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钢铁行业极致能效技术清单发布

2023-01-09

1.炼焦工序

1)高温高压干熄焦技术

技术简介:以N2为主要成分的循环气体冷却高温焦炭,气体热载体又将热量传给锅炉的换热面产生高压蒸汽,而循环气体得到冷却。在循环风机的作用下,惰性气体在熄焦系统内不断循环,将焦炭的温度从1000℃冷却到250℃以下。与传统中低温干熄焦工艺相比,高温高压干熄焦蒸汽压力提高一倍,温度提高80℃左右,用于发电可大幅提高发电效率;还可改善焦炭质量、减少炼焦生产熄焦过程对环境的污染。

应用情况:技术在宝钢股份等多家钢铁企业应用。相比传统中温中压干熄焦技术,减少工序能耗5kgce/t-焦。

2)焦炉上升管荒煤气余热高效回收技术

技术简介:将原有的焦炉上升管替换为上升管换热器,约800℃的荒煤气流过上升管换热器将热量传递给强制循环的传热媒介,例如循环水、导热油,生产饱和蒸汽、过热蒸汽、高温导热油输送至热用户利用,实现荒煤气余热回收。

应用情况:焦炉上升管回收荒煤气余热技术已在宝钢、首钢、包钢、韩国现代钢铁等一批大型企业,百余座焦炉上得到应用。以某钢企焦化厂生产低压饱和蒸汽为例,吨焦产蒸汽量达70kg以上,工序能耗降低7kgce/t-焦以上。该技术尚有改善空间。

3)焦炉用关键功能耐火材料集成技术

技术简介:包括“表面复合陶瓷成型技术、高导热硅质材料制备技术及窑炉热修补技术”等系列技术。焦炉炉门结构大型化,表面光滑,解决了原用小型砖材料的结构不稳定,密封不严气体外溢的环境污染问题。高导热硅砖替代传统的硅砖耐火材料,导热效率显著提高,提高炭化室硅砖的导热性,并保持了其他良好的物理化学性能。

应用情况:相关技术在宝钢、鞍钢等多家企业应用。以某钢50孔×4的焦炉为例,应用高导热硅砖材料,炼焦效率提高5%;某钢炼焦厂应用表面致密光滑大型结构功能化耐火材料,炉门温度降低40~50℃。

4)焦炉循环氨水余热回收

技术简介:焦炉循环氨水温度达70~80℃,循环量大,含余热量大。通过溴化锂制冷机组以水为制冷剂,溴化锂水溶液为吸收剂,利用水在高真空条件下低沸点汽化特征,回收循环氨水的热量实现制冷。

应用情况:目前行业应用比例10%,降低工序能耗0.5~1kgce/t-焦。

5)焦炉炭化室荒煤气回收和压力自动调节技术

技术简介:根据每孔炭化室煤气发生量变化,实时调节桥管水封阀盘的开度,实现整个结焦周期内炭化室压力调节,避免在装煤和结焦初期因炭化室压力过大产生煤气及烟尘外泄,并减少炭化室内荒煤气窜漏至燃烧室,实现装煤烟尘治理和焦炉压力稳定。同时技术可调控压力避免吸入空气造成能耗上升。

应用情况:技术在多家钢铁企业应用。可实现炼焦耗热量降低2%以上,减少炭化室压力波动造成焦炉冒烟、炭化室炉墙窜漏以及烟尘逸散等环境问题,工序能耗下降2~4kgce/t-焦。

6)焦炉用节能型炉盖

技术简介:新型炉盖内设空气隔热层降低了炉盖导热系数,可以减少炉盖部位的热损失,进而可以降低焦炉炉顶面温度,改善炉顶作业区域的环境温度。

应用情况:技术在宝钢股份应用。实现炉盖表面温度显著下降,减少工序能耗0.5~1kgce/t-焦。

7)焦炉自动加热控制技术

技术简介:针对焦炉加热过程调控复杂、加热煤气消耗量大、碳排放高、氮氧化物生成多等难题,开发了炼焦过程智能测温加热控制、焦炉边火道热工控制、炼焦终温反馈调节及焦炉源头减氮控制技术,有效解决焦炉人工控温火道测控精度差、调节滞后的问题,实现焦饼中心温度远程自动准确测量控制,降低焦炉烟气氮氧化物排放。

应用情况:技术在鞍钢等多家钢铁企业推广应用。以1000万吨焦炭产能为例,年可节省标煤6.2万吨,减排16万吨CO2、1357吨NOx、1561吨SO2。

2.烧结(球团)工序

8)烧结混合料预热技术

技术简介:烧结混合机通过使用大量蒸汽的方式预热混合料,其热量利用率偏低,不仅造成蒸汽浪费,而且蒸汽中水分对烧结过程造成影响。通过对制粒工艺优化(将传统一混加水、二混制粒造球和三混强化制粒的方式改为一混强力混匀、二混加水制粒造球和三混强化制粒方式),极大提高生石灰粉消化放热功效,全年烧结混合料温度保持在60℃以上,有效降低烧结固体燃料消耗。

应用情况:技术在酒钢等企业应用。烧结矿固体燃料消耗降低1.1kg/t-矿,极大提高了能源介质利用效率。

9)超厚料层烧结技术

技术简介:超厚料层(1000mm及以上)烧结充分利用料层自动蓄热的原理,通过上层物料的气流对下层物料进行加热,更多地利用料层物料燃烧产生的热量。通过高生产效率、低温烧结、低耗烧结,促进复合铁酸钙生成、改善烧结矿质量等提升烧结技术经济指标。

应用情况:技术在汉钢、龙钢、泰钢、新天钢等企业应用。某钢应用实践表明,烧结生产过程改善,烧结机日产量增长8%,返矿率降低7.11%,固体燃料消耗降低2.99kg/t-矿。

10)烧结烟气余热回收利用技术

技术简介:设置烧结大烟道余热锅炉和环冷机双压余热锅炉,回收利用环冷机中高温段废气余热及烧结大烟道尾部风箱高温排烟余热,余热锅炉产生蒸汽用于发电。

应用情况:技术在马钢、宝钢、山钢永锋临港有限公司、本钢板材公司等企业应用。以某钢500m2烧结机为例,实施烧结环冷机烟气余热及烧结大烟道余热回收,节能12.5kgce/t-矿。

11)烧结环冷废气低温余热利用(ORC发电+热水)技术

技术简介:对环冷机三、四段产生的100~220℃左右的热废气送入热交换器内进行热回收,生产热水,或直接用于蒸发ORC工质,驱动ORC机组发电。

应用情况:技术在宝钢应用。吨烧结矿可发电3kWh左右,工序能耗可下降0.1kgce/t-矿。

12)烧结废气余热循环利用工艺技术

技术简介:烧结低温废气自烧结支管风箱/环冷机排出后,再次被引入烧结料层,因热交换和烧结料层的自动蓄热作用,可将其中的低温显热供给烧结混合料。同时,热废气中的二噁英、PAHs、VOCs等有机污染物在通过烧结料层中高达1200℃以上的烧结带时被分解。因此,利用废气循环烧结不仅可以实现余热的利用,而且大幅度削减废气排放总量。

应用情况:技术在多家钢铁企业应用。可实现工序能耗下降0.2 kgce/t-矿。

13)烧结环冷机液密封技术

技术简介:通过两相动平衡密封技术、高效传热技术、气流均衡处理综合技术、复合静密封技术以及高温烟气循环区液体防汽化技术,减少环冷机漏风率,降低鼓风机电耗,增加环冷蒸汽产量。

应用情况:技术在多家钢铁企业应用。某钢企应用该技术实现余热回收产蒸汽80kg/t-矿(1.8MPa,270℃)以上。

3.高炉工序

14)高炉炉顶均压煤气回收技术

技术简介:设置炉顶均压煤气回收系统,料罐放散煤气经炉顶旋风除尘器一次除尘、布袋除尘器二次除尘后再并入净煤气管网,回收废弃能源。采用自然回收工艺,基于料罐内与煤气管网压差连续回收炉顶均压煤气,可适应超低排放要求,设有煤气回收和常规放散两种操作模式,可根据生产需要实现在线切换。

应用情况:技术在多家钢铁企业应用。某钢生产实践显示,均压煤气回收率可达到85.1%,均压煤气回收量83.8Nm3/次,煤气回收量达3.90Nm3/t-铁。

15)高炉热风炉自动燃烧和热均压技术

技术简介:热风炉人工烧炉时,由于个体操作存在差异,煤气消耗、拱顶温度等不稳定,送风温度易波动。结合优秀操作者经验数据,以设备安全为前提,以降低煤气量和稳定风温为目标,以模糊控制为手段,制定热风炉自动燃烧模型,分阶段(点火、烧拱顶、烧烟道)调整煤气量和空燃比。

应用情况:技术在多家钢铁企业应用。某钢生产数据显示,同样拱顶和烟道温度情况下,热风炉煤气消耗由2.085GJ/t-铁降至2.052GJ/t-铁,平均换炉时间由12min降至9min。

16)高炉煤气放散塔新型点火伴烧技术

技术简介:将高炉煤气引入燃烧器点火器,通过燃烧器中预置的催化棒,将高炉煤气催化,提高其燃烧性能,作为点火伴烧气源,替代焦炉煤气。在电弧作用下,燃烧器中火焰从原有的持续伴烧状态,改变为当有高炉煤气到达放散塔时再点火,撤销高耗能的持续伴烧,实现节能降耗。

应用情况:技术在湛江钢铁等钢企实施应用。实现零使用焦炉煤气点火伴烧,较实施前每年节约388万m3焦炉煤气,节约2495tce。

17)高炉淬渣余热高效回收技术

技术简介:淬渣余热高效回收技术包括高炉冲渣水真空相变取热技术、淬渣蒸汽余热回收技术等。真空相变换热技术利用水在真空状态下沸点降低的特性,利用极小能耗在设备内制造出适当的负压环境,使50℃以上的冲渣水无需二次加热而发生部分闪蒸、汽化,以清洁的水蒸气携带大量汽化潜热与清洁水进行换热,解决了因为水质恶劣造成的换热壁面结晶、结垢以及腐蚀问题而导致的换热器失效问题,实现清洁、高效提取冲渣水热能。淬渣蒸汽余热回收装置由多组形式各异的换热设备经多级串并联使用组成,设备形式包括喷淋式换热器、流道式换热器、壳管式换热器及混合式换热器等,换热方式包括气-水换热、水-气换热、水-水换热、气-气换热等。经多种换热方式组合使用最终达到淬渣余热高效回收。

应用情况:技术在多家钢铁企业应用,尤其是北方钢厂用于冬季供暖。某钢生产实践显示,整个采暖季可回收余热量95970GJ,单位换热量电耗≤7.4kWh/GJ。

18)热风炉富氧烧炉技术

技术简介:热风炉燃烧时助燃空气中参与燃烧反应的是氧气(仅占20.7%左右的),其它气体对燃烧无助,在燃烧废气排放的过程中还会带走相当一部分热量。富氧烧炉通过提高助燃空气的含氧量,减少助燃空气使用量,在满足高炉所需高风温的同时,节约能源,降低生产成本。近年来,随着新制氧技术不断突破,该技术的应用前景进一步看好。

应用情况:某钢生产实践显示,热风炉富氧烧炉实现利用放散氧气≥8.02Nm3/t-铁,工序能耗降低量约1.4 kgce/t-铁,并提高风温10℃。

19)热风炉空煤气双预热技术

技术简介:使用板式、管式或热管换热装置,热风炉烟气经过换热器与烧炉煤气和助燃空气进行热交换,预热煤气和助燃空气,从而将烟气余热加以利用,在保证高风温的前提下,有效降低热风炉煤气单耗。

应用情况:技术在多家钢铁企业应用。助燃空气预热温度由165℃提高到185℃,煤气预热温度由159℃提高到185℃,烟气排放温度由159℃下降到140℃,高炉煤气消耗量减少。

4.转炉(电炉)工序

20)钢包包壁砖替代打结料降低烘烤煤气消耗技术

技术简介:炼钢用钢包包壁采用打结料打结,渣线采用渣线砖砌筑工艺,烘烤时间长,煤气消耗高,同时也因烘烤能力跟不上产能提升节奏,成为炼轧厂产能提升瓶颈环节。使用钢包包壁砖替代原先打结料包壁,确保在钢包烘烤器数量不增加的情况下,降低钢包烘烤时间,节约炼钢烘烤煤气能耗的同时,为产能提升提供有效保障。

应用情况:技术在酒钢等企业应用。数据显示新包钢包烘烤时间由原先120小时降低至优化后的72小时,套浇钢包合计烘烤时间由原先96小时降低至优化后的60小时,钢包烘烤所用转炉煤气消耗降低12.46m3/t-钢(0.07GJ/t-钢)。

21)转炉烟气余热回收技术

技术简介:转炉烟道式余热锅炉系统,回收利用转炉高温烟气热量,包括:烟道汽包、低压强制循环系统中的烟罩部分、中压强制循环系统、自然循环系统。转炉烟道式余热锅炉产生的蒸汽进入汽包,汽包蒸汽经母管送至蓄热器,后通过自动控制调节阀将压力调至设定压力后,送入厂区低压蒸汽管网。

应用情况:技术基本普及应用,但对烟气余热回收效率提升的技术探索仍在继续。西部某钢厂采用转炉烟气余热回收技术,转炉蒸汽回收完成101kg/t-钢,转炉煤气回收完成110m3/t-钢,转炉煤气回收率达90%以上。北方某钢厂厂采用转炉烟气余热回收技术,转炉蒸汽回收完成85kg/t-钢,转炉煤气回收完成135m3/t-钢。

22)转炉烟气全温域余热回收技术

技术简介:转炉工艺产生的高温烟气(1450~1600℃)通过汽化冷却烟道降温到900~1000℃,再经过设置火种捕集装置、余热锅炉实现中低温余热资源的回收,充分降温后经除尘回收或放散。

应用情况:高温烟气显热回收技术普及率高,中低温余热回收尚属于试点示范技术,包钢、建龙西林钢铁进行了中试应用。预计能耗节约5kgce/t-钢以上。

23)转炉底吹二氧化碳炼钢技术

技术简介:CO2具有弱氧化性,在钢液中能与C、Si、Mn、Fe等发生氧化反应,CO2与钢中[C]反应生产CO。底吹CO2气体在底吹元件出口的初始动能CO2气体从常温热膨胀至炼钢温度做膨胀功,CO2与钢中[C]发生反应,生成2倍体积的CO做膨胀功;CO2和CO气体混合后,在上浮过程所作的功在相同底吹强度条件下,CO2对转炉熔池的搅拌效果要比Ar和N2强,在脱碳反应剧烈的吹炼中期,对熔池搅拌能力几乎是底吹Ar或N2的2倍。

应用情况:技术在酒钢集团宏兴钢铁、首钢京唐进行了试验应用。数据显示因CO2搅拌强度大,钢水碳氧积降低,钢水自由氧降低20~50ppm;脱碳速度加快,吹炼时间缩短30~50秒,氧气消耗量降低,同时替代氮气和氩气;钢砂铝和硅锰合金用量减少。

24)炼钢蒸汽平衡及调控技术

技术简介:包括蒸汽生产和使用的预测控制模型,以及蓄热器压力调节平台,控制现场设备,实现自动调节炼钢低压蒸汽外送量和中压蒸汽补入量,通过计算机智慧计算和模型控制,实现炼钢蒸汽系统自平衡,最终达到炼钢蒸汽放散为零、中压蒸汽补入为零的目标,提升炼钢蒸汽的回收利用水平。此外,提高转炉自产蒸汽利用率,最大限度供真空系统使用和回收并网,精准把控蒸汽用量分配。增设蒸汽自动控制阀,将控制权前移至岗位,依托生产调度系统,根据转炉和真空系统生产节奏,实时、快速反应,合理分配、利用蒸汽资源,最大限度减少空耗损失。

应用情况:技术在多家钢铁企业应用。某钢生产数据显示,炼钢蒸汽回收量增加4kg/t-钢,年蒸汽回收量增加约3.66万吨。

25)转炉除尘风机节能控制技术

技术简介:基于大数据分析和智能控制理论,通过研究不同工艺条件下电机和负载匹配关系、控制策略优化等,实现电机系统用能最优化。针对转炉除尘工艺优化,转炉每个冶炼周期为30min左右,吹炼时间和装、出料的时间基本各占一半,风机在转炉吹炼时高速运行,在吹炼后期及补吹时中速运行,而在出钢和装料期间可将速度降低,既能满足转炉冶炼工艺要求,又能实现节能。

应用情况:技术在多家钢铁企业应用。某钢实践显示,通过将工频风机改造为变频风机,除尘风机节电率达到10.5%,节电量126万kWh,节约电费63万。

26)烘烤器富氧燃烧技术

技术简介:铁包/钢包烘烤器采用带烟气回流的煤气-氧气分级卷吸燃烧技术,通过燃烧器结构设计,氧气和煤气经由不同喷嘴以不同的速度进入钢包内,在反应前分别与烟气发生卷吸、弥散混合后燃烧,煤气喷嘴出口的一次氧气使得火焰根部燃烧更稳定,二次氧气在钢包内与烟气和煤气二次混合燃烧,实现高温火焰的同时,使燃烧在整个炉膛内进行,燃烧区域大,火焰分布广,温度均匀性好,烟气中NOx减少。

应用情况:技术在鞍钢等多家企业应用。包底温度>1000℃,燃料节约率达到50%,温度控制精度≤10℃(烘烤温度>250℃)。

27)铁钢界面铁水智能调度系统

技术简介:通过工业网络改造或新增,实现与企业已有信息化系统互联互通,实现铁水调度相关生产数据、设备运行数据和其他重要数据的自动采集;应用RFID技术、GPS技术及3D仿真建模等智能化手段,实现机车、铁水罐准确定位跟踪、铁水信息的智能识别,将炼铁-炼钢工序紧密衔接,铁钢界面铁水调运预判及时、组织有序。并根据企业实际需求,开发集监控预警、调度指令、生产实绩、生产计划、数据分析、历史信息、基础配置等功能的智能管理系统,实现对铁水运输过程的规范化、精细化、智能化管理,减少铁水运输过程温降。

应用情况:技术在唐山港陆钢铁、宝钢股份等多家企业应用。某钢实践显示,铁水罐周转率显著提高,铁水入转炉温度提高10℃以上,吨铁节能约2.28 kgce,减排5.93kg CO2。

28)RH工艺干式(机械)抽真空技术

技术简介:罗茨泵与螺杆泵结合,利用罗茨泵对RH工艺废气“增压”来满足高抽气量的要求,利用螺杆泵将工艺废气压缩至大气压以上后排出,满足RH工艺真空度高、快速抽真空要求。

应用情况:技术在多家钢铁企业应用。工序能耗下降0.5 kgce/t-钢。

29)转炉煤气自动点火伴烧技术

技术简介:将放散转炉煤气,直接引入燃烧器点火器,通过燃烧器中预置的催化剂,实现转炉煤气催化燃烧,并作为点火燃烧气源,替代原焦炉煤气伴烧火源。通过控制高压电弧作用,当有转炉煤气到达放散塔时再点火,取代高耗能的持续伴烧,实现节能降耗。

应用情况:技术在鞍钢股份等企业应用。实现零使用焦炉煤气长明火点火伴烧,较实施前每年节约1425.6万m3焦炉煤气。

30)真空室富氧烘烤技术

技术简介:改变传统RH真空室烘烤方式,采用富氧比约45%左右烘烤模式,减少烟气量、降低排烟热损失,提高火焰区温度,增加烟气黑度,提高加热效率,提高烘烤升温速度,降低烘烤时间,提高生产效率。

应用情况:技术在鞍钢股份应用。实施RH真空室富氧烘烤技术,升温速度提升近一倍,降低烘烤时间约50%。

31)电炉废钢预热技术

技术简介:电弧炉由一个熔化炉和一个废钢预热竖炉组成。废钢预热竖炉系统由上闸门、废钢室、下闸门、竖炉、推钢机和水冷盘组成。预热竖炉直接刚性地连接到熔化炉,在熔融过程中废钢一直存在于竖炉中,竖炉底部的废钢接近钢水或与钢水接触,竖炉底部的废钢熔化后,竖炉中废钢高度降低时,废钢会被加入到竖炉中。在熔化够一炉钢量后,停止加入废钢。接下来在预热竖炉内充满废钢的情况下,进入到加热期。

应用情况:技术在本钢板材等企业应用。废钢预热温度达到600℃,降低冶炼电耗120kWh/t-钢以上。

5.轧钢工序

32)薄带铸轧一体化技术

技术简介:采用一对相对旋转的铸辊做为结晶器,使液态金属在极短的时间内凝固并热成型,直接成为金属薄带。薄带铸轧工艺改变了传统的钢材生产方法,取消了连铸、粗轧、热连轧及相关的加热、切头等一系列常规工序,将亚快速凝固技术与热加工成型两个工序合二为一,真正实现了“一火成材”,大幅度地缩短了钢铁材料的生产工艺流程。

应用情况:在江苏沙钢、山西宏达等企业应用或建设中。薄带铸轧工艺总能耗约为传统热连轧工艺的1/5左右,温室气体排放量约为1/4左右,大幅减少燃耗、水耗、电耗。

33)轧钢棒材冷床余热回收利用技术

技术简介:设备安装于冷床上方,以脱盐水为一种工质,以热空气为另一种工质,通过换热器强化传热,达到对管内工质加热目的。系统由预热单元、再热单元及公共部分组成。预热单元布置于冷床上方低温区,再热单元布置于冷床上方高温区。当水通过预热单元时,快速吸收冷床表面的辐射热,温度在短时间内达到110℃,再经循环流入再热器中形成压力0.9MPa的饱和蒸汽送入汽包并外供。

应用情况:技术在陕西龙门钢铁中试应用中。预期年回收压力≥0.9Mpa蒸汽72000t。

34)轧钢加热炉纯氧燃烧技术

技术简介:利用氧气(氧浓度91%~100%)直接取代空气进行的燃烧方式,采用纯氧无焰燃烧器,利用氧气与高热值燃料直接形成无焰燃烧,实现高效、高质量加热。

应用情况:技术在唐山某钢铁有限公司120t/h步进梁式加热炉上实施。某钢厂应用燃料单耗较改造前节能≥20%,氧化烧损降低15%,产量提升15%。

35)轧钢加热炉燃烧优化解决方案

技术简介:基于炉膛残氧和一氧化碳闭环优化控制,采用激光燃烧分析仪检测加热炉各段炉膛内O2和CO残余量进行快速、连续、实时的监测和记录,进而实时调整炉内各段空燃比/空气过剩系数,大幅度降低由于热值波动、流量计计量误差、阀门开度误差等因素导致的燃烧状态偏离现象,使得各段燃烧状态处于最佳燃烧状态。

应用情况:技术在多家钢铁企业应用。某钢厂应用后降低煤气消耗≥5%、降低氧化烧损≥8%。

36)轧钢加热炉蓄热式燃烧技术

技术简介:蓄热式烧嘴成对工作,二者交替变换燃烧和排烟工作状态,烧嘴内的蓄热体相应变换放热和吸热状态。当一只烧嘴处于燃烧工作状态时,此燃料通路开通、常温空气(常温煤气)通过炽热的蓄热体,被加热为热空气(热煤气)去助燃(燃烧);另一只烧嘴一定处于蓄热状态作为烟道,此燃料通路关闭,燃烧产物在引风机的作用下经燃烧通道到蓄热体,使蓄热体蓄下热量后,经烟道由烟囱低温排出。通过蓄热体,使出炉烟气的余热得到回收利用。

应用情况:技术已在多家钢铁企业应用。蓄热式烧嘴的烟气排出温度可降到150~200℃或更低,空气可预热到1000℃以上,热回收率达85%以上,温度效率达90%以上。

37)加热炉无焰富氧燃烧技术

技术简介:主要特征是向燃烧器分别喷入高速的燃料和氧气,可有效克服传统助燃空气富氧燃烧技术带来的因理论燃烧温度较高造成的炉内温度不均匀及热力型NOx易产生等问题。

应用情况:技术目前在马钢等企业应用。加热产能提高10%以上、燃耗下降10%以上,烧损下降10%以上,加热温度均匀性明显改善,烟气NOx达标排放。

38)轧钢加热炉高效换热器技术

技术简介:针对加热炉传统插件换热器热效率低、空气预热温度不高的问题,采用内翅片+外翅片的高效换热器或板式换热器,增加换热器的换热面积,强化换热,从而提高换热器的综合传热系数,达到提高换热器的热效率、降低加热炉燃料消耗的目的。且该技术不改变原有烟道尺寸,无需增加或更换风机等设备。

应用情况:已在宝钢、鞍钢等企业多座加热炉上应用。提高换热器热效率6.41%、空气预热温度100℃,降低加热炉燃料消耗5%。

6.能源公辅

39)全流程钢厂水系统智慧管控与零排放技术

技术简介:根据长流程钢厂水系统现状以及钢铁所处地区淡水资源的特点,聚焦源头节水、废水处理回用、浓缩液资源化和智慧集中管控四个维度,开展多渠道非常规水源可持续利用、水系统全流程智慧管控、废水“梯级处理-分级回收-分质利用”处理以及排海废水全量资源化利用等技术。

应用情况:宝钢湛江钢铁应用。实现全流程废水零排放,2021年吨钢耗水同口径对比2018年0.76m3/t,节约731吨标煤,减少碳排放1496吨,年节水成本3325万元。

40)分质供水、梯级用水、循环利用节水技术

技术简介:钢铁企业梯级补排水、系统大循环工艺主要采用分质补水,将高水质用户的排水作为低水质用户的补水并进行系统大循环(将炼钢余热锅炉、轧钢汽化冷却、炼铁软水循环系统等的软水排水排入各分厂净循环水系统作为补充水,将各分厂的净循环水系统的排水作为各分厂浊循环水系统的补充水,各分厂浊循环水系统的排水排入废水处理系统,经处理后用于除盐水制备系统,将制备的除盐水用于余热锅炉、汽化冷却、软水循环系统等高水质用户的补水,完成一个大循环,开始下一个大循环),生产新水只作为大循环的补充水。

应用情况:陕钢集团汉钢公司应用该技术。可实现吨钢耗新水量约1.5 m3。

41)锅炉用汽水系统增效的电磁技术应用

技术简介:采用交变电磁水处理装置用于火电厂锅炉用汽水系统,将其安装在高温高压水流经的管道上,产生交变电磁场,获得洛仑磁力。洛仑磁力作用下,水的氢键极易得到弱化,此外洛伦兹力抑制阴阳离子的结合,阻垢除垢效果明显,管壁内外热导率和水分子热交换效率得以提升。

应用情况:在宝钢湛江钢铁实施应用。装置投运后热耗率从8161.1 kJ/kWh下降为8136.1kJ/kWh,降低了25kJ/kWh;发电煤耗从306.89g/kWh下降为305.52g/kWh。

42)冷却塔水电双动力风机节能技术

技术简介:由水能机和补偿电机构成的水电双动力节能风机系统,使得冷却塔风机系统具有水能机和补偿电机双动力,将循环水系统富余的压力转换为动能驱动风机运转,在确保冷却塔完全满足生产工艺冷却降温的同时,节省电耗。整套设备动能以系统回水余能驱动水能机为主,动力补偿为辅。

应用情况:已在包括钢铁冶金、石油化工等行业近百家企业的新建冷却塔或已安装冷却塔上应用。水电双动力节能技改后,节电率达到70%以上。

43)高效超临界煤气发电技术

技术简介:选用高效超临界煤气发电技术,替代低参数、高能耗、低效率、老化严重的低参数汽轮机,高效超临界煤气发电主蒸汽额定压力24.2MPa,主蒸汽额定温度600℃,配套超临界参数直流炉,单炉膛、平衡通风、一次再热燃气锅炉及高效超临界、一次再热、单轴、单排汽、凝汽式汽轮机。可将全厂热效率提高到43.5%,大大提高高炉煤气的利用效率。

应用情况:技术在多家钢铁公司应用。超高效超临界机组全厂热效率纯凝工况下为43.5%,相比现有高温高压机组效率(平均热效率约29%)提升约50%。

44)高速磁浮ORC发电技术

技术简介:利用80~350℃中低温废热以及冷媒介质低沸点特性,结合高速磁浮发电机、涡轮机、热力、机械、电力电子技术,经系统优化整合而成低温发电系统。预热器、蒸发器接受热源(>80℃的水或低压蒸汽)的热量,将有机工质(R245FA)加热成高压的蒸汽,然后进入膨胀机推动转子做功,同时降温降压,再进入冷凝器冷凝成液体,液体被工质泵升压,进入预热器、蒸发器,完成一轮循环。从而可将低品位热能转换为高品位的电能。

应用情况:技术尚在市场推广阶段。某钢厂应用差压高速磁浮发电技术,装机容量250kW,预计可产低压蒸汽流量25~65吨/小时,年净发电量176万kWh(年按8000小时运行),年节约标煤563吨。

45)钢铁智慧能源管理系统

技术简介:与周边系统建立通讯接口,实现与生产、设备、用能过程深度在线融合,进行装置级、系统级及多系统联合优化。具体体现在多介质系统综合平衡、工序之间的供需协同、区域物流-能流的协同等多个方面,采用智慧模型和机器学习等技术,以时空扩展为基础。建立智慧能源管理平台,实现多能源介质智能调度和精细化能源管理需求,重点分析和跟踪相关单元能源消耗、能效指标、异常因素等相关变量,提高钢铁企业能源领域的数字化、网络化、智能化。

应用情况:目前在宝钢、首钢京唐、马钢、太钢等多地得到应用。某钢实施智慧能源信息化项目后,结合生产工艺特点和物料能源消耗实际数据,实现全公司、各工序碳排放总量、强度月度在线统计核算功能。能源加工转化效率由93.8%提升到94.46%,提升0.66%,节能量727.92tce/年。

46)压缩空气系统集中群控智慧节能技术

技术简介:通过准确掌握用户的用气规律并作出趋势预测,设定满足生产工艺需求的最低压缩空气系统总管压力,再通过采用高效空压机、零气耗干燥机、疏水阀等设备,以及精准调控空压机,可降低总管压力波动,适当降低总管压力,能降低管路泄漏量,满足用户经济用气需求实现节能。系列高效设备。

应用情况:宝钢等多个企业应用。可节电5%,并减少定员和劳动强度。

47)电机变频(永磁)调速节能技术

技术简介:通过增加变频器或永磁调速装置,对电机运行频率或其拖动负载的转速进行调节,实现按电机拖动设备经济用能需求进行能源供给,做到电机运行节电。典型拖动设备如各种风机(助燃风机、除尘风机)、水泵(氨水泵、层流冷却水泵)、容积式空压机、皮带轮等设备的电机。

应用情况:技术在宝钢、鞍钢、北营钢铁等多家钢铁企业应用。某钢实践表明,助燃风机系统节电率23%,排烟风机系统节电率20.9%,平均节电率8%~25%;

48)超一级能效智慧空压站

技术简介:从系统设计、设备选型、运行优化、全生命周期管理等维度着手,建设一级能效空压站。系统通过应用超高效空压机组、低露点多模式节能型干燥机、高效管网输配、系统智能控制、设备安康管控、智慧能源云服务等技术,形成一级智慧空压站系统装备,提供“高能效、高品质、高安全、高智能”的压缩空气系统。

应用情况:技术在山钢、南钢、本钢等多家钢铁企业应用。某钢应用实践表明,万立方压缩空气电耗最低1050kWh,综合输功效率超一级能效8%。

49)地下供水管线精准测漏技术

技术简介:钢厂地下供水管线由于管材老化、年久失修等原因,管线漏损事故频频发生,每年因管道漏损造成的直接经济损失不可忽视。构建了雷达波声波双波耦合的管道漏损定位技术,同时开发了雷达图像数据的多属性分析技术和探地雷达时频综合分析技术,进一步挖掘了探地雷达图像中复杂、可靠的信息,以此实现对漏损位置和规模的精准识别。

应用情况:技术在鞍钢本部和鲅鱼圈钢铁分公司应用。对埋深不超过4米的管道,实现现场定位准确率≥75%,定位精度小于1米。

50)CCPP燃气轮机发电技术

技术简介:选用低热值煤气发电技术,应用燃气轮机替代低参数、高能耗、低效率、老化严重的低参数汽轮机。发电热效率提高到43%以上,大大提高了高炉煤气的使用效率。燃料适应性好,负荷变动大。

应用情况:技术在国内多家钢铁企业应用,对副产煤气管理水平要求高。

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