石紅兵
(寶鋼集團(tuán)八鋼公司煉鐵分公司燒結(jié)分廠)
摘要:燒結(jié)工序在鋼鐵冶煉過程是僅次于高爐的用能大戶,占鋼鐵生產(chǎn)用能 10%~20% ,八鋼燒結(jié)用電量占鐵前系統(tǒng)總用電量的 50% ,降低燒結(jié)工序電耗對(duì)降低鐵水成本具有重要的意義,特別是鋼鐵市場(chǎng)低迷鋼材價(jià)格下跌,降低制造成本更顯得非常重要。 2015 年下半年開始八鋼燒結(jié)產(chǎn)能只有高峰時(shí)期產(chǎn)能的 40% ,各種制造成本不斷上升。八鋼燒結(jié)分廠通過技術(shù)改造和在管理上下功夫,在產(chǎn)能降低的情況下保證電耗不上升。
關(guān)鍵詞:燒結(jié)機(jī);電耗;改造
八鋼燒結(jié)廠現(xiàn)有燒結(jié)機(jī) 3 臺(tái),其中265m2 燒結(jié)機(jī) 2 臺(tái),430m 2 燒結(jié)機(jī) 1 臺(tái),設(shè)計(jì)產(chǎn)能為 967 萬 t/ 年。分別給三座高爐與一座 COREX爐供應(yīng)燒結(jié)礦,CROX爐 2015年 8 月停產(chǎn),其余三座高爐根據(jù)鋼材銷售情況決定開爐數(shù)量。燒結(jié)礦年產(chǎn)量最高達(dá)到 1053 萬噸,對(duì)應(yīng)的電耗分別為:265 燒結(jié)機(jī)電耗為 56.58kw·h/t,430m2 燒結(jié)機(jī)電耗為 32.44kw·h/t。八鋼燒結(jié)礦電耗占制造成本 30%以上,降低電耗是降低燒結(jié)礦成本的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
一、八鋼燒結(jié)礦電耗高的原因
(一)生產(chǎn)組織模式
由于八鋼原料供應(yīng)的限制,八鋼進(jìn)行全精粉燒結(jié),原始物料粒度差,料層透氣性差,利用系數(shù)低。在高爐滿負(fù)荷生產(chǎn)的情況下,一臺(tái) 265m2 燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量供應(yīng)一座高爐生產(chǎn)略有缺口(入爐燒結(jié)礦比例大于80%),開啟一臺(tái) 430m 2 燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量有富余。
兩座高爐生產(chǎn)時(shí) 2 臺(tái) 265m2 燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量有缺口,1 臺(tái) 265m2燒結(jié)機(jī)與 430m 2 燒結(jié)機(jī)組合生產(chǎn)產(chǎn)量有富余,需要減負(fù)荷生產(chǎn)。
三座高爐生產(chǎn)開三臺(tái)燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量有富余,開兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)產(chǎn)量不足。
(二)設(shè)備故障率高
燒結(jié)系統(tǒng)發(fā)生設(shè)備故障,主系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)鎖立即停機(jī),而輔助系統(tǒng)的高壓風(fēng)機(jī)電機(jī)因?yàn)樵O(shè)備運(yùn)行的要求不能立即停機(jī)。
265m2 燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)在一小時(shí)內(nèi)不能立即停機(jī)的設(shè)備裝機(jī)量 17283kw·h,一小時(shí)耗電量為 11700kw·h。設(shè)備發(fā)生故障是電耗上升的一個(gè)主要的因數(shù)。
(三) 兩臺(tái) 265m 2 燒結(jié)機(jī)有共用部分系統(tǒng)設(shè)備
A、B燒結(jié)機(jī)共用配料除塵、燒結(jié)除塵、篩分除塵,開啟 265m2 燒結(jié)機(jī)任何一臺(tái)都需要開啟這三臺(tái)除塵器,這三臺(tái)除塵器全部是高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)。另外混勻料供應(yīng)系統(tǒng),熔劑、燃料供應(yīng)系統(tǒng),鋪底料和返礦系統(tǒng)都是共用的,開一臺(tái) 265m2 燒結(jié)這些共用系統(tǒng)都需要開啟,導(dǎo)致電耗上升。
(四)燒結(jié)機(jī)和環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)率高
國(guó)外一些燒結(jié)廠的實(shí)踐證明:漏風(fēng)率每減少 10%,可增產(chǎn) 6%,每噸燒結(jié)礦可減少電耗 2kW/h,減少焦粉 1kg,降低煤氣消耗 1680kJ,成品率提高 1.5%~2.0%。265m2燒結(jié)機(jī)經(jīng)過近十年的運(yùn)行,燒結(jié)機(jī)抽風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)過物料的沖刷,煙道內(nèi)的耐磨層脫落,鋼板磨損與腐蝕造成漏風(fēng)率高,煙氣中含氧量大于 18%,生產(chǎn)過程中主抽風(fēng)門開度加大,電耗上升。環(huán)冷機(jī)密封不嚴(yán),冷卻效果差,為了保證冷卻后燒結(jié)礦溫度,五臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)常全開。
(五)生產(chǎn)過程異常造成電耗上升
由于水份波動(dòng)、物料變化、配料下料不穩(wěn)以及料層透氣性發(fā)生變化等因素會(huì)造成燒結(jié)生產(chǎn)過程波動(dòng),為了穩(wěn)定生產(chǎn),過程中控工會(huì)采取調(diào)整主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度,這樣很容易使燒結(jié)終點(diǎn)提前或者滯后,終點(diǎn)滯后環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)門將會(huì)開大,造成電耗上升。
(六)輔助設(shè)備管控不到位
輔助系統(tǒng)的設(shè)備沒有與主系統(tǒng)連鎖,這些設(shè)備需要員工到現(xiàn)場(chǎng)開停,一旦員工在設(shè)備故障情況下處理其他問題忘記停止這一部分輔助設(shè)備就會(huì)造成能源的浪費(fèi)。
二、降低電耗所采取措施
(一)節(jié)能改造
1.環(huán)冷機(jī)密封改造265m2 環(huán)冷機(jī)分別為 280m2 和 360m2 ,風(fēng)箱與臺(tái)車之間使用橡膠板進(jìn)行密封,每次檢修更換后使用不到 1 個(gè)月就發(fā)生變形或者損壞,環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)率上升,冷卻效果降低。為了提高燒結(jié)礦冷卻效果,正常情況下 5 臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)全開。2016 年 3 月,八鋼燒結(jié)廠與北京京都合作對(duì) 280m2 環(huán)冷機(jī)進(jìn)行密封改造,主要對(duì)風(fēng)箱與臺(tái)車之間密封、臺(tái)車體與三角梁之間密封以及環(huán)冷機(jī)臺(tái)車與熱風(fēng)罩之間密封進(jìn)行改造,環(huán)冷機(jī)漏風(fēng)率大幅下降,冷卻效果提高。改造后環(huán)冷機(jī)鼓風(fēng)機(jī)開啟數(shù)量減少 1~2 臺(tái),經(jīng)過測(cè)算燒結(jié)礦電耗降低 1.7kw·h/t,燒結(jié)余熱發(fā)電蒸汽產(chǎn)生量增加 15%以上,發(fā)電量產(chǎn)生3kw·h/t 以上。
2.主抽風(fēng)機(jī)變頻器改造
八鋼燒結(jié)廠兩臺(tái) 265m2 燒結(jié)機(jī)的主抽風(fēng)機(jī)功率為 5200kW,兩臺(tái)主抽風(fēng)機(jī)電耗占燒結(jié)系統(tǒng)電耗的 50%,正常生產(chǎn)時(shí)通過調(diào)整主抽風(fēng)門的開度進(jìn)行調(diào)節(jié)風(fēng)量。2016 年4 月,八鋼燒結(jié)廠與西門子公司合作對(duì) B燒結(jié)機(jī)主抽電機(jī)進(jìn)行變頻器改造,調(diào)節(jié)風(fēng)量的方式變成主抽風(fēng)門全開,調(diào)整風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。改造后節(jié)能效果明顯,滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)每臺(tái)風(fēng)機(jī)電耗降低 15%以上,燒結(jié)機(jī)在減負(fù)荷的情況下節(jié)電效果更加明顯。
3.燒結(jié)機(jī)抽風(fēng)系統(tǒng)密封
2015 年底,利用 A燒結(jié)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)間更換了 15 組風(fēng)箱支管,更換煙道底部雙層卸灰閥 20 個(gè),對(duì)機(jī)頭電除塵外墻腐蝕鋼板進(jìn)行更換,同時(shí)對(duì)燒結(jié)機(jī)風(fēng)箱法蘭進(jìn)行焊接。日常檢修時(shí)對(duì)抽風(fēng)系統(tǒng)的漏風(fēng)點(diǎn)進(jìn)行焊補(bǔ)。通過一系列的改造燒結(jié)機(jī)燒結(jié)煙氣含氧量低于 17%。
4.公用除塵管道安裝閥門
在共用除塵器除塵主管道上安裝閥門,2 臺(tái)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)時(shí)共用除塵器主管道閥門打開,一臺(tái)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)時(shí)將通往另外一臺(tái)燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)的閥門關(guān)閉,同時(shí)降低除塵器風(fēng)門開度,降低除塵器電耗。
(二)生產(chǎn)組織優(yōu)化
1.開不同數(shù)量高爐的生產(chǎn)組織開一座高爐生產(chǎn)時(shí),開啟一臺(tái) 265m2燒結(jié)機(jī),在另外兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)停產(chǎn)時(shí)在高爐料場(chǎng)準(zhǔn)備 20000~30000 噸落地?zé)Y(jié)礦,在燒結(jié)機(jī)故障時(shí)或者產(chǎn)能不足時(shí)補(bǔ)充高爐料倉(cāng)。開啟兩座高爐生產(chǎn)時(shí)燒結(jié)機(jī)開一臺(tái)265m2 燒結(jié)機(jī)與 430m2 燒結(jié)機(jī),燒結(jié)礦有富余時(shí)進(jìn)行落地,落地?zé)Y(jié)礦達(dá)到 20000~30000 噸時(shí)停 430m2 燒結(jié)機(jī),開兩臺(tái) 265m2燒結(jié)機(jī),在燒結(jié)機(jī)故障時(shí)或者產(chǎn)能不足時(shí)補(bǔ)充高爐料倉(cāng)。
開三座高爐生產(chǎn)時(shí)開啟三臺(tái)燒結(jié)機(jī),富余部分燒結(jié)礦落地,落地?zé)Y(jié)礦達(dá)到20000~30000 噸時(shí),一臺(tái) 265m2 燒結(jié)機(jī)停產(chǎn),高爐槽位低時(shí)取落地?zé)Y(jié)礦補(bǔ)充。這樣可以保證一周開兩臺(tái)燒結(jié)機(jī)一周開三臺(tái)燒結(jié)機(jī),避免三臺(tái)燒結(jié)機(jī)減負(fù)荷生產(chǎn),從而達(dá)到降低電耗的目的。
2.操作控制集中
燒結(jié)系統(tǒng)操作由原來分散在各崗位操作改變?yōu)橹锌厥医y(tǒng)一操作,減少生產(chǎn)過程中由于各崗位人員操作不統(tǒng)一而產(chǎn)生生產(chǎn)波動(dòng),減少主抽風(fēng)機(jī)的調(diào)整次數(shù),提高燒結(jié)礦產(chǎn)量。
(三)節(jié)電管理
1.除塵風(fēng)機(jī)節(jié)電
在保證現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得基礎(chǔ)上降低除塵器風(fēng)門開度,并制定各除塵器風(fēng)門開度標(biāo)準(zhǔn),減少電能消耗。
2.故障停機(jī)的節(jié)電措施
當(dāng)主系統(tǒng)設(shè)備故障停機(jī),預(yù)計(jì)停機(jī)時(shí)間在小于 1 小時(shí)以內(nèi),要求所有除塵風(fēng)機(jī)、環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)、主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門關(guān)閉至10°以下。
當(dāng)主系統(tǒng)設(shè)備故障停機(jī),預(yù)計(jì)停機(jī)時(shí)間在 1~2 小時(shí),要求所有除塵風(fēng)機(jī)、環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)停機(jī)、主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)門關(guān)閉至 10°以下。
系統(tǒng)設(shè)備故障停機(jī),預(yù)計(jì)停機(jī)時(shí)間大于 4 小時(shí),主抽風(fēng)機(jī)停機(jī)。
檢修結(jié)束開機(jī)后,燒結(jié)礦從燒結(jié)機(jī)上下到環(huán)冷機(jī)后才允許逐步開啟環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)。
控制環(huán)冷機(jī)排礦溫度,冬季排礦溫度大于 80℃,小于 150℃,環(huán)境溫度小于或等于 0℃時(shí),停用一臺(tái)環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)。
3.輔助系統(tǒng)設(shè)備節(jié)電
對(duì)間斷作業(yè)的系統(tǒng)實(shí)行提高上料量,減少上料時(shí)間。如焦粉上料系統(tǒng)上料時(shí)可同時(shí)開啟 3~4 臺(tái)四輥,提高膠帶機(jī)輸送料量減少上料時(shí)間。混勻料上料系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)提高上料量,縮短上料時(shí)間,倉(cāng)上滿后可停系統(tǒng),待倉(cāng)位降低后再上料。對(duì)卸灰皮帶實(shí)行停 4 小時(shí)開 0.5 小時(shí)的運(yùn)行制度。
輔助設(shè)備與主系統(tǒng)設(shè)備連鎖,主系統(tǒng)設(shè)備停機(jī)后輔助設(shè)備同時(shí)停機(jī)。
對(duì)于輔助系統(tǒng)的設(shè)備開啟利用電價(jià)差異避峰就谷,減少電價(jià)高峰時(shí)期作業(yè)時(shí)間,增加電價(jià)低谷時(shí)期的作業(yè)時(shí)間。
4.電耗與績(jī)效掛鉤
電耗指標(biāo)與燒結(jié)廠每一位員工績(jī)效掛鉤,電耗指標(biāo)落實(shí)到班組,使每一位員工形成節(jié)能意識(shí)。生產(chǎn)班組每日對(duì)當(dāng)班用電量進(jìn)行分析總結(jié),并在班前班后會(huì)進(jìn)行通報(bào)。
三、實(shí)施效果
從 2015 年 1 月至 2016 年 4 月的產(chǎn)量與數(shù)據(jù)看在燒結(jié)礦產(chǎn)量大幅下降的同時(shí)燒結(jié)礦電單耗也同步下降,見圖 1。
四、結(jié)語
八鋼燒結(jié)廠經(jīng)過技術(shù)改造和內(nèi)部挖潛的基礎(chǔ)上保證了產(chǎn)能降低的情況下電耗不上升,但是與國(guó)內(nèi)先進(jìn)企業(yè)相比燒結(jié)礦電耗還存在差距,八鋼燒結(jié)廠后續(xù)還將進(jìn)行以下措施降低燒結(jié)礦電耗:對(duì)360m2 環(huán)冷機(jī)、520m2 環(huán)冷機(jī)進(jìn)行密封改造;對(duì) A燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)以及除塵高壓電機(jī)進(jìn)行變頻器改造;對(duì)燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)進(jìn)行治理。