魏志江  楊冬云

（河鋼宣鋼煉鐵廠  河北 宣化075100）

摘要：本文闡述了河鋼宣鋼煉鐵廠通過精益管理、裝備升級、利用先進節能技術和余熱回收等措施，提高了能源利用水平，為宣鋼的持續發展奠定了基礎。

關鍵詞：煉鐵；能源；節能技術；余熱回收

1概述

鐵前工序是鋼鐵冶煉流程中的耗能大戶，占總能耗的75%左右。河鋼宣鋼煉鐵廠有高爐四座，2500m³兩座，2000m³一座，1800m³一座，360m²燒結機燒結機三臺、百萬噸鏈篦機回轉窯兩座，生鐵產能700萬噸/年，年消耗能源300萬噸。隨著鋼鐵市場競爭的日益激烈，降低成本是企業生存和發展的唯一途徑，而成本中最可控部分是能源消耗。近年來，河鋼宣鋼煉鐵廠為降低成本，千方百計地降低能耗，通過精益管理、淘汰落后產能、利用先進技術和余熱回收等手段，使得能耗指標得到改善。

2 管理節能

2.1 完善能源管理組織機構

能源管理組織機構由設備能源科為日常管理部門，各作業區確定兩名能源管理人員，一名作業區能源主管和一名作業區能源管理員，負責作業區的能源管理工作，為能源工作的開展提供了組織保障，方便了能源工作的順利開展。在生產調度組織機構的基礎上，建立能源調度體系，生產調度每班設能源調度一名，為能源的優化使用、合理調度提供了組織保障。

2.2 完善能源管理制度

為使節能工作開展程序化、制度化，我們制定了一系列行之有效、操作性強的節能管理制度，包括《煉鐵廠計量監督管理辦法》、《煉鐵廠物料驗收管理辦法》、《煉鐵廠節能管理制度》、《煉鐵廠能源管理辦法》、《煉鐵廠能源消耗管理辦法》、《煉鐵廠供排水管理辦法》、《煉鐵廠節約用電、用水、用蒸汽管理規定》、《煉鐵廠能源計量管理辦法》等，為能源管理的順利進行提供了制度保證。

2.3完善能源計量管理

計量是管理的基礎。焦炭、噴吹煤等固體能源從進廠計量、檢驗、消耗方面建立完善的原始記錄統計臺帳和報表制度，并納入到ERP系統，做到了能源進廠有驗收，用能有手續，消耗有指標，指標有考核的閉環管理體系。對風、水、電、氣等動力能源介質，按照國家標準建立了三級計量體系，同時納入到公司能源管控中心數據平臺，實現了適時監控。

2.4建立動力能源的“日統計、周總結、月考核”制度。

每天統計核算動力能源消耗、回收及成本完成情況，作業區早會上通報分析，并在廠公共數據平臺上發布，及時發現問題解決問題。我廠每周對動力能源成本完成情況進行通報，提出問題和改進措施。制定完善的動力能源消耗指標計劃和考核辦法，月度對各作業的指標完成情況進行考核，形成了閉環控制。

2.5 建立周例會制度

通過周例會的召開，推動節能工作的開展。周例會中對一周能源消耗、熱工參數控制、避峰就谷用電、循環水濃縮倍數等進行分析，針對存在的問題提出下一步的重點工作，通報上周例會中安排工作的落實情況，通過滾動式的管理方式，促進了問題的解決，推動了節能技術的進步。

2.6 加大節能工作檢查力度

為保證各項節能管理制度的執行，避免違規用能和跑冒滴漏的現象，我們設專人專崗進行督查，對煉鐵廠各個用能環節進行檢查，檢查出的問題在廠早會上通報、考核并限期整改。

2.7 積極開展對標工作

能效對標是河鋼宣鋼煉鐵廠的一項長效機制，與邯鋼、承鋼建立了對標聯系制度，制定了能效對標實施方案，定期召開指標對標分析會。在與集團內部和省內對比的同時，還積極與國內先進單位進行對比，分階段、分層次確立標桿單位和標桿指標，同時還不定期的開展專題對標、考察活動，深入對比、分析、學習、轉化、實踐，促進能耗指標水平的不斷提高。

2.8 強化節能設施管理

引進PM設備管理系統，提升重點用能設備的檢查、維護、檢修水平。利用PM設備管理系統提前發現設備隱患，做到了及時發現，有效控制，杜絕事故擴大，確保節能設備正常穩定運行，最大限度的發揮現有節能設備的作用。

3 結構節能

近年來，河鋼宣鋼煉鐵廠先后淘汰了300m³高爐四座、450m³高爐一座、36m²燒結機四臺、86m²燒結機一臺、64 m²燒結機兩臺、10m²豎爐兩座、8m²豎爐兩座。淘汰落后產能：煉鐵200萬噸、燒結400萬噸、球團170萬噸，形成節能能力4.26萬tce。煉鐵、燒結、球團工序實現了裝備大型化、自動化，提高了裝備水平，為降低能源消耗奠定的堅實的基礎。

煉鐵廠淘汰落后產能情況表             表1

4 節能新技術應用

4.1 厚料層燒結技術

厚料層燒結是燒結工藝的一個重大發展，充分利用料層的自動蓄熱，減少混合料中的配碳量，發展燒結料層中的氧化氣氛，通過低碳、低水等改善料層透氣性、提高垂直燃燒速度的措施，降低固體燃耗、提高燒結礦質量。研究表明，料層每增加10mm，降低固體燃耗0.3Kg/t。煉鐵廠通過努力，料層厚度提高到600-700mm。按料層由450mm提高到700mm計算，降低焦粉消耗7.5 Kg/t，折合降低工序能耗5.6kgce/t。

4.2降低燒結漏風率

燒結機系統漏風包括燒結機本體漏風和環冷機漏風。我們在治理本體漏風的基礎上，針對環冷機漏風問題，2016年12月引進了包容式機械密封技術。在不改動原有主體結構的基礎上拆除原有的動靜密封系統，用包容式機械密封系統取代原有的橡膠密封，用金屬軸端密封取代原有的橡膠軸端密封。改造完成后，有效地降低了環冷機漏風，提高了風機的有效利用率，改善了環境。

4.3高爐熱風爐頂燃式改造

原為內燃式熱風爐，由于內燃式熱風爐存在諸多缺點，高爐風溫偏低，制約著煉鐵技術指標的進一步提高。隨著高爐71風機和80風機的配備，入爐風量大幅度增加，熱風爐的蓄熱面積相對較小，熱風溫度很難達到1000℃以上，成為高爐強化冶煉的限制環節。為此，煉鐵廠引進旋流式頂燃熱風爐的專利技術，逐步完成了熱風爐的頂燃式改造，為高爐提高風溫、增加噴煤量、降低焦比創造了條件。

4.4 轉爐煤氣在熱風爐中的應用

河鋼宣鋼煉鐵廠四座高爐熱風爐的燃料均為高爐煤氣，由于煤氣熱值低，雖然對熱風爐進行改造，但風溫長期在1050℃左右，較低風溫造成焦比、燃料比等技術經濟指標相對落后。為此，煉鐵廠在2015年進行了轉爐煤氣摻燒改造，將高熱值的轉爐煤氣應用到了1800m³和兩座2500m³高爐，根據高爐需要，調節轉爐煤氣與高爐煤氣的配比，達到了提高風溫的改造目標。改造后風溫水平變化情況見表2。

改造后平均風溫變化情況           表2

注：3#高爐未摻燒轉爐煤氣

4.5 高比例噴煤技術應用

高爐噴煤技術具有以非焦煤代替部分焦炭、減輕污染、降低生產成本，節約焦煤資源的作用，在富氧的配合下，可以提高高爐的生產能力。通過對噴煤的自動噴氮、煤粉管路、收粉器箱體等系統進行技術改造，提高了磨煤能力和自動控制水平，使得高爐噴煤水平達到140kg/t，代焦節能率為0.5％，有效降低了煉鐵成本。

改造后高爐煤比的變化情況           表3

4.6高爐沖渣系統改造

1800m³和兩座2500 m³高爐的沖渣系統采用嘉恒法渣處理，經過多年的運行，設備嚴重老化，脫水器等設備跑水溢流嚴重，水耗大維護成本高。2016年，采用“組合式錐斗沉淀池細渣沉淀+提升式細渣機械分離”的渣處理新技術對1800m³和兩座2500 m³高爐的沖渣系統進行改造，工藝圖如圖1所示。改造完成后渣水分離效果良好，設備故障率和維護成本大大降低。杜絕了溢水現象，現場環境得到了很大的改觀，沖渣水耗由改造前的噸鐵0.28m³下降到改造后的0.2m³，節水效果明顯。

5 余熱回收利用

5.1高爐熱風爐雙預熱

利用熱風爐煙氣余熱通過換熱器對助燃空氣和煤氣同時進行預熱，是提高風溫、增加高爐噴煤量和降低燃料比的有效手段。1號2500m³高爐和1800 m³高爐原設計有雙預熱系統，但2號2500 m³高爐是通過換熱器預熱煤氣，利用燃燒爐預熱助燃空氣。由于燃燒爐本身要消耗高爐煤氣，流量約10000m³/h，相當于一臺10t/t的燃氣鍋爐，使得熱風爐整體煤氣消耗較高，為此對該預熱系統進行改造，取消燃燒爐，利用熱風爐煙氣對煤氣和空氣進行預熱，預熱溫度達到170℃以上，達到了提高風溫降低消耗的目的。目前，1800m³和兩座2500 m³高爐均為熱風爐煙氣雙預熱系統。

5.2熱風爐煙氣用于噴煤制粉干燥

噴煤制粉采用熱風爐廢煙氣進行干燥，同時降低系統氧含量，滿足中速磨磨煤時的惰性氣體需求，提高煙煤配比。煙煤比和廢煙氣溫度的提高，使得煤粉硬度降低，可磨性提高，中速磨臺時產量提高，開機時間減少，節約電耗，也為避峰就谷作業創造了有利條件。同時大幅度減少了入口氮氣的吹入量，節約氮氣消耗。目前我廠四套磨煤系統全部利用熱風爐廢煙氣，節能效果顯著。

5.3 高爐水沖渣余熱回收利用

2000m³高爐沖渣水余熱采暖一期工程于1999年投入使用，以供廠區采暖為主。2003年實施了二期工程，對原系統進行改造，增加了供熱能力，在原供熱區域的基礎上，增供了居民宿舍采暖，取消燃煤采暖鍋爐74噸位。2016年對兩座2500 m³高爐沖渣系統進行改造性大修，同時進行了余熱利用改造，把兩座2500 m³高爐的沖渣余熱利用起來進行采暖，現在高爐沖渣余熱采暖面積已達到25萬m²。

5.4 燒結余熱回收利用

三臺燒結機的環冷余熱均得到回收利用。1號和2號360m²燒結機環冷余熱鍋爐為69t/h雙壓余熱鍋爐，產生蒸汽進入補汽凝汽式汽輪機組發電，發電機組為1套25MW汽輪發電機組；3號360m²燒結機環冷余熱鍋爐為60t/h余熱鍋爐，并利用大煙道余熱，產生蒸汽進入補汽凝汽式汽輪機組發電，發電機組為1套12MW汽輪發電機組；目前發電量最高達到20kWh/t礦。

6 沖渣水系統優化改造

6.1渣場水用于沖渣

四座高爐熔渣處理后產生的水渣分別堆放在三個渣場，由天車抓斗完成裝運和外發銷售。四座高爐日產水渣近8000多噸，高爐熔渣經水碎粒化脫水后，通過皮帶機輸送至堆渣場后的水渣仍含有一定水，原來的渣場水用排污泵排至下水道。如此不僅浪費能源，易造成下水道堵塞，而且水處理難度增大。為了充分利用該部分水，在渣場附近建回水池，渣場水沉淀后引到回水池再泵到沖渣循環池中用于沖渣。目前1號高爐北場沖渣完全使用渣場水，年節約新水18萬m³。

6.2焦化廢水用于沖渣

消納焦化生化廢水的重要途徑就是供高爐沖渣，煉鐵廠四座高爐沖渣系統均建有使用焦化廢水的設施。2016年，兩座2500 m³高爐沖渣系統大修改造后，脫水器篩板縫隙縮小，容易堵塞，繼續使用焦化廢水有可能造成高爐沖渣系統設備故障率的提高，所以改造后就減量使用焦化廢水。目前，焦化廢水主要用于2000m³高爐沖渣，該爐采用傳統的水沖渣出渣方式，渣水進入過濾池中抓渣處理，渣水經過濾后進入循環池中。過量的使用焦化廢水也會使濾料板結，透水性變差，但通過調整使用量能夠保持焦化廢水的消納功能，目前用量約在40m³/h左右。

6.3 工業排水用于沖渣

河鋼宣鋼設備能源部160t/h鍋爐距１號高爐較近，鍋爐排污水可供沖渣使用。為此，通過改造將鍋爐排污水送至１號高爐沖渣循環池用于沖渣。另外，在高爐爐溫高時，空冷器的能力不足，需要增加工業噴淋水，時有溢流現象，現將循環水泵站噴淋溢流水送到高爐沖渣循環池中進行沖渣，減少了新水使用量。

通過對高爐沖渣用水進行優化，充分利用工業廢水，降低了新水消耗，改造后新水消耗從20.9萬m³/月逐步降低，至2017年5月降低到11.5萬m³/月，月節水9.4萬m³。如圖2所示。

7 節電技術

7.1節能泵的改造

針對水泵普遍存在的“大流量、低效率、高能耗”狀況，我們與節能服務公司合作，通過檢測分析水泵運行參數，提出節能改造方案，量身定做了40臺“高效節能泵”，替換目前處于偏工況、低效率運行的水泵；在一些負荷變化較大的系統上，安裝自動控制系統，提高運行效率。另外，結合國家淘汰落后電動機的政策，我們擬對31臺功率較大的Y系列電機進行淘汰性改造，更換為永磁電機，預計綜合節電率達到15%以上。

7.2峰谷平用電管理

噴煤工藝的磨煤和燒結的燃料破碎是間斷性的作業，功率較大，是實施峰谷差用電的最佳設備，煉鐵廠制定了詳細的避峰就谷用電管理規定，對煤磨和破碎作業時間進行了詳細的規定。要求對作業時間進行記錄，并對制度執行情況進行跟蹤，每周對作業時間進行匯報，對違返制度的作業進行分析考核。通過細致的工作，我廠谷峰電差達到600萬kwh/年,降低了用電成本。

7.3變頻技術改造

對功率較大的變負荷風機均進行了變頻調速技術改造，其中效果最明顯的是360m²燒結機主抽風機的變頻改造工程。煉鐵廠1#2#360m²燒結機配四臺6700kw、10kv主抽風機電機，原設計沒有變頻裝置，調整工況只能靠風門調節，造成電能的浪費，為此，對該主抽風機進行高壓變頻技術改造，結合燒結工藝要求對電機頻率進行動態調整，最低運行頻率35hz，常用42hz，節電量達到10%以上。

8 結語

河鋼宣鋼煉鐵廠在節能精益管理的同時，通過淘汰落后產能、節能技術進步和余熱回收等措施，提高了能源利用水平。2017年1-5月，煉鐵工序能耗408.56kgce/t，比2014年的426.48kgce/t降低了17.92kgce/t，形成節能能力12.3萬tce/年,降低了工序成本，為河鋼宣鋼的持續發展奠定了基礎。