摘 要:介紹了新時期國內鋼鐵聯合企業(yè)迅猛發(fā)展同時,聯合企業(yè)副產煤氣(包括高爐煤氣、焦爐煤氣和轉爐煤氣)的應用情況;指出了能源在企業(yè)生產和發(fā)展中的重要作用;并就如何應用副產煤氣,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。
關鍵詞:鋼鐵聯合企業(yè);煤氣;煤氣平衡;能源;放散
0 前言
對鋼鐵聯合企業(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)展和競爭能力,只有給以高度的重視和科學合理的規(guī)劃,才能適應鋼鐵企業(yè)各工序緊密性、連續(xù)性的生產特點。高爐煤氣(BFG)同焦爐煤氣(COG)、轉爐煤氣(LDG)都是鋼鐵企業(yè)的副產煤氣,是其最重要的二次能源。一般來說,每生產1t粗鋼約需23GJ的能量,約能產生420MJ的高爐煤氣、420MJ焦爐煤氣及10MJ的轉爐煤氣,副產煤氣約占鋼鐵企業(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,副產煤氣的利用好壞對鋼鐵企業(yè)能源消耗有著極大的影響。
我國噸鋼能耗高,既有工藝、設備方面的原因,也有能源管理、二次能源回收和利用方面的問題。例如,某鋼鐵聯合企業(yè)在做煤氣平衡時,煤氣總發(fā)生量(特別是高爐煤氣) 計算統(tǒng)計不科學、不準確、不切實際,以至于雖然統(tǒng)計表數據達到了平衡,但實際煤氣發(fā)生量剩余很大,大量煤氣排放天空點天燈,既浪費了能源又污染了環(huán)境。又如,某聯合企業(yè)在新建熱軋廠規(guī)劃建設時,設計選用高熱值焦爐煤氣為加熱爐燃料,本來焦爐煤氣總量不足,但設計部門卻又不切實際地加以設計,主管部門又不能有效溝通制止,致使煤氣總供給不足,能源調度混亂,嚴重影響了生產。再如,冶金企業(yè)取消重油,改燒煤氣的能源使用政策已實施20年了,但有些企業(yè)不積極主動加以改造,卻還在應用價錢昂貴的一次能源重油,而副產煤氣卻白白浪費掉。
鋼鐵企業(yè)煤氣用戶很多,各用戶對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、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供熱的要求及耗量,同時要做到以下幾點:
1 副產煤氣應充分利用和減少放散
煤氣充分利用的關鍵在于產需基本平衡。積極發(fā)展用戶,尋求產需的基本平衡對充分利用副產煤氣極為重要。產需平衡還應考慮到企業(yè)的發(fā)展及用戶熱耗量的變化,使煤氣在企業(yè)的各個發(fā)展階段都求得產需平衡。產需平衡就全廠而言,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能力,否則當用戶設備檢修或事故停產時勢必會造成煤氣放散。當然,用戶過多也會造成煤氣不足而影響生產。適當的產需比例可按各廠具體條件用數理統(tǒng)計求得。
鋼鐵企業(yè)煤氣產需平衡不是一簡單的靜態(tài)平衡,還需考慮到產需的動態(tài)平衡。這既要考慮到高爐休風、轉爐停產對用戶的影響,又要考慮到煤氣用戶的設備檢修和事故對煤氣平衡的影響,因此產需的穩(wěn)定和一足夠緩沖能力的煤氣供應系統(tǒng),也是減少煤氣放散的重要條件。
煤氣供應系統(tǒng)的緩沖能力是靠緩沖用戶和煤氣柜來實現的。所謂緩沖用戶就是在其使用制度上可改變燃料種類,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工廠煤氣余缺情況進行調整。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,國內凡設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,有關緩沖用戶及煤氣供應的平衡作用,將進一步分析。
應指出的是,作為緩沖用戶,考慮到適應多種燃料的需要,煤氣在這種用戶的使用效率往往不及單獨使用煤氣的用戶,特別是煤粉和煤氣混燒的鍋爐,燃料性質差別很大,燃燒過程相互影響,且影響鍋爐安全運行。大量的煤氣在緩沖用戶使用也是一種能源的浪費,因煤氣多頂替的是低品位的動力煤,降低了能源的使用價值,故送入緩沖用戶的煤氣量應在滿足調度的前提下盡量縮至最小。但是作為發(fā)電廠,隨著科學技術的發(fā)展,也不能簡單的定義為緩沖用戶。隨著純燃高爐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,國內主要有杭州鍋爐廠、江西鍋爐廠、無錫鍋爐廠生產此類鍋爐,最大已做至220 t/ h 高溫高壓鍋爐,投資省,見效快。另外,還有燃高爐煤氣輪機發(fā)電機組(CCPP) 在鋼鐵企業(yè)的使用,像寶鋼已運行多年,通鋼也已投入生產,最近鞍鋼也與日本三菱公司簽約建設。這種高效率的發(fā)電技術,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,制造及建設周期較長。高爐煤氣通過有效地應用而完全達到零放散成為可能。