摘 要:介紹了新時(shí)期國(guó)內(nèi)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)迅猛發(fā)展同時(shí),聯(lián)合企業(yè)副產(chǎn)煤氣(包括高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣)的應(yīng)用情況;指出了能源在企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展中的重要作用;并就如何應(yīng)用副產(chǎn)煤氣,特別是高爐煤氣,減少煤氣放散,提出了一些有效的解決方法。
關(guān)鍵詞:鋼鐵聯(lián)合企業(yè);煤氣;煤氣平衡;能源;放散
0 前言
對(duì)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)而言,能源利用和規(guī)劃直接影響到企業(yè)的持續(xù)發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)能力,只有給以高度的重視和科學(xué)合理的規(guī)劃,才能適應(yīng)鋼鐵企業(yè)各工序緊密性、連續(xù)性的生產(chǎn)特點(diǎn)。高爐煤氣(BFG)同焦?fàn)t煤氣(COG)、轉(zhuǎn)爐煤氣(LDG)都是鋼鐵企業(yè)的副產(chǎn)煤氣,是其最重要的二次能源。一般來(lái)說(shuō),每生產(chǎn)1t粗鋼約需23GJ的能量,約能產(chǎn)生420MJ的高爐煤氣、420MJ焦?fàn)t煤氣及10MJ的轉(zhuǎn)爐煤氣,副產(chǎn)煤氣約占鋼鐵企業(yè)能源總收入的30%~40%,并參與著鋼鐵企業(yè)的能源平衡,由此可見(jiàn),副產(chǎn)煤氣的利用好壞對(duì)鋼鐵企業(yè)能源消耗有著極大的影響。
我國(guó)噸鋼能耗高,既有工藝、設(shè)備方面的原因,也有能源管理、二次能源回收和利用方面的問(wèn)題。例如,某鋼鐵聯(lián)合企業(yè)在做煤氣平衡時(shí),煤氣總發(fā)生量(特別是高爐煤氣) 計(jì)算統(tǒng)計(jì)不科學(xué)、不準(zhǔn)確、不切實(shí)際,以至于雖然統(tǒng)計(jì)表數(shù)據(jù)達(dá)到了平衡,但實(shí)際煤氣發(fā)生量剩余很大,大量煤氣排放天空點(diǎn)天燈,既浪費(fèi)了能源又污染了環(huán)境。又如,某聯(lián)合企業(yè)在新建熱軋廠規(guī)劃建設(shè)時(shí),設(shè)計(jì)選用高熱值焦?fàn)t煤氣為加熱爐燃料,本來(lái)焦?fàn)t煤氣總量不足,但設(shè)計(jì)部門卻又不切實(shí)際地加以設(shè)計(jì),主管部門又不能有效溝通制止,致使煤氣總供給不足,能源調(diào)度混亂,嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。再如,冶金企業(yè)取消重油,改燒煤氣的能源使用政策已實(shí)施20年了,但有些企業(yè)不積極主動(dòng)加以改造,卻還在應(yīng)用價(jià)錢昂貴的一次能源重油,而副產(chǎn)煤氣卻白白浪費(fèi)掉。
鋼鐵企業(yè)煤氣用戶很多,各用戶對(duì)煤氣的熱值壓力等要求不盡相同,消耗量也有很大差別。鋼鐵企業(yè)的煤氣主要用戶有燒結(jié)、煉鐵、焦化、煉鋼、軋鋼及緩沖用戶發(fā)電廠等。為了做好鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡,首先要了解各煤氣用戶對(duì)供熱的要求及耗量,同時(shí)要做到以下幾點(diǎn):
1 副產(chǎn)煤氣應(yīng)充分利用和減少放散
煤氣充分利用的關(guān)鍵在于產(chǎn)需基本平衡。積極發(fā)展用戶,尋求產(chǎn)需的基本平衡對(duì)充分利用副產(chǎn)煤氣極為重要。產(chǎn)需平衡還應(yīng)考慮到企業(yè)的發(fā)展及用戶熱耗量的變化,使煤氣在企業(yè)的各個(gè)發(fā)展階段都求得產(chǎn)需平衡。產(chǎn)需平衡就全廠而言,用戶吸收每種煤氣的總能力(包括基本用戶和緩沖用戶) 須大于該種煤氣的生產(chǎn)能力,否則當(dāng)用戶設(shè)備檢修或事故停產(chǎn)時(shí)勢(shì)必會(huì)造成煤氣放散。當(dāng)然,用戶過(guò)多也會(huì)造成煤氣不足而影響生產(chǎn)。適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)需比例可按各廠具體條件用數(shù)理統(tǒng)計(jì)求得。
鋼鐵企業(yè)煤氣產(chǎn)需平衡不是一簡(jiǎn)單的靜態(tài)平衡,還需考慮到產(chǎn)需的動(dòng)態(tài)平衡。這既要考慮到高爐休風(fēng)、轉(zhuǎn)爐停產(chǎn)對(duì)用戶的影響,又要考慮到煤氣用戶的設(shè)備檢修和事故對(duì)煤氣平衡的影響,因此產(chǎn)需的穩(wěn)定和一足夠緩沖能力的煤氣供應(yīng)系統(tǒng),也是減少煤氣放散的重要條件。
煤氣供應(yīng)系統(tǒng)的緩沖能力是靠緩沖用戶和煤氣柜來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所謂緩沖用戶就是在其使用制度上可改變?nèi)剂戏N類,既可用煤氣也可用粉煤或重油等其他燃料。它吸收煤氣的量可根據(jù)工廠煤氣余缺情況進(jìn)行調(diào)整。允許煤氣的發(fā)熱值有一定的變化。作為緩沖用戶的可以是軋鋼加熱爐,也可以是自備電廠,國(guó)內(nèi)凡設(shè)置大容量自備電廠作為緩沖用戶的企業(yè),煤氣放散率一般都較低,有關(guān)緩沖用戶及煤氣供應(yīng)的平衡作用,將進(jìn)一步分析。
應(yīng)指出的是,作為緩沖用戶,考慮到適應(yīng)多種燃料的需要,煤氣在這種用戶的使用效率往往不及單獨(dú)使用煤氣的用戶,特別是煤粉和煤氣混燒的鍋爐,燃料性質(zhì)差別很大,燃燒過(guò)程相互影響,且影響鍋爐安全運(yùn)行。大量的煤氣在緩沖用戶使用也是一種能源的浪費(fèi),因煤氣多頂替的是低品位的動(dòng)力煤,降低了能源的使用價(jià)值,故送入緩沖用戶的煤氣量應(yīng)在滿足調(diào)度的前提下盡量縮至最小。但是作為發(fā)電廠,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,也不能簡(jiǎn)單的定義為緩沖用戶。隨著純?nèi)几郀t煤氣鍋爐的研制成功及在鋼鐵企業(yè)的廣泛使用,使高爐煤氣的使用效率顯著提高,為高爐煤氣的有效使用提供一很好的途徑。目前,國(guó)內(nèi)主要有杭州鍋爐廠、江西鍋爐廠、無(wú)錫鍋爐廠生產(chǎn)此類鍋爐,最大已做至220 t/ h 高溫高壓鍋爐,投資省,見(jiàn)效快。另外,還有燃高爐煤氣輪機(jī)發(fā)電機(jī)組(CCPP) 在鋼鐵企業(yè)的使用,像寶鋼已運(yùn)行多年,通鋼也已投入生產(chǎn),最近鞍鋼也與日本三菱公司簽約建設(shè)。這種高效率的發(fā)電技術(shù),使發(fā)電成本大為降低、高爐煤氣的使用效率顯著提高,但其初投資較高,制造及建設(shè)周期較長(zhǎng)。高爐煤氣通過(guò)有效地應(yīng)用而完全達(dá)到零放散成為可能。