李春香
(河鋼唐鋼能源環(huán)保部)
摘 要：唐鋼面對異常嚴峻的市場形勢，努力轉(zhuǎn)變生產(chǎn)組織模式，著力構(gòu)建全面貼近市場、極具競爭力的管控體系，推行全過程能源管理，回收余熱余能、 合理用能，使用成熟的節(jié)能技術(shù)，推廣和普及先進的節(jié)能技術(shù)與裝備，實現(xiàn)各工序的節(jié)能減排。建立能源管理體系， 實現(xiàn)全員參與，通過 “活動、 產(chǎn)品和服務(wù)” 識別能源因素，圍繞產(chǎn)品實現(xiàn)全過程以及減少外部影響所產(chǎn)生的能源消耗。
關(guān)鍵詞：管控體系；節(jié)能減排；節(jié)能技術(shù)；能源管理體系
隨著鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷增加，全國各大鋼廠在減量化用能，提高能源利用效率， 增加二次能源回收等方面做出了卓有成效的工作。雖然噸鋼能耗不斷減少，但還遠遠落后于國際同行的先進水平，部分企業(yè)甚至是數(shù)倍于國際平均水平。隨著減排設(shè)備的不斷投入和產(chǎn)量的不斷擴大，國內(nèi)鋼鐵行業(yè)能源消耗總量仍然在不斷增加?，F(xiàn)階段，我國大多數(shù)鋼鐵企業(yè)依然采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式進行生產(chǎn)，每噸成鋼的生產(chǎn)成本比國外先進工藝高出 10％ 以上。因此，傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)與管理模式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)需求，不利于我國鋼鐵企業(yè)參與國際市場的競爭，更不符合國家節(jié)能減排、 可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃要求。
鋼鐵企業(yè)開展管理節(jié)能企業(yè)專職能源管理部門，具體做法是: 建立，完善企業(yè)各項能源管理規(guī)章制定，定期進行檢查落實情況；能源計量儀器儀表配置齊全，其配置率、 完好率、 周檢率均大于95％ ；有高素質(zhì)的能源管理人員，并能對職工進行能源管理知識不斷更新和補充；開展企業(yè)能源指標定額管理辦法，促進企業(yè)節(jié)能目標的實現(xiàn)，大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)建立能源管理中心，高效地對企業(yè)進行能源管理，科學(xué)制定企業(yè)能源發(fā)展規(guī)劃，促進企業(yè)節(jié)能工作水平的提升。
國內(nèi)外各鋼鐵企業(yè)均有不同的外圍環(huán)境，也有不同的內(nèi)在制約因素，所以在實施企業(yè)能源管理時，一定要結(jié)合企業(yè)的具體情況，實施具有該企業(yè)特色的管理節(jié)能內(nèi)涵。
1 建立能源中心實時監(jiān)控及信息管理系統(tǒng)
唐鋼能源管理指導(dǎo)方針為 “底數(shù)清、 責任明、 措施硬、 效果好”，2011年構(gòu)建能源管控系統(tǒng)，具體功能見圖1。
該系統(tǒng)包括實時監(jiān)控畫面的 ＳＣＡＤＡ 系統(tǒng)，數(shù)據(jù)分析與管理的 ＡＭＰＬＡ 系統(tǒng)， 能源使用與管理的能源調(diào)度系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)來源的能源系統(tǒng)接口，實現(xiàn)了考核到工序、 考核到班組、 考核到批次。
2 全過程能源管理，實現(xiàn)各工序的節(jié)能降耗
在不斷的探索中，挖掘了適合自身的能源管理方法 “一貫制能源管理”，由一個管理部門負責能源規(guī)劃、 能源計劃、 能源生產(chǎn)、 能源轉(zhuǎn)換、能源介質(zhì)輸送調(diào)配、 能耗統(tǒng)計、 能耗分析、 節(jié)能措施與落實等工作，并組織各生產(chǎn)工序抓好每一個環(huán)節(jié)的能源節(jié)約及管理工作。能源環(huán)保部技管人員一貫到底，直接與生產(chǎn)一線對接，掌握生產(chǎn)工藝與設(shè)備動態(tài)，為節(jié)能降耗提供有力基礎(chǔ)。
(1) 燒結(jié)工序
①燒結(jié)機密封技術(shù)，燒結(jié)機主抽風機電耗約占燒結(jié)工序電耗的 55％ ，每噸燒結(jié)礦主抽風機電耗約 20kwh，通過對臺車欄板處邊緣效應(yīng)漏風、 臺車欄板端頭處和臺車欄板之間漏風、 臺車銷孔漏風、 臺車滑道處漏風及機頭機尾漏風等的治理，燒結(jié)機漏風率從 61％ ~ 63％ 降到35％ ，每噸燒結(jié)礦可節(jié)電 2 ~ 3kwh。
②燒結(jié)機環(huán)冷密封技術(shù)，針對原有車身以及三角梁處的漏風和動靜膠皮密封處漏風， 采用彈性金屬密封，有效風利用率從原來 65％ 提升到90％ 以上，環(huán)冷機冷卻效果大大提高，平均每噸燒結(jié)礦省電1kwh，由于密封效果提高，漏風明顯減少，使余熱發(fā)電系統(tǒng)余熱回收的能力明顯增加，供余熱鍋爐的廢氣溫度可提高20℃ 以上。從而，可提高余熱鍋爐的蒸汽產(chǎn)量及蒸汽溫度，使每噸燒結(jié)礦多發(fā)電 2kwh 以上。
③環(huán)冷余熱回收發(fā)電技術(shù)，主要工藝原理是將環(huán)冷機一、 二段的熱空氣引入余熱鍋爐，產(chǎn)生蒸汽后進入汽輪機進入發(fā)電，這也是國內(nèi)比較普遍的燒結(jié)余熱回收方式，唐鋼本部兩臺發(fā)電機額定輸出功率為15 ＭＷ、 25ＭＷ。
④厚料層燒結(jié)技術(shù)，料層越厚蓄熱越多，料層溫度也越高，唐鋼將料層厚度和蓄熱溫度的關(guān)系進行摸索和量化，摸索出料層厚度與蓄熱溫度的關(guān)系式，保證燒結(jié)過程中不過熔，降低燃料比，達到了降低固體燃耗的目的。
⑤優(yōu)化點火工藝，降低燒結(jié)點火燃耗，提高點火器熱效率，采用高效低燃耗點火器，選擇合理的點火參數(shù)，完善燒結(jié)點火工作制度，合理組織燃料燃燒，改善煤氣燃燒狀況并充分利用表層燒結(jié)料中的固體燃料等，可降低點火氣體燃料消耗 25％ ~ 30％ 。
(2) 煉鐵工序
①熱風爐智能燃燒技術(shù)，在步進式充壓法實現(xiàn)無波動換爐的基礎(chǔ)上，采用根據(jù)送風時間換爐的控制策略， 并建立合適的燃燒模型進行燃燒控制，構(gòu)成一套完整的熱風爐全自動控制方案，全自動燃燒法實施后，熱風爐噸鐵煤氣消耗由 696m3 /t 降低到 685 m3 / t。
②大型高爐干法除塵 ＋ TRT 發(fā)電， 將除塵系統(tǒng)由濕法除塵改造成符合國家一級清潔生產(chǎn)標準的干法布袋除塵，將 PW 三環(huán)縫洗滌塔除塵系統(tǒng)改為干式 TRT 并聯(lián)調(diào)壓閥組， 濕法除塵工藝顆粒物排放濃度為 80 mg / m3 ， 而干法除塵能降至 10mg / m3 以下，最小能達到5mg / m3 左右，環(huán)保效果非常明顯， 同時 TRT 發(fā)電量明顯增加。
③高爐沖渣水余熱采暖，利用高爐沖渣水、設(shè)備冷卻水等工業(yè)余熱資源，為城市居民冬季供熱采暖，2017年供暖面積570 萬 m2 ，減少了市區(qū)燃煤鍋爐對環(huán)境的影響，有效地解決了長期困擾城市供暖資源短缺問題，并為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟效益。
(3) 煉鋼工序
①轉(zhuǎn)爐煤氣回收技術(shù)，煤氣回收程序的修改和完善，實現(xiàn)了煤氣自動回收，對爐口采取微正壓控制，控制升、 降罩時機，延長回收時間。
②蒸汽回收技術(shù)，強制循環(huán)與自然循環(huán)相結(jié)合有利于煙氣顯熱的全過程回收，蓄熱器出口壓力設(shè)定在1.0MPa。實現(xiàn)自動穩(wěn)定調(diào)節(jié)，工藝調(diào)整噸鋼回收蒸汽150kg。
③鋼包全程加蓋技術(shù)，唐鋼自主研發(fā)的鋼包在線全程加蓋技術(shù)，實現(xiàn)了鋼包從轉(zhuǎn)爐出鋼到連鑄澆鋼周轉(zhuǎn)全程保溫，轉(zhuǎn)爐冶煉終點溫度由原來1645℃ 降低到 1632℃ ，鋼包平均包齡提高 5爐/ 包，節(jié)能降耗的同時，有效改善了作業(yè)環(huán)境。
④降低煤氣消耗技術(shù)，蓄熱式燃燒技術(shù)是一種極為有效的煙氣余熱回收技術(shù)，能最大限度地回收鋼包烘烤器所排出的煙氣中的顯熱，降低排煙熱損失，提高鋼包烘烤器熱效率，使用蓄熱式燃燒技術(shù)可以將排煙溫度降到150℃ 以下，對于鋼包烘烤器而言，使排煙溫度降低850℃ 左右，節(jié)能幅度可達50％ ~ 70％ ，大幅度提高了鋼包烘烤器的熱效率。
(4) 軋鋼工序
鋼坯熱裝熱送技術(shù)，對軋鋼加熱爐而言，節(jié)能最有效的措施是煉鋼、 軋鋼一體化實現(xiàn)連鑄連軋或短流程連鑄鋼坯直供軋鋼加熱爐加熱再軋制，由于鋼坯入爐溫度可達到 850 ~ 900℃ ，與加熱冷坯相比可節(jié)省大量燃料，即便是 300 ~500 ℃的熱供節(jié)能效益也相當可觀。
3 能源管理體系建設(shè)
隨著資源的不斷消耗，尤其是不可再生資源的過度開發(fā)，人們開始關(guān)注能源問題，能源管理體系概念開始產(chǎn)生，人們逐漸意識到，節(jié)能工作不只是開發(fā)節(jié)能的技術(shù)或者裝備，還要建立一個系統(tǒng)的管理體系，在工業(yè)、 建筑業(yè)等行業(yè)建立系統(tǒng)的節(jié)能方法。通過低成本或無成本的方法來提高能源的利用率，建立管理能源的組織，制定節(jié)能計劃，并將計劃付諸實施，不僅可以降低能源消耗，還能夠提高資源利用率，在節(jié)能計劃實施過程中，人們逐漸接受了能源管理的理念，并逐步產(chǎn)生了通過系統(tǒng)管理方法實現(xiàn)節(jié)能的思想。
能源管理體系是以 “能源” 為核心進行控制和管理，組織通過識別能源因素、 確定具體的能源目標和指標，并通過建立能源管理體系來降低能源消耗、 提高能源效率。因此，能源管理體系主要是通過 “活動、 產(chǎn)品和服務(wù)” 識別能源因素，圍繞 “產(chǎn)品實現(xiàn)全過程以及減少外部影響所產(chǎn)生的能源消耗” 來確定相關(guān)的管理要求。
(1) 以問題為導(dǎo)向，以能否解決問題為標準，任何體系的建立都是為了解決現(xiàn)實工作中出現(xiàn)的問題，一方面提高能源的利用效率，另一方面實現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)目標和能源管理目標， 設(shè)立工序指標、 系統(tǒng)指標、 重點設(shè)施指標和工序介質(zhì)指標，每月對指標完成情況匯總考核。
(2) 能源管理體系的建設(shè)充分結(jié)合能源管理全員、 全流程、 全業(yè)務(wù)的特點? 對鋼鐵生產(chǎn)中的所有工序進行節(jié)能測算? 對鐵水和燒結(jié)礦等重要能源的消耗情況引起足夠的重視? 同時不僅僅對原有業(yè)務(wù)進行審視和完善? 更對原來的管理沒有涉及到的范圍和業(yè)務(wù)進行設(shè)計與規(guī)范? 由此逐漸建立企業(yè)節(jié)能工作的基礎(chǔ)[1] 。
(3) 能源管理部門和生產(chǎn)管理部門密切協(xié)作，在能源管理體系建設(shè)以前，唐鋼能源管控系統(tǒng)實現(xiàn)了實時監(jiān)控和在線調(diào)整，為了更好地實現(xiàn)能源管理目標，通過能源流、 物流以及設(shè)備運行狀態(tài)結(jié)合[2] 。在原有體系基礎(chǔ)上進行完善，形成唐鋼基礎(chǔ)能源管理流程。
唐鋼能源管理基礎(chǔ)流程如圖 2 所示。首先，在能源管理中心有較為完善的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)不僅能夠提取生產(chǎn)管理過程中的重要數(shù)據(jù)，還能對這些數(shù)據(jù)進行分析和監(jiān)測；其次，通過分析和處理后的數(shù)據(jù)可以為能源管理決策提供依據(jù)，對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)測的好處一方面是可以保障整個生產(chǎn)體系的順利開展，另一方面可以提供實時狀況，以便于對管理方案進行調(diào)整，在能源管理過程中，通過將采集和整理的數(shù)據(jù)進行傳輸、 分析和處理，得到平衡整個管理體系的方法。這樣企業(yè)就能夠?qū)δ茉垂芾磉^程進行調(diào)整和分析，這一過程稱為能源管理的平衡調(diào)度過程，針對設(shè)備運行狀態(tài)，根據(jù)能源平衡預(yù)測的結(jié)果發(fā)出調(diào)度指令，能源管理系統(tǒng)通過各類新技術(shù)的應(yīng)用，將能源管理水平進一步提升。
4 結(jié)語
唐鋼通過全面打造清潔工廠、 節(jié)能減排企業(yè)典范，創(chuàng)建資源節(jié)約型、 環(huán)境友好型綠色鋼鐵企業(yè)，以節(jié)能提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，以減排促進企業(yè)的和諧發(fā)展，以節(jié)能減排工作的共同提高帶動企業(yè)整體管理水平的全面提升，實現(xiàn)企業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。
參考文獻
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