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    《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》之一:钢铁行业节能提效技术

    2022-12-08 15:27:00

      编者按:
      近日,工业和信息化部发布《国家工业和信息化领域节能技术装备推荐目录(2022年版)》(以下简称《目录》),包括90项工业节能提效技术,涵盖钢铁、有色、建材、石化化工、机械、轻工、电子等行业节能提效技术,可再生能源高效利用、煤炭等化石能源清洁高效利用和重点用能设备及系统节能提效技术等;52项信息化领域节能技术,涵盖数据中心、通信网络、数字化绿色化协同转型等节能提效技术。为加快《目录》中先进适用节能技术装备的推广应用,加强供需对接,我们配套编制了《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》和《国家信息化领域节能技术应用指南与案例(2022年版)》,重点介绍相关技术的适用范围、原理及工艺、功能特性、应用案例等。现予以发布,供参考借鉴。同时,将积极组织有关单位开展“节能服务进企业”系列活动,分行业、分领域予以推广。
      《国家工业节能技术应用指南与案例(2022年版)》之一:钢铁行业节能提效技术
      钢铁工业是我国国民经济发展中重要基础原材料产业,2021年我国粗钢产量10.3亿吨,钢铁行业能源消费约占全国能源消费总量11%。钢铁行业工艺结构以高炉-转炉长流程为主,煤、焦炭占行业能源消费量约90%(以当量计),主要用能工序包括炼铁、焦化、烧结等。烧结烟气内循环、高炉炉顶均压煤气回收、铁水一罐到底、薄带铸轧、铸坯热装热送、副产煤气高参数机组发电、余热余压梯级综合利用、智能化能源管控等技术是钢铁行业节能技术的发展方向。
      一、重点工序节能提效技术
      (一)大型转炉洁净钢高效绿色冶炼技术,通过提高顶底复合吹炼强度,结合高效脱磷机理建立少渣量、低氧化性、低喷溅及热损耗机制,实现原辅料、合金源头减量化以及炉渣循环利用。技术提供单位为钢铁研究总院有限公司。在马钢300吨转炉洁净钢高效绿色冶炼工艺改造项目中,利用大型转炉洁净钢高效绿色冶炼技术对转炉进行改造,节约标准煤5.3万吨/年,减排CO2 14.7万吨/年。
      (二)特大型高效节能高炉煤气余压回收透平发电装置,利用高炉冶炼排放出具有一定压力能的炉顶煤气,使煤气通过透平膨胀机做功,将其转化为机械能,驱动发电机发电或驱动其他设备。技术提供单位为西安陕鼓动力股份有限公司。在俄罗斯北方钢铁湿式高炉煤气余压回收透平发电装置节能改造项目中,使用湿式高炉煤气余压回收透平发电装置替换原有设备,系统效率达到92%,比改造前增加发电量4320万千瓦时/年,折合节约标准煤1.3万吨/年,减排CO2 3.6万吨/年。
      (三)多功能烧结鼓风环式冷却机,集成高刚性回转体、扇形装配式焊接台车、风箱复合密封、上罩机械密封、动态自平衡卸料、全密封及保温等技术,有效增加通风面积,降低冷却风机电耗,增加余热发电量。技术提供单位为中冶北方(大连)工程技术有限公司。在山西太钢不锈钢股份有限公司烧结系统改造项目中,利用多功能烧结鼓风环式冷却机替代原烧结环冷机,冷却电耗减少2.6千瓦时/吨烧结矿,余热产气量增加46.5千克,可节约电量5572万千瓦时/年,折合节约标准煤1.7万吨/年,减排CO2 4.7万吨/年。
      (四)棒线材高效低成本控轧控冷技术,控冷技术覆盖轧钢全流程,包括中轧机组间冷却、轧后阶梯型分段冷却、过程返温、冷床控温等冷却关键点控制,实现降温-返温-等温循环型冷却路径调控,精确控制钢筋组织均匀性和珠光体相变,优化氧化铁皮结构。技术提供单位为钢铁研究总院有限公司。在山西建龙钢铁股份有限公司改造项目中,用分级气雾冷却设备替换原穿水冷却设备,综合能耗降低4千克标准煤/吨钢,节约标准煤4000吨/年,减排CO2 1.1万吨/年。
      二、公辅设施系统节能提效技术
      (一)钢铁行业减污折叠滤筒节能技术,减污折叠滤筒其过滤材料呈折叠状,内有一体成型支撑骨架;具有高过滤精度和高通气量,可以在有限空间内提供更多过滤面积,同时,实现对微细粉尘高效捕集和除尘器低运压差。技术提供单位为广州市华滤环保设备有限公司。在山西建龙炼铁厂200平方米烧结机机尾除尘系统节能改造项目中,采用等距大折角折叠滤筒替换传统布袋,可节约电量140万千瓦时/年,折合节约标准煤434吨/年,减排CO2 1203吨/年。
      (二)多孔介质燃烧技术,燃烧产生的热量通过高温固体辐射和对流方式传输,同时借助多孔介质材料的导热和辐射不断地向上游传递热量预热气体,并依靠多孔介质材料蓄热能力回收燃烧产生高温烟气余热。技术提供单位为中冶南方(武汉)热工有限公司。在首钢取向硅钢氧化镁涂层干燥炉改造项目中,原红外涂层干燥炉改为多孔介质涂层干燥炉,机组加热效率提升10%,硅钢生产线干燥工序平均天然气消耗降低40立方米/小时,折合节约标准煤372吨/年,减排CO2 1031吨。
      (三)冶金工业电机系统节能控制技术,转炉每个冶炼周期为30分钟左右,吹炼时间和装、出料的时间各占一半,风机在转炉吹炼时高速运行,在吹炼后期及补吹时中速运行,而在出钢和装料期间可将速度降低,这样既能满足转炉冶炼工艺要求,又能实现节能。技术提供单位为中冶赛迪电气技术有限公司。在山东盛阳金属科技股份有限公司高压除鳞泵系统节能改造项目中,采用MVC1200-10K/350高压变频器及控制系统进行智能驱动,可节约电量510万千瓦时/年,折合节约标准煤1581吨/年,减排CO2 4383吨/年。
      (四)新型长寿命激光闪速氧化膜热轧辊,采用高能激光对轧辊表面进行毫秒级高速辐照,在轧辊表面产生瞬时高温,生成一层四氧化三铁氧化膜,可提高其高温磨损性能,抑制热疲劳裂纹,轧辊使用寿命提高1倍以上。技术提供单位为上海仅博激光技术有限公司。在某钢厂1780热轧线改造项目中,采用长寿命激光闪速氧化膜热轧辊替代原轧辊,轧辊寿命提高1倍,每天可减少停机保温时间2小时,可节约标准煤1.6万吨/年,减排CO2 4.4万吨/年。
      (五)H型鳍片管式高效换热技术,锅炉给水泵将除氧水输送至余热蒸汽锅炉省煤器,经余热蒸汽锅炉内鳍片管等换热面吸收热量,变成高温热水进入锅筒,锅筒通过上升管和下降管与蒸发器内鳍片管等换热面吸收热量产生饱和蒸汽,饱和蒸汽从锅筒主汽阀进入过热器,产生过热蒸汽供给用户。技术提供单位为四川陆亨能源科技有限公司。在宁夏中卫市众泰33000千伏安硅铁矿热炉烟气余热发电利用项目中,安装H型鳍片管式烟气矿热余热锅炉、汽轮机、发电机、自动控制(DCS)以及配套设备,发电量约2800万千瓦时/年,折合节约标准煤8680吨/年,减排CO2 2.4万吨/年。
      三、余热余压回收利用技术
      (一)氟塑钢新材料低温烟气深度余热回收技术,在原脱硫塔前布置氟塑钢低温省煤器,降低脱硫塔烟气温度,回收烟气显热;在脱硫塔后布置氟塑钢冷凝器对湿饱和烟气冷凝降温,回收烟气潜热。技术提供单位为衢州佰强新材料科技有限公司。在浙江物产环能浦江热电有限公司低温烟气改造项目中,在脱硫塔前后增加低温省煤器,回收进脱硫塔烟气显热,在脱硫塔布后安装冷凝器对湿饱和烟气冷凝降温,回收烟气潜热,三台炉节约标准煤8388吨/年,减排CO2 2.3万吨/年。
      (二)工业余热梯级综合利用技术,结合工艺用能需求,综合考虑余热源头减量、高效回收、梯级利用等方式,实现含尘含硫间歇波动典型中高温余热,提升余热回收利用水平,降低排烟温度至150℃以内。技术提供单位为上海宝钢节能环保技术有限公司。在宝钢股份硅钢部3#环形炉节能技术改造项目中,废气排放系统中增设一套汽水两用冷凝式余热回收锅炉,将环形炉废气显热和冷凝潜热回收,余热回收装置回收热量产生蒸汽2吨/小时(表压0.6兆帕饱和蒸汽),折合节约标准煤2015吨/年,减排CO2 5587吨/年。
      (三)熔渣干法粒化及余热回收工艺装备技术,熔渣通过离心机械粒化增加换热面积,结合强制一次风冷原理,实现高炉渣快速冷却和一次余热回收,粒化后熔渣性能不低于水淬工艺;再采用回转式逆流余热回收装置对已凝结渣粒进行二次余热回收。技术提供单位为北京中冶设备研究设计总院有限公司。该项目为研发类技术,暂无推广案例。
      (四)一种焦炉上升管荒煤气余热回收技术,采用上升管水换热器,在换热器夹套内通入除氧水和高温荒煤气顺流间接换热,除氧水吸热蒸发后转化成蒸汽回收荒煤气显热。在上升管换热器内部生成汽水混合物,再到汽包内水汽分离,蒸汽直接并网或到用户,水用泵加压到上升管换热器继续生产蒸汽。技术提供单位为江苏龙冶节能科技有限公司。在山西安昆新能源有限公司焦炉荒煤气余热回收项目中,在捣固焦炉上安装上升管余热回收蒸汽全套系统,产饱和蒸汽约113.5千克/吨焦,可生产低压饱和蒸汽23.3万吨/年,折合节约标准煤2.2万吨/年,减排CO2 6.1万吨/年。
      (五)清洁型焦炉高效余热发电技术,以清洁型焦炉余热烟气作为热源,通过锅炉将水加热到高温超高压参数蒸汽,高压蒸汽进入汽轮机高压缸做功后再通过锅炉加热,加热后低压蒸汽进入汽轮机低压缸做功,汽轮机带动发电机发电。技术提供单位为中冶京诚工程技术有限公司。在福建三钢2×80兆瓦热回收焦炉及配套干熄焦余热蒸汽高效发电项目中,新建6台高温超高压中间一次再热余热锅炉和2台高温超高压中间一次再热汽轮发电机组,综合节约标准煤4万吨/年,减排CO2 11.1万吨/年。

    来源:中华人民共和国工业和信息化部

    编辑:陈灿

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