甄常亮 程翠花 李 旺 閆寶忠

(河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司)

燒結(jié)工序能耗限額解讀與節(jié)能分析

甄常亮 程翠花 李 旺 閆寶忠

(河北鋼鐵集團(tuán)唐鋼公司)

通過對燒結(jié)工序能耗進(jìn)行計(jì)算和分析，確定降低燒結(jié)固體燃耗、提高燒結(jié)余熱利用效率為降低燒結(jié)工序能耗的主要途徑。針對燒結(jié)工序能耗結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合國家、地方產(chǎn)業(yè)政策，分析并提出燒結(jié)節(jié)能潛力及措施。

燒結(jié) 工序能耗 節(jié)能

0 引言

燒結(jié)工序能耗是反映燒結(jié)過程能源消耗及回收水平的重要指標(biāo)。對于設(shè)備規(guī)模、流程布局等存在差異的燒結(jié)系統(tǒng)而言，工序能耗指標(biāo)具有可比性強(qiáng)、適用范圍廣的特點(diǎn)，可以科學(xué)直觀地反映燒結(jié)工序能量利用及回收狀況。因此，工序能耗指標(biāo)通常作為業(yè)內(nèi)對標(biāo)、交流的重要參考數(shù)據(jù)。

1 燒結(jié)工序能耗核算界面及方法

按GB21256_2013《粗鋼生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能源消耗限額》中對燒結(jié)工序能耗統(tǒng)計(jì)范圍的規(guī)定，燒結(jié)工序單位產(chǎn)品能耗為生產(chǎn)系統(tǒng)和輔助生產(chǎn)系統(tǒng)消耗的能源量，扣除工序回收的能源量，不包括附屬生產(chǎn)系統(tǒng)消耗的能源量[1-2]。其核算邊界如下圖所示：

圖1 燒結(jié)工序能耗核算界面及能源種類示意圖

計(jì)算燒結(jié)工序能耗需實(shí)測或計(jì)算的數(shù)據(jù)包括：核算周期內(nèi)，合格燒結(jié)礦產(chǎn)量及相應(yīng)的固體燃料、電、煤氣、蒸汽、水等能源消耗、蒸汽回收(余熱發(fā)電)等生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

將上述燒結(jié)過程各類能源消耗量及回收量分別折合成標(biāo)煤能耗，通過單位產(chǎn)品能耗的e-p計(jì)算法進(jìn)行燒結(jié)工序能耗的求解。

(1)

式(1)中，ESJ為燒結(jié)工序單位產(chǎn)品能耗，kgce/t；esjz為燒結(jié)工序消耗的各種能源折標(biāo)準(zhǔn)煤量總和，kgce；esjh為燒結(jié)工序回收的能源折標(biāo)準(zhǔn)煤量，kgce；PSJ為燒結(jié)工序合格燒結(jié)礦產(chǎn)量，t。

2 燒結(jié)工序能耗分析

2.1 燒結(jié)工序能耗計(jì)算及分析

通過對燒結(jié)工序能源消耗結(jié)構(gòu)及回收情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，尋找制約燒結(jié)能源利用水平的限制性環(huán)節(jié)，為降低燒結(jié)工序能耗及推進(jìn)節(jié)能技術(shù)改造等提供數(shù)據(jù)支撐。

2016年度煉鐵部265 m2燒結(jié)機(jī)各項(xiàng)能源消耗、回收實(shí)物量以及折標(biāo)煤能耗數(shù)據(jù)見表1，計(jì)算過程中各能源及耗能工質(zhì)折標(biāo)煤系數(shù)取值見表2，該相應(yīng)計(jì)算周期內(nèi)燒結(jié)礦產(chǎn)量為203.63萬噸。則按式(1)求解，2016年度該燒結(jié)機(jī)工序能耗指標(biāo)累計(jì)完成47.74 kgce/t，其能源消耗結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 燒結(jié)工序能源消耗結(jié)構(gòu)分析圖

燒結(jié)工序能源消耗結(jié)構(gòu)中，焦粉、無煙煤合計(jì)占比達(dá)到81.51%，為燒結(jié)工序最主要能源消耗；動(dòng)力介質(zhì)能耗占比合計(jì)18.49%，占比權(quán)重由高到低依次為電力、高爐煤氣、蒸汽、壓空、新水，其中，后三項(xiàng)動(dòng)力介質(zhì)能耗占比合計(jì)僅為1.67%；能源回收方面，環(huán)冷機(jī)余熱能源回收相當(dāng)于燒結(jié)總能耗的18.82%，與全部動(dòng)力介質(zhì)消耗大抵相當(dāng)，節(jié)能效益十分可觀。

表1 燒結(jié)工序能源消耗及回收統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表

表2 各種能源折標(biāo)煤系數(shù)取值

由上述燒結(jié)工序能源消耗構(gòu)成來看，降低燒結(jié)工序能耗的主要攻關(guān)方向?yàn)榻档蜔Y(jié)固體燃耗[3]，其次還應(yīng)重視提高余熱的回收效率及細(xì)化動(dòng)力介質(zhì)的管理及使用。

2.2 燒結(jié)工序能耗限額及控制

2016年6月，河北省發(fā)布實(shí)施環(huán)保、能耗、水耗、質(zhì)量、技術(shù)、安全六類地方標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃出鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)的紅線，以進(jìn)一步促進(jìn)鋼鐵行業(yè)去產(chǎn)能調(diào)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)提質(zhì)增效、有序發(fā)展。其中，能耗標(biāo)準(zhǔn)類執(zhí)行的河北省地方標(biāo)準(zhǔn)中，對燒結(jié)工序能耗限額值較國標(biāo)更為嚴(yán)格，具體指標(biāo)見表3。

表3 燒結(jié)工序能耗執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)對比

根據(jù)河北省現(xiàn)行地方標(biāo)準(zhǔn)，燒結(jié)工序能耗指標(biāo)分為上述3類，即能耗限定值、能耗準(zhǔn)入值、能耗先進(jìn)值，其制定遵循以下幾點(diǎn)原則：

(1)能耗限定值對現(xiàn)有鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中，對包含除塵、脫硫系統(tǒng)在內(nèi)的燒結(jié)綜合能耗的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了限定，以進(jìn)一步促進(jìn)鋼鐵行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能工作，淘汰比例按現(xiàn)有產(chǎn)能中20%左右的落后產(chǎn)能考慮；

(2)能耗準(zhǔn)入值是根據(jù)產(chǎn)業(yè)政策規(guī)定的新建設(shè)備、裝備規(guī)模按照較好的水平來確定，即規(guī)定了新建、改擴(kuò)建生產(chǎn)工序的能耗準(zhǔn)入門檻，屬于強(qiáng)制性執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；

(3)能耗先進(jìn)值是引導(dǎo)企業(yè)現(xiàn)有燒結(jié)工序能耗向更高水平提升的指標(biāo)，因此，取目前行業(yè)統(tǒng)計(jì)的國內(nèi)標(biāo)桿企業(yè)的實(shí)際完成值取整為先進(jìn)值[4]；

(4)上述所有取值是按照環(huán)保設(shè)施正常運(yùn)行且污染物排放達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)。

能耗限額標(biāo)準(zhǔn)的頒布和實(shí)施，可以有效約束和促進(jìn)企業(yè)的能源基礎(chǔ)管理，企業(yè)可依據(jù)自身情況制訂內(nèi)部能源管控標(biāo)準(zhǔn)，作為分解并制定各工序能耗定額、考核指標(biāo)的依據(jù)。

3 燒結(jié)節(jié)能潛力及改進(jìn)措施

通過上述燒結(jié)能耗結(jié)構(gòu)分析可以看出，燒結(jié)節(jié)能應(yīng)以降低燒結(jié)固體燃耗為主要攻關(guān)方向，同時(shí)還需進(jìn)一步提高燒結(jié)余熱回收利用水平。因此，燒結(jié)節(jié)能工作應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面：

3.1 燒結(jié)工藝參數(shù)的選擇及優(yōu)化

燒結(jié)工藝過程參數(shù)控制水平直接影響工序能耗，針對燒結(jié)固體燃耗偏高的問題，燒結(jié)通過采取提高混勻礦成分穩(wěn)定率、改善燃料粒度組成、優(yōu)化燒結(jié)配混料工藝、厚料層操作、適當(dāng)降低燒結(jié)礦FeO含量、燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)治理等一系列措施，可以有效降低燒結(jié)固體燃耗，進(jìn)而起到燒結(jié)節(jié)能的效果。

3.2 節(jié)能技術(shù)及裝備的應(yīng)用和推廣

燒結(jié)機(jī)環(huán)冷余熱回收利用技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于燒結(jié)生產(chǎn)，余熱能源回收先進(jìn)水平已達(dá)到10kgce/t以上，有效降低了燒結(jié)工序能耗。此外，燒結(jié)煙氣循環(huán)利用、熱風(fēng)燒結(jié)、燒結(jié)煙氣余熱回收利用等新技術(shù)的推廣和應(yīng)用，將成為進(jìn)一步降低燒結(jié)工序能耗指標(biāo)的有效途徑。

3.3 重視管理節(jié)能，提高能源管理的意識和水平

近年來，燒結(jié)工藝的裝備和技術(shù)水平均取得了長足的進(jìn)步，傳統(tǒng)的依靠設(shè)備改造、技術(shù)升級等手段實(shí)現(xiàn)燒結(jié)工序能耗大幅降低的空間已經(jīng)越來越小。因此，充分發(fā)揮能源管控中心的管理職能，提高燒結(jié)能源管理的意識和水平，對降低燒結(jié)綜合能耗將起到顯著促進(jìn)作用。

4 結(jié)論

(1)燒結(jié)工序能耗指標(biāo)可以科學(xué)、直觀地反映燒結(jié)過程能源消耗及回收水平，實(shí)現(xiàn)在相同的核算界面和統(tǒng)計(jì)口徑下對不同燒結(jié)產(chǎn)線能效利用情況進(jìn)行計(jì)算和分析，具有較強(qiáng)的可比性。

(2)燒結(jié)能耗結(jié)構(gòu)組成中，焦粉、無煙煤所占權(quán)重最高，合計(jì)達(dá)到81.51%，因此，由燒結(jié)工藝參數(shù)優(yōu)化與控制著手，降低固體燃耗以促進(jìn)燒結(jié)節(jié)能降耗；環(huán)冷機(jī)余熱回收能源量相當(dāng)于燒結(jié)總能耗的18.82%，同全部動(dòng)力介質(zhì)消耗大抵相當(dāng)，節(jié)能效益十分可觀。

(3)國家和地方發(fā)布鋼鐵產(chǎn)業(yè)政策，對燒結(jié)工序能耗指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格限定，對現(xiàn)有企業(yè)而言，能耗限額值是燒結(jié)生產(chǎn)的紅線，屬于強(qiáng)制性指標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)降低行業(yè)能耗水平，進(jìn)一步淘汰落后鋼鐵產(chǎn)能。

(4)燒結(jié)節(jié)能新技術(shù)和裝備的應(yīng)用和推廣以及提高燒結(jié)能源管理水平等措施，對降低燒結(jié)工序能耗可以起到顯著的促進(jìn)作用。

[1] GB21256-2013．粗鋼生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能源消耗限額[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013．

[2] 周繼程，酈秀萍，上官方欽，等．我國燒結(jié)工序能耗現(xiàn)狀及節(jié)能技術(shù)和措施[J]．冶金能源，2010，(2)：24．

[3] 郝志忠，吳勝利．降低包鋼燒結(jié)工序能耗的實(shí)踐[J]．燒結(jié)球團(tuán)，2010，35(4)：47．

[4] 酈秀萍，張春霞，黃導(dǎo)，等． GB21256-2013《粗鋼生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能源消耗限額》標(biāo)準(zhǔn)解讀與實(shí)施建議[J]．中國冶金，2016，(3)：51．

INTERPRETATION OF SINTERING PROCESS ENERGY CONSUMPTION QUOTA AND ENERGY-SAVING ANALYSIS

Zhen Changliang Cheng Cuihua Li Wang Yan Baozhong

(TangSteel Company of HBIS Group)

Based on calculation and analyzing energy consumption of sintering process，reducing solid fuel consumption and increasing effect of recycling sinter residual heat were considered as the main route to reduce sintering process energy consumption. Aim at energy consumption structure of sintering process, sinter energy-saving potential and measures were analyzed according to national and local industrial policies.

Sinter process energy consumption energy-saving

2017-1-8

聯(lián)系人：甄常亮，工程師，河北.唐山(063016), 河北省唐山市唐山鋼鐵股份有限公司煉鐵部北區(qū)技術(shù)科;