济钢烧结节能降耗与工艺优化技术应用.doc

济钢烧结节能降耗与工艺优化技术应用 摘要结合济钢烧结厂的生产实际，从技术、管理及操作等各个方面，致力于多项节能技术的开发，使烧结生产的各种能源介质单耗明显下降。 关键词余热回收 废物综合利用 工艺参数优化 系统稳定 1 系统节能的技术开发与途径 回顾总结多年来在节能降耗方面所做的工作，除常规的技术进步与强化管理外，可以归纳为余热回收利用、新技术开发应用、资源综合利用及高效生产优化四个方面。 1.1 余热回收利用 经过全面分析与调查，通过热力学计算后可知，在烧结生产过程中存在大量可供回收利用的余能废热，但大部分都是低温热源。如何结合自身工艺特点回收利用则需要因地制宜加以开发，最大限度地挖掘其潜力。 1.1.1 余热锅炉回收蒸汽 在带式冷却机上部安装热管式余热锅炉，将烧结矿冷却过程中的废热回收后转化为高温蒸汽。在正常情况下，这部分蒸汽压力可达0.3MPa以上，温度可达170℃以上（过热度一般为20～30℃）。根据目前现场情况，这部分蒸汽一般用于三个方面一是用于预热烧结混合料，使其温度由40℃左右预热到65℃以上，可减少焙烧过程中的过湿层，达到增产降耗的目的；二是用于浴池及冬季取暖等职工生活，取代部分生活锅炉蒸汽；三是用于加热生产水，再用这部分80℃以上的高温热水消化生石灰，可以提高生石灰的消化效果，达到间接强化生产的目的。 1.1.2 热风点火技术 总公司根据能源结构综合平衡，将高炉、转炉及焦炉三种煤气统一混合后，使其热值稳定在7.53～8.36MJ/Nm3之间。这样的混合煤气用于烧结点火热值明显偏低。针对这一情况，我们开发实施了热风点火技术，即将带冷机上部的热废气经简单除尘后，引入点火器用作助燃空气，可以使常温的助燃空气加热到250℃以上（夏天最高达到285℃以上），不但提高了点火温度，节省了混合煤气，而且对表面烧结质量也具有明显的强化作用，使返矿量明显下降。据统计，采用这一技术措施后，可以使点火所耗煤气节省8％～10％，烧结矿成品率提高1.5个百分点左右。 1.1.3 热风烧结及保温 将带冷机上部的热废气引入烧结机头部的点火器之前，对点火后的烧结料面进行加热及保温。这一技术实施后，对生产带来的深化作用是一系列的首先是增加了表面烧结所需的热量，有利于改善表面烧结质量；其次是提高了保温段部分燃烧带焦粉燃烧所需助燃空气的温度，有利于节省焦粉和提高燃烧带温度；第三是提高了大烟道废气温度，改善风机及电除尘系统的工况条件。 1.2 新技术的开发应用 1.2.1 燃料分加技术 改变配料过程中燃料的配入方式，将固体燃料由原来在配料室一次性配入改为部分外配，即在二混与三混（我厂工艺设为三次混合）之间增设燃料分加系统，将生产中所用焦粉总量的40％～50％改为外加。这样以来，改变了部分燃料在造球混料过程中的赋存形式，改善了燃料在烧结料层中的燃烧条件，对节能降耗及强化生产具有明显效果，仅此一项技术可使焦粉单耗下降4～5kg/t。 1.2.2 厚料层烧结技术 通过对生产工艺中圆筒混合机的工艺参数及加水方式等部分设备的改进，并与小球烧结技术相结合，在此基础上实施厚料层烧结技术。因强化了烧结过程自身的蓄热作用，可以获得明显的节能效果。我们在生产中将料层由500mm提高到650～700mm时，吨矿降低焦粉2～3kg/t。 1.2.3 自动控制技术 于2002年12月引进芬兰罗德洛基的自动控制技术，将整个烧结生产的全过程通过多个数学模型进行全过程自动控制，配料精度明显提高，水分波动大幅度下降，从而带来操作过程的精细及控制参数的精准，使生产流程稳定程度明显提高的同时，对增产降耗具有明显效果。 1.2.4 除尘灰制浆技术 在原有生产工艺过程中，是将机头 、机尾等系统的电除尘灰以干灰的形式，通过皮带放入烧结混合料中参加焙烧。因这部分除尘灰的浸润性差，难以烧结成块，每次放灰时都要减小料批生产，不但制约了产量提高，而且总是引起生产过程周而复始地波动。采用新工艺后，是将这些除尘灰制成泥浆，喷入一混圆筒混合机中，参与混合料的造球制粒，这样一来，除尘灰能够持续不断地与烧结混合料均匀混合，从而使整个生产过程始终处于稳定状态，这一工艺看似简单，但在参数确定及岗位操作中却具有极高的技术含量，其稳定生产过程的效果也极为显著。 1.2.5 烧结助燃剂的开发 由技术中心等单位开发的烧结助燃剂，应用于生产后，对改善燃料的燃烧条件，降低烧结料的熔点及增加液相流动性等方面，具有明显效果，有利于提高产量及改善质量，而且配入0.4‰时可以使焦粉单耗下降3～4kg，产量增加2％～3％，转鼓强度提高1.5～2个百分点。 1.3 资源的回收利用 1.3.1 焦化除尘灰的回收利用 来自焦化厂的布袋除尘灰虽然粒度较细，但其中含有固定碳60％以上，以前都是弃之不用，我们在烧结生产中做了相应的技术工作后，也作为焦粉应用于生产回收了资源，降低了成本。 1.3.2 炼铁污泥的回收利用 在以前生产中，只是将炼铁重力除尘器的除尘灰应用于烧结生产，而对文氏管等洗涤煤气产生的沉淀污泥污水都是弃之不用，因这部分污泥又粘又细，在正常烧结工艺中难以应用。经过各方面的工艺技术开发，最终将其回收应用于生产。目前吨矿消耗污泥量高达16～20kg（干基）以上，基本做到全部回收。这部分污泥中的碳含量高达18％～20％，应用后可取代部分焦粉。我们还通过在水封系统、除尘制浆系统及圆筒造球制粒等不通环节，应用炼铁除尘系统的污水，既回收了其中的部分污泥，又节省了生产用水，减少了污水排放。 1.3.3 钢渣的回收利用 目前的钢渣不再全部回收利用，而只配入经富化后的高品位部分，因其熔点低，高温条件下液相流动性好，应用于生产后可降低矿粉熔点，促进液相生成，提高成品率。另外，对于过剩的钢渣，采用专门的破碎选别工艺，将其中的粒铁选出后（品位高达85％～90％），配入烧结过程中，不但回收了资源，提高了烧结矿品位，而且对于节能降耗及强化烧结过程也具有明显效果。 1.4 高效生产与稳定操作 1.4.1 烧结机扩容改造 通过取消热筛等生产工艺的改变，使290m2烧结机改造成为2120m2，而且消除了热返矿的不利影响，冷返矿参加配料，稳定了生产过程，在产量大幅度提高的同时，使煤气消耗及电耗等项指标改善。 1.4.2 提高利用系数 为了提高烧结矿产量，我们在提高设备作业率的同时，提出了高效化生产的要求，并就一系列制约生产的因素进行技术攻关，最终使烧结机利用系数最高月平均高达2.0t/（m2h）（按实际面积计算）以上，由此促进能耗的明显下降。 1.4.3 系统调整与参数优化 烧结生产的参数多，流程长，工艺复杂，我们在生产中以系统思考为指导，将整个流程分为烧结机、返矿及配料等几个部分，每个部分作为一个单元，再整体考虑，进行系统优化，协调相互之间的参数，不再单纯追求某一方面的高指标，而是追求系统的整体稳定性，这对节能降耗的效果极为明显。 2 系统节能的效果 经过长期以来持续不断地系统改进与技术开发，在确保产品质量水平不断提高的同时，能源消耗逐步下降。1995年以来各年度的主要能源消耗指标见表1。 表1 各年度主要产量及能源消耗指标统计 年度 产量 万t/a 利用系数 t/m2h 转鼓指数 ％ 焦粉 kg/t 电耗 kwh/t 煤气 MJ/t 新水 m3/t 工序能耗 kgce/t 1995 139.70 1.129 71.94 87.32 55.16 169 0.980 97.75 1996 176.47 1.273 72.17 75.74 47.04 157 0.810 89.04 1997 200.97 1.558 72.52 65.68 33.98 111 0.311 72.16 1998 220.62 1.658 72.39 58.04 33.40 114 0.252 65.96 1999 261.75 1.794 73.78 48.77 31.09 108 0.267 59.62 2000 246.17 1.783 73.11 48.00 31.19 96 0.231 59.01 2001 239.84 1.754 71.77 47.32 31.59 88 0.224 57.52 2002 238.84 1.778 72.29 48.62 31.43 82 0.204 57.66 2003 289.48 1.549 74.01 49.76 31.01 83 0.196 55.98 2004 352.18 1.763 77.66 53.45 28.67 82 0.189 60.33 2005 387.20 1.987 79.35 42.38 25.88 80 0.188 48.84 3 结语 1）济钢烧结厂结合烧结生产工艺的实际情况，采取系统节能的措施主要包括余热回收、新技术开发、废物资源回收利用、高效化生产等各个方面。 2）这些措施实施后，使烧结矿各项质量指标不断改善的同时，吨矿能耗逐步下降。 3）特别是在2005年的生产组织中，随着生产效率的逐步提高（全年累计利用系数高达1.987t/m2h），强度指标不断改善，工序能耗达到48.84kgce/t的较好水平。