鋼鐵行業(yè)如何實現(xiàn)極致能效提升？

2022-12-15 09:34:00

中國冶金報中國鋼鐵新聞網

記者趙萍報道

記者朱亞明通訊員譚承溫攝影

　　“極限能效技術力爭將燒結工序能耗降低至38公斤標準煤／噸?！?/div>

　　“與傳統(tǒng)深冷法相比，ZETA超高效智慧氣體站的年節(jié)能量超3300萬千瓦時，節(jié)能率約50%?！?/div>

　　“近兩年，隨著先進煤氣發(fā)電設備開發(fā)，鋼廠用于自發(fā)電提效方面的投資明顯加快，每年新增改造約200萬千瓦?！?/div>

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　　12月9日，在廣州湛江召開的鋼鐵行業(yè)能效標桿三年行動方案現(xiàn)場啟動會上，中國五礦首席科學家、中冶長天國際工程有限責任公司總工程師葉恒棣，杭州哲達科技股份有限公司（簡稱ZETA）董事長沈新榮，三菱動力燃氣輪機工程技術（南京）公司副總經理李強，中圣科技南京圣諾熱管有限公司副總經理楊玉猛，上海寶能信息科技有限公司副總經理馮為民和華為技術有限公司5GtoB事業(yè)部副總經理徐之兵向與會嘉賓分享了燒結工序能效提升技術、鋼鐵生產全流程高效余熱回收利用、5G應用助力鋼鐵節(jié)能增效等內容，助力鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)極致能效提升。

　　葉恒棣在做主題為《燒結工序能效標桿技術》的報告中介紹道，“有專家提出，冶金流程要成為消納社會廢棄物的一個平臺，國內外目前也都對此做了相關研究，但并未實現(xiàn)真正的大規(guī)模應用。”

圖為葉恒棣作《燒結工序能效達標桿技術》的報告

　　“為此，我們提出了通過控溫控氧熱解焚燒來處理有機危廢的方法，以實現(xiàn)對有機危廢的資源化利用?！比~恒棣介紹，通過控溫控氧熱解焚燒，有機危廢綜合處置能耗從傳統(tǒng)282千克標準煤／噸下降到144.8千克標準煤／噸，下降了48.7%，為消納社會有機危廢奠定了技術基礎。

　　同時，葉恒棣介紹了燒結工序廣泛應用的能效標桿技術（大型化厚料層技術、燒結機環(huán)冷機密封技術、燒結煙氣與冷卻煙氣協(xié)同循環(huán)及余熱利用技術、主抽變頻節(jié)能技術、燒結煙氣活性炭法協(xié)同凈化技術等）、正在推廣應用的能效標桿技術（燒結固體燃料精準制備技術、分層供熱富氫燒結技術、有機危廢熱解制備燒結原/燃料技術）和正在研發(fā)的能效提升技術（燒結礦雙級冷卻技術、一氧化碳催化氧化釋熱耦合SCR技術、預還原燒結技術）。

　　“燒結工序在低成本低碳消納冶金流程危廢及部分社會危廢方面具有巨大潛力。”葉恒棣最后指出，“預還原燒結技術是未來降低鋼鐵流程能耗的努力方向，而智能化技術可以為燒結工序節(jié)能降碳提供強大支撐。”

　　沈新榮在做主題為《超高效智慧氣體站》的報告中指出，傳統(tǒng)富氧氣體站具有運營成本高、綜合效率低、安全風險大等痛點。對此，他介紹了擁有一級能效智慧空壓站技術、超高效富氧智能裝備技術、一站式氣體智慧管控技術等3大核心技術的哲達超高效智慧氣體站的運行原理。該超高效智慧氣體站通過一站式智慧管控技術實現(xiàn)能源管控、碳排管控和安康管控，在運行過程中不僅可以實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測數(shù)字化、能源分析信息化、運行優(yōu)化系統(tǒng)化，還可以實現(xiàn)設備安康智能化與綜合管控高效化。

圖為沈新榮作《超高效智慧氣體站》報告

　　今年2月，國家發(fā)改委發(fā)布的《鋼鐵行業(yè)節(jié)能降碳改造升級實施指南》，要求重點圍繞副產焦爐煤氣或天然氣直接還原煉鐵、高爐大富氧或富氫冶煉、熔融還原、氫冶煉等低碳前沿技術，加大廢鋼資源回收利用，加強技術源頭整體性的基礎理論研究和產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，開展產業(yè)化試點示范。

　　“應用哲達超高效智慧氣體站可以幫助企業(yè)節(jié)能增效?！鄙蛐聵s介紹，以某1080立方米高爐富氧應用為例，鼓風機3300Nm3/min（標準立方米每分鐘），采取機前富氧方式，按含氧量25%設計，需要供給含氧量為40%的富氧氣550Nm3/min。傳統(tǒng)深冷法（99.8%）的綜合電單耗大于0.6kWh/Nm3（千瓦時每標準立方米），統(tǒng)一折算成含氧量為40%的富氧氣，相當于綜合電單耗0.24kWh/Nm3。而同樣條件下，哲達超高效智慧氣體站的富氧氣綜合電單耗小于0.12kWh/Nm3。

　　富氧助燃具有“增產、降耗、節(jié)能、降碳”四大價值。哲達智造的低成本富氧氣體可廣泛應用于鋼鐵的高爐大富氧冶煉、熱風爐富氧、燒結富氧、轉爐富氧、烘烤鋼包富氧等工藝環(huán)節(jié)，助力鋼企打造能效標桿。

　　李強在做主題為《三菱重工高爐煤氣燃氣輪機與鋼廠副產煤氣高效利用》報告中介紹了高爐煤氣發(fā)電技術的發(fā)展和鋼鐵廠煤氣發(fā)電裝備現(xiàn)狀等。他介紹，根據重點鋼企裝機統(tǒng)計情況，發(fā)電裝機容量約為2700萬千瓦，發(fā)電設備近400臺，總體發(fā)電熱效率約為34.1%。

圖為李強作《三菱重工高爐煤氣燃氣輪機與鋼廠副產煤氣高效利用》的報告

　　“在鋼鐵綠色轉型過程中，先進高效發(fā)電技術是實現(xiàn)極致能效的重要措施?！崩顝妼Υ颂岢隽?點建議。一是升級改造。積極應用最新的煤氣高效發(fā)電技術，對低效煤氣發(fā)電升級改造。二是優(yōu)化配置。開展能源診斷與規(guī)劃，結合發(fā)電設備特點，優(yōu)化配置系統(tǒng)設備。三是梯級利用。因地制宜實施熱電聯(lián)產、低溫海水淡化、低溫余熱利用，拓展應用場景，實現(xiàn)能源梯級利用。四是新能源互補：建設先進智慧能源管理系統(tǒng)、廠區(qū)智慧電網實現(xiàn)與光伏、風電、儲能等新能源互補。

　　楊玉猛在做主題為《鋼鐵生產全流程高效余熱回收利用及絕熱管網節(jié)能技術》的報告中首先分享了能夠利用高效換熱及揉搪技術，安全實現(xiàn)動力廠煤氣鍋爐效率＞94%的“低溫島”工藝系統(tǒng)。

圖為楊玉猛作《鋼鐵生產全流程高效余熱回收利用及絕熱管網節(jié)能新技術》的報告

　　其次舉例介紹了燒結環(huán)冷機低溫余熱的深度利用，“低溫余熱深度利用要因地制宜、統(tǒng)籌考慮?！彼J為，基于“適合的就是最好的”原則，就地消化，關鍵的技術選擇要以熱（熱源溫度）定汽（蒸汽參數(shù)）、以汽定機（機型），以達到最大的經濟效益。。以450平方米燒結機為例，對環(huán)冷機低溫余熱回收系統(tǒng)改造后，回收30t/h（噸每小時）的0.3兆帕蒸汽，發(fā)電3200千瓦時，噸礦發(fā)電量增加5千瓦時，同時產生45t/h的熱水。發(fā)電及供水經濟效益約為1134萬/年，同比至少可減排26240噸二氧化碳。

　　此外，楊玉猛介紹了管道節(jié)能系統(tǒng)工程?！爸惺ス艿老到y(tǒng)集成工藝配管以獨特的系統(tǒng)優(yōu)化技術、復合結構保溫技術、復合補償技術、在線檢漏和在線監(jiān)控技術等形成蒸汽超長距離輸送系統(tǒng)優(yōu)化技術，能夠達到每公里溫降2-5℃/km，壓降0.015~0.05Mpa/km，遠優(yōu)于國標。”他說道。

　　馮為民在主題為《鋼鐵能源數(shù)據治理與智慧能源管控》的報告中介紹了寶武在能源數(shù)據治理方案、鋼鐵智慧能源1+N+X管控模式、智慧能源動態(tài)精細化管理平臺、智慧能源調度與決策優(yōu)化系統(tǒng)等方面的經驗和實踐。

圖為馮為民作《鋼鐵能源數(shù)據治理及在智慧管控系統(tǒng)中應用》報告

　　馮為民介紹，圍繞中國寶武數(shù)智化轉型戰(zhàn)略規(guī)劃要求，他們形成了以大數(shù)據中心-能源域為基礎的智慧能源應用系統(tǒng)架構?！巴ㄟ^這個架構，我們實現(xiàn)了數(shù)據共享、環(huán)境共享、資源共享、服務共享和平臺共享的目標。”隨后，他結合智慧能源動態(tài)精細化管理平臺、智慧能源調度與決策優(yōu)化系統(tǒng)等介紹了構建于數(shù)據域基礎上的智慧能源應用情況。

　　在智慧能源動態(tài)精細化管理平臺上，他們研發(fā)了“智慧能源動態(tài)管控系統(tǒng)”的寶武產品，在能源系統(tǒng)智慧化方面邁出了第一步。歷經多個代表性鋼鐵基地（韶鋼、鄂鋼、馬鋼、湛鋼、昆鋼、德盛、太鋼等）的迭代升級，整合融匯能源信息，構建智慧能源大腦，以知識替代經驗，形成企業(yè)能源知識庫，以實現(xiàn)基于人工智能的自動能耗診斷、因素識別、自動預警、智能推送，以及基于角色定位的崗位導航等，實現(xiàn)從云到端，協(xié)同穿透于集團、企業(yè)、廠部直至工序及產線、機組的能源動態(tài)管控和精細化管理。

　　在智慧能源調度與決策優(yōu)化系統(tǒng)上，他們根據業(yè)務的迫切需求，利用AI技術，在系統(tǒng)中實現(xiàn)了能源日平衡管控、實時能源平衡預測與智慧調度決策。系統(tǒng)融合鋼鐵電力系統(tǒng)優(yōu)化、煤氣-熱-電聯(lián)合優(yōu)化、能源與生產的協(xié)同及能源系統(tǒng)預案及自動觸發(fā)決策分析等技術，顯著提高了能源的回收利用效率、能源系統(tǒng)轉換效率和事故處理的及時準確性，有效推進鋼鐵基地的節(jié)能減碳工作，取得了明顯成效。

　　徐之兵在主題為《5G應用助力鋼鐵節(jié)能增效》的報告中介紹，華為5GtoB網絡解決方案具有大上行、穩(wěn)時延、準定位、大物聯(lián)、高可用、可信安全、極簡運維等8大標志性能力；已經在鋼鐵行業(yè)提供了遠程/無人天車、加渣機械臂、鋼表質檢、自動轉鋼、AR輔助、產線監(jiān)控、無人機巡檢、廢鋼定級、數(shù)據采集、配煤數(shù)字助理等10大場景化應用解決方案。

圖為徐之兵作《5G應用助力鋼鐵節(jié)能增效》報告

　　徐之兵以配煤為例介紹：“‘配煤數(shù)字助理’具有決策優(yōu)化、精準預測、優(yōu)化配比、快速決策的優(yōu)點，可以幫助配煤師改善配比，提升焦炭質量，使配煤質量更穩(wěn)定、配比更優(yōu)、成本更低?！?/div>

　　“下一步，我們將聯(lián)合相關企業(yè)、高校等按照鋼鐵行業(yè)全流程全場景來做標準，推進5G融入行業(yè)標準?！彼詈笳f道。

來源：中國冶金報-中國鋼鐵新聞網

編輯：張雨恬

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