014熱送熱裝是冶金行業(yè)重點(diǎn)推廣的節能技術(shù)②爐窯內壁涂刷輻射率(黑度)大的涂料分三種形式:熱裝、直接熱裝、直接軋制。該技可以強化爐內的輻射傳熱,有助于熱能的充分利術(shù)可以明顯降低加熱爐燃耗,縮短鋼坯在爐時(shí)用。高溫遠紅外節能涂料有很好的節能效果,間,對于質(zhì)量要求不高的鋼種均可熱裝。目前,般節能效果為5%~7%6熱送熱裝在國內得到了廣泛使用。③采用多晶莫來(lái)石纖維貼面塊提高加熱爐內(2)降低坯料的加熱溫度壁保溫能力,減少爐體的散熱損失,降低了爐子在保證加熱質(zhì)量、滿(mǎn)足軋制要求的前提下,燃耗。應適當降低鋼坯加熱溫度,降低燃耗。鋼坯加熱3)提高控制水平溫度在1150~1250℃的范圍內,溫度平均每降釆用先進(jìn)的燃料燃燒控制技術(shù)(如脈沖燃低10℃時(shí),燃料節約2.1%,電耗増加0.8%,燒控制技術(shù)),采用數學(xué)模型優(yōu)化控制等等。綜合能耗平均降低1.65%。加熱溫度降低40℃,1.2電機節能技術(shù)綜合節能率可達到4.2%。軋鋼工序有軋機、輥道、風(fēng)機、水泵等設另外,對于軋機剛度和電力設備滿(mǎn)足低溫軋備,驅動(dòng)設備消耗的能源均為電耗,故電杋選擇制要求的軋鋼廠(chǎng),可采用低溫軋制技術(shù)。開(kāi)是關(guān)鍵。在電機設計中應避免大馬拉小車(chē),進(jìn)行軋溫度從1000~1150℃降至850~950℃,綜合電機優(yōu)化設計。在運行過(guò)程中主要采用變頻調速節能率可達到10%~20%,氧化鐵皮厚度可減技術(shù),通過(guò)應用電機節能技術(shù),可實(shí)現節電少0.15~0.2mm。20%~40%。采用動(dòng)態(tài)諧波抑制及無(wú)功補償綜合1.1.2提高爐子熱效率節能技術(shù),降低電源側電流諧波含量,調節三相(1)改善燃料燃燒不平衡,提高電能質(zhì)量,降低線(xiàn)路損耗。燃料燃燒是通過(guò)安裝在火焰爐上的燃燒器完1.3鋼鐵企業(yè)煤氣資源合理利用成的,其性能直接影響爐子的燃料消耗量。根據隨著(zhù)低熱值煤氣利用技術(shù)的開(kāi)發(fā),采用蓄熱爐子的生產(chǎn)目的、工作形式、結構形式等,比較式燃燒技術(shù),實(shí)現了工業(yè)爐窯燃用低熱值煤氣不同燃燒器的特征,正確設計、選擇及合理安裝(高爐煤氣)的可能,大量的焦爐煤氣被置換出使用燃燒器可以節能5%以上。來(lái)。目前,一般是把這部分焦爐煤氣送往自備發(fā)高溫空氣蓄熱燃燒技術(shù)ˉ(HAC)具有高電廠(chǎng)發(fā)電。但是焦爐煤氣發(fā)電成本較高,據一些效余熱回收、高溫預熱空氣及低NO、排放等優(yōu)企業(yè)利用焦爐煤氣發(fā)電的成本核算結果表明,點(diǎn)。蓄熱式加熱爐可將空氣預熱到1000~1m3焦爐煤氣僅能產(chǎn)生lkWh電。殷瑞鈺院士l100℃,排煙溫度可降低到150~200℃。采用指出未來(lái)焦爐煤氣的利用方式將是資源化利用蓄熱式燃燒技術(shù),與無(wú)余熱回收的加熱爐相比,主要有焦爐煤氣制取氫氣、生產(chǎn)甲醇等化工產(chǎn)可實(shí)現節能40%以上;與換熱器預熱技術(shù)相比,品,以及生產(chǎn)直接還原鐵產(chǎn)品?？蓪?shí)現節能15%~20%。中國目前的蓄熱式加熱爐已達400多座。2中板廠(chǎng)節能實(shí)踐(2)優(yōu)化爐襯結構該廠(chǎng)煤氣消耗占工序能耗總量的88.8%,①“自帶黑體筑爐材料及其加熱爐窯”專(zhuān)電量消耗占10.8%,兩者是能源消耗的主要組利技術(shù),把紅外物理中黑體的概念加以技術(shù)化,成部分。另外,蒸汽回收量占能源消耗總量的制作成工業(yè)標準的黑體元件安裝在爐膛內,眾多7.5%對隆低工序能耗起到了重要作用。因的黑體元件和爐襯共同組成了多功能爐襯。黑體中國煤化工L個(gè)方面開(kāi)展元件用以調控熱射線(xiàn),改變其漫反射狀態(tài),使之CNMHG和熱裝溫度集中、有效地射向工件,增大了熱射線(xiàn)的到位熱送熱裝在中板廠(chǎng)已經(jīng)執行多年,取得了很率,提高了對工件的輻射度,大幅度地提高了爐好的節能效果,但要深亼開(kāi)展,將涉及多方面的子的熱效率。多功能爐襯適用于各種高、中、低因素,產(chǎn)銷(xiāo)的平衡、產(chǎn)品質(zhì)量的穩定、排產(chǎn)、生溫火焰爐,可節能10%以上。產(chǎn)計劃的合理組織以及信息化的支撐等。Vol 33 No. 3冶金能源May.2014ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY29(1)根據熱送熱裝工作需要,建立信息化目前,中板廠(chǎng)加熱爐使用焦爐煤氣做燃料系統。首先,實(shí)現坯料溫度的實(shí)時(shí)跟蹤。一直以但3座加熱爐燒嘴均按照燃用混合煤氣設計,型來(lái),采用手工或定點(diǎn)在線(xiàn)測溫的方式跟蹤坯料溫號偏大,實(shí)際生產(chǎn)只在10%~30%范圍內調節度,準確性不高、不具有實(shí)時(shí)性。為準確實(shí)時(shí)跟使用,燃燒效果不好,調節性能差。2011年蹤溫度,通過(guò)回歸分析,在不同坯料斷面、季利用1號加熱爐改造的機會(huì ),對燒嘴進(jìn)行了重新節、鋼種條件下建立了坯料溫度與其下連鑄機后設計、選型,改造后爐溫調節更加靈活,爐內火時(shí)間長(cháng)短的關(guān)系。其次,完善訂單管理系統,使焰剛度更加合理,相對于未進(jìn)行改造的2號、3裝爐人員能夠及時(shí)掌握訂單的交付要求,以便根號加熱爐,煤氣消耗減少6%據節能原則組織生產(chǎn)。最后,熱裝溫度與熱裝率2.4加強余熱余能回收,提高蒸汽外送能力是衡量熱裝水平的兩個(gè)指標,但有些時(shí)候兩者會(huì )目前,加熱爐產(chǎn)生的蒸汽全部外送公司管有沖突,需要根據實(shí)際節能效果平衡兩者之間的網(wǎng),無(wú)放散,蒸汽外送達3.83kge/t,比之前的關(guān)系,因此,合理的評價(jià)機制也是極為重要的。2.67kgce/t,增加回收1.16kgce/t。(2)優(yōu)化生產(chǎn)組織,提高熱送坯料熱量利2.5管理節能用率。熱裝生產(chǎn)組織的約束條件主要有訂單的品不同鋼種的加熱工藝(加熱溫度、加熱時(shí)種、批量、交貨時(shí)間,軋批次之間的厚度差,加間)不同,生產(chǎn)時(shí),燃料消耗也不同。如何評熱時(shí)間,冷、熱坯料的銜接以及設備工況問(wèn)題,價(jià)加熱爐生產(chǎn)管理、控制水平,是精細管理的要只有對這些約束條件合理的考慮,才能制定出合求。為此,量化了不同鋼種類(lèi)別的能耗標準,根理的生產(chǎn)順序,發(fā)揮熱裝的節能效果。為此,根據當班品種結構,建立當班煤氣消耗的動(dòng)態(tài)計劃據生產(chǎn)必須遵守的原則,制定裝爐基本原則。在指標,實(shí)現對各班操作、控制的合理評價(jià),提高基本原則基礎上要做到:一、當料場(chǎng)的高等級熱職工成本意識。坯達到一定量時(shí),馬上安排裝爐;二、裝爐應使加熱爐中冷、熱坯連續的塊數盡量大,盡量減少3結論冷、熱坯料混裝;三、合理制定不同加熱時(shí)間要(1)通過(guò)對軋鋼工序能耗構成進(jìn)行分析求與不同等級熱坯之間的銜接關(guān)系。綜合以上原認為軋鋼廠(chǎng)的節能工作應以加熱爐節能為重點(diǎn),則,安排生產(chǎn)計劃。2013年4-9月,中板廠(chǎng)電耗次之,同時(shí)需要關(guān)注余熱余能的回收利用94.4%的熱送坯料能夠熱裝進(jìn)爐,熱裝比例(2)軋鋼系統中,蓄熱式燃燒技術(shù),黑體71.8%,熱裝平均溫度432℃,熱坯料的平均溫強化輻射技術(shù),節能涂料,多晶莫來(lái)石纖維加強降損失144℃爐子保溫,以及電機變頻調速都具有較好的節能2.2適當降低鋼坯加熱溫度,節約燃料效果,尤其是蓄熱式加熱爐節能效果明顯,有待鋼坯加熱必須滿(mǎn)足軋制對溫度的要求,包括應用鋼坯加熱溫度、溫度均勻性(斷面溫差)的要3)通過(guò)蓄熱式加熱爐改造,改用低熱值求。加熱爐分三段控制,它們互相影響,鋼坯岀煤氣作為燃料,置換岀高熱值焦爐煤氣,對公司爐時(shí)的加熱溫度、斷面溫差是各段實(shí)際參數控制整體實(shí)現煤氣資源合理利用有重要的意義。的耦合結果。為減少各段間難以預知的耦合影(4)加熱爐在降低熱焓增量方面,熱送熱響,縮小了加熱溫度控制范圍,在此基礎上,根裝、適當降低加熱溫度都得到了較好實(shí)施;在提據不同鋼種、不同規格軋制溫度要求,將加熱溫杓艸之亡而,吐1號爐燒嘴進(jìn)行合理設度降低30~40℃。另外,對于入爐溫度≥300℃中國煤化工的熱裝坯料,適當地縮短加熱時(shí)間、降低加熱溫能人。MG,并取得了較好的節度,相對冷坯低20~30℃不等。通過(guò)適當降低加熱溫度,煤氣消耗降低4.7%,綜合能耗降低參考文獻3.2%[1]陸鐘武,穿越“環(huán)境高山”:工業(yè)生態(tài)學(xué)研究2.3合理設計加熱爐燒嘴[M].北京:科學(xué)出版社,2008冶金能源Vol 33 No. 3ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRYMay.2014[2]陸鐘武.火焰爐[M].北京:冶金工業(yè)出版社,[J].工業(yè)加熱,2006,35(3):1[7]王太炎.焦爐煤氣開(kāi)發(fā)利用的問(wèn)題與途徑[J].燃[3]李小玉.低溫軋制技術(shù)及應用[J].軋鋼,1998,料與化工,2004,35(6):1-3.(6):13-18[8]殷瑞鈺,張春霞.鋼鐵企業(yè)功能拓展是顯示循環(huán)經(jīng)[4]張建軍,鄒得球,肖睿等.蓄熱燃燒蓄熱體的應濟的有效途徑[J].鋼鐵,2005,40(7):1-8.用現狀與發(fā)展趨勢[J].冶金能源,2009,28[9]張琦,吳復忠,宋軍.鋼鐵企業(yè)煤氣資源合理利用研究[C].中國鋼鐵年會(huì ),2007[5]李治岷,魏玉文,工業(yè)加熱爐的節能關(guān)鍵技術(shù)趙艷編輯[J].機械工人(熱加工),2005,(2):24[6]王連勇,蔡九菊,孫廣等.火焰爐節能技術(shù)分析(上接第6頁(yè)行人員應聯(lián)系高爐詢(xún)問(wèn)情況,正常后靜葉控制再左右。但實(shí)際情況下,發(fā)電機組經(jīng)常在75%甚至選擇自動(dòng)切換。更低的工況運行,主蒸汽熱網(wǎng)常在240~280/h左2013年3月,聯(lián)合陜鼓進(jìn)行了程序編制和右運行,蒸汽增加10~12t/h,波動(dòng)比在4.3%畫(huà)面組態(tài)。另外,在運行工況畫(huà)面增加汽輪機主5%左右。對鍋爐運行沖擊很大,鍋爐操作無(wú)蒸汽壓力、溫度和流量參數,便于監視和調整。法跟上負荷的變化,影響系統的安全。因此,建為防止假信號對風(fēng)機自動(dòng)調整的影響,增加風(fēng)壓議平時(shí)分廠(chǎng)在生產(chǎn)運行調整時(shí)盡量保證2臺變化值和風(fēng)量變化值超限設定兩個(gè)保護條件,將240υh鍋爐處于大負荷狀態(tài)運行,高爐適當延自動(dòng)切換為手動(dòng),保證機組安全。保護值根據具長(cháng)充風(fēng)時(shí)間10~12min,并且將風(fēng)機風(fēng)量波動(dòng)保體生產(chǎn)條件制定。護值設定偏小一些,通過(guò)這些技術(shù)手段保證定風(fēng)2實(shí)施效果壓定風(fēng)量自動(dòng)運行的順利實(shí)現1.2技術(shù)方案制定與實(shí)施采用自動(dòng)定風(fēng)壓定風(fēng)量運行后,風(fēng)量變化規根據考察結果和實(shí)際情況,制定工藝控制方律性強,熱風(fēng)爐充風(fēng)良好,高爐爐況穩定,鼓風(fēng)案:定風(fēng)壓調節的控制風(fēng)壓以風(fēng)機排氣側為準,動(dòng)能穩定,向爐缸中心穿透性好,煤氣流分布合定風(fēng)量調節的控制風(fēng)量以風(fēng)機送風(fēng)風(fēng)量為準理,鐵水質(zhì)量較高。風(fēng)量具體變化曲線(xiàn)取某一時(shí)(無(wú)放風(fēng))。風(fēng)機啟機后,采用手動(dòng)調節靜葉,間段作說(shuō)明:熱風(fēng)爐充風(fēng)時(shí)間間隔50min左右在正常送風(fēng)后,選擇投切開(kāi)關(guān),采用定風(fēng)量自動(dòng)充風(fēng)時(shí)間10~12min,風(fēng)量變化<450m3/min調節。另外,取四個(gè)熱風(fēng)爐充風(fēng)閥的非閉信號作為熱風(fēng)爐充風(fēng)信號(常開(kāi)信號,充風(fēng)時(shí)閉合)。3討論熱風(fēng)爐換爐時(shí),熱風(fēng)爐充風(fēng)信號閉合,即充風(fēng)燈1)汽動(dòng)鼓風(fēng)機組定風(fēng)量定風(fēng)壓自動(dòng)運行,變綠,靜葉定風(fēng)量自動(dòng)控制切換為定風(fēng)壓自動(dòng)調要保證參與控制的充風(fēng)信號和表計的可靠性,熱節,風(fēng)壓設定值為切換時(shí)的風(fēng)壓瞬時(shí)測量值。熱風(fēng)爐充風(fēng)閥的行程開(kāi)關(guān)、風(fēng)機送風(fēng)流量計和壓力風(fēng)爐換爐結束,熱風(fēng)爐充風(fēng)信號斷開(kāi)后,即充風(fēng)變送器等產(chǎn)品質(zhì)量和一次儀表的維護保養相當重燈變紅,靜葉定風(fēng)壓自動(dòng)控制切換為定風(fēng)量自動(dòng)要。調節,定風(fēng)量設定值取定風(fēng)壓運行前瞬時(shí)測量髙怕執忙盡可能增加廢氣均壓裝置,值。熱風(fēng)爐換爐過(guò)程中,即靜葉定風(fēng)壓運行過(guò)程中國煤化工爐和備用熱風(fēng)爐先均中,當風(fēng)量波動(dòng)(相對于切換前的風(fēng)量)大于用NMH風(fēng)充壓,減少了充風(fēng)450m/min或風(fēng)機故障(停機或安全運行)時(shí),量和充風(fēng)時(shí)間,并且節約了能源。靜葉控制自動(dòng)切換為手動(dòng)控制模式,這時(shí)風(fēng)機運趙艷編輯