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以能源消耗“减量化”为特征的设备管理实践

马鞍山钢铁股份有限公司设备管理交流材料

        马钢是我国特大型钢铁联合企业,作为第一家钢铁上市企业;通过自我积累,滚动发展,目前公司总资产规模超过800亿元,具备1500万吨钢配套生产规模;拥有世界先进的冷热轧薄板、镀锌板、彩涂板、高速线材、热轧H型钢和车轮轮箍生产线;形成了独具特色的“板、型、线、轮”产品结构,年销售收入超过700亿元。

        一、加快淘汰落后,全面实施以节能降耗为中心的技术改造,推进能耗指标持续进步。

        多年来,马钢牢固树立和落实科学发展观,不断创新设备管理理念,提出了“运行有效、保障有力、系统优化、节能降耗” 的设备运行与管理十六字工作方针,不断革新设备管理体制机制,创新设备管理理念,大力推进节能降耗,发展循环经济,取得了显著的成效。2006年,吨钢综合能耗由2000年的978公斤标煤,降至2006年的717公斤标煤/吨(电折标煤系数0.404),下降了261公斤标煤/吨,能耗降低率达27%,处行业领先水平。年度指标变化情况见图1。

        1、加快淘汰落后

        先后淘汰了一批热烧结机、小高炉、平炉、炼钢小电炉、初轧机、复二重线材轧机、燃煤小锅炉等落后、高耗能工艺和装备。在淘汰落后基础上,积极采用大型、节能型工艺和装备,先后建成竖炉球团、300m2烧结机、2500m3高炉和100t级以上转炉、薄板坯连铸连轧(CSP)生产线等短流程轧钢工艺以及全烧高炉煤气锅炉、大型干熄焦、烧结余热发电、高炉炉顶TRT发电、蓄热式加热炉、转炉煤气回收等等一大批节能项目,能源消耗也得以大幅降低。

        2、大力推广先进节能生产工艺技术

        -----焦化工序以推广应用干法熄焦(CDQ)技术为重点,在国产化示范的基础上,实现焦化生产全干法熄焦改造,回收焦化工序显热,降低工序能耗。

        -----烧结生产上积极实施以厚料层、小球烧结以及低温点火为主要内容的节能改造,通过对主抽风机进行扩容改造,强化操作,使料层厚度达700mm以上,烧结工序能耗大幅降低。

        ----炼铁生产上重点实施并采用了风机扩容、炉顶小高压、槽下筛分系统以及热风炉富化煤气、提高热风炉风温等先进技术与工艺,努力降低燃料比;在高炉炉顶实施压差发电(TRT)及干法除尘技术;通过对炼铁富氧系统进行扩容改造,大幅提升炼铁富氧率,使高炉富氧水平稳定在3%以上;在围绕提高喷煤比,先后对铁厂制粉、喷吹系统进行改造后,完成了中速磨安装及自动化喷吹改造等等,使炼铁喷煤比跃上160kg/t台阶。

        ----炼钢生产上通过挖潜改造、提高拉速、实现炉机匹配,彻底了淘汰炼钢模铸和初轧二次开坯等高耗能、落后工艺,实现了炼钢生产的全连铸和轧钢生产的一火成材。在全面完成转炉基础自动化改造后,重点围绕提高转炉煤气回收水平开展工作,完善转炉煤气OG技术回收系统;全面转炉负能炼钢取消钢厂混铁炉改用鱼雷罐接铁水。

        ----通过局部改造,逐步淘汰不符合热连接的轧钢工艺,在公司全面实现红送热装基础上,还在老区建成两条直接热装和一条连铸连轧节能新工艺,不断提高入炉坯温度与热装比例,回收大量散失的热能。

        与此同时,我们结合大修在轧钢加热炉上推广应用蓄热式燃烧技术。

        二、强化能源综合利用,努力降低能源消耗水平

        1、积极开展二次能源综合利用

        一是“以气代煤”改造燃煤锅炉,提高煤气掺烧利用量。马钢热电厂三台220t/h煤粉锅炉投产以后,煤气基本不能掺烧。我们在实践基础上,通过一系列改造,使三座煤粉锅炉具备掺烧6万m3/h的能力,煤气利用水平得到大幅提高,放散量降低,同时减少了有害气体排放。2001年7月、2003年11月、2006年9月18日马钢先后建成三座220t/h全烧高炉煤气锅炉,以彻底解决高炉煤气放散问题。该锅炉投运后,马钢煤气利用水平逐年提高,发电量也由2002年的7.64亿kwh,上升至2006年的18.38亿kwh,上升率高达141%,在燃煤消耗不增加情况下,实现企业自发电量大幅增加,不仅节约燃煤消耗,减少了外购电量,而且还降低煤气放散,减少煤气放散对大气产生的污染。马钢历年高炉煤气利用量见图2:

图2:历年热电厂锅炉掺烧高炉煤气量

        二是“以汽代电”用汽动风机替代电动风机,减少电力消耗。马钢原中型高炉采用电动风机供风,电机额定功率为2500kw。而原动力厂20t/h全燃高炉煤气锅炉产生蒸汽经减温减压后,用于生产与生活,使得高品质蒸汽不能得到充分利用,同时,受蒸汽用户限制,20t/h高炉煤气锅炉能力也不能有效发挥。马钢利用原高炉煤气锅炉先后建成四台汽动风机,汽动鼓风机的汽机功率3200kw,实现了高炉煤气→蒸汽→冷风转换。动力厂20t/h锅炉高炉煤气利用及节电变化情况见图3:

图3:  汽动风机利用高炉煤气量、节电量

        三是“以气代油”实施加热炉无油化改造。马钢二轧钢厂原加热炉设计燃料为重油。2000年公司先后对两座燃油加热炉实施改造,加热炉改烧混合煤气后使富裕的煤气资源得到了利用,减少高炉煤气、焦炉煤气的放散,降低了重油的消耗。通过努力,公司在生产规模大幅提升,副产煤气总量增加情况下,高炉煤气放散率由1997的23.98%,降至2000年的14.19%, 2006年进一步降至5.9%,节约了大量能源。马钢高炉煤气历年发生量及放散水平见图4

图4  高炉煤气历年发生量及放散水平

        3、大力回收余热余能

        一是回收利用焦碳余热。马钢干熄焦项目是国家首座大型干熄焦装置国产化示范工程,该项目国产化率达90%以上,该工程自2004年3月31日投产,运行稳定。二是大力开发连铸坯红送热装技术和连铸机与轧机之间热衔接技术。目前,马钢老区八条钢轧生产线全面实现热送热装,平均热装率在75%以上,热装温度在600℃左右,不仅回收利用大量钢坯显热,而且有效地释放系统产能。三是利用烧结机冷却低温废气(烟气)余热。在2×300m2烧结带冷机上建设国内首座余热回收发电装置,采取两座废气余热锅炉配一台17.5Mw发电机组,年可发电量近亿度,开创国内烧结废气余热利用的先河。四是在轧钢加热炉上推广应用蓄热式燃烧技术。回收烟气余热,将煤气、空气双双预热至1000℃以上。同时,采用汽化冷却设施,回收炉内热量,产生蒸汽,用于工业生产,实现企业内部循环利用,降低水资源消耗。马钢已建成五座蓄热式加热炉,公司中板、中型三条生产线已全部实现蓄热化。五是利用高炉炉顶余压发电(TRT),马钢1000m3以上高炉已全部配套余压发电装置,2006年发电1.35亿kWh。另外,利用夏季富裕的余热蒸汽,建成一座双效溴化锂制冷机组,去除空气中水份,提高高炉风温、煤比,降低焦比。

        三、推进循环利用,大力提高资源利用效率

        1、在水资源综合利用方面

        先后建成一铁区域220万吨规模技术改造工程高炉冷却水循环系统、二厂区循环水系统、制氧机循环供水系统、二铁总厂区域循环系统、三钢区域转炉设备冷却循环系统、轮箍厂循环水处理系统、二轧钢集中水处理系统、焦化循环水系统工程等,工业水循环率由76%提高到95%;2006年,马钢吨钢耗新水完成8.61m3/t。

        2、在铁素资源利用方面

        一是对含铁品位较低的含铁尘泥(瓦斯灰、瓦斯泥)回收,进入烧结配料。二是高炉渣全部回收销售,部分进行深加工,制成超细粉,作为其他生产的重要原料;钢渣中氧化钙含量一般在50%以上,采用粒化新工艺处理后,高钙度的钢渣用于替代石灰,烧结混合配料中可配加4~8%的钢渣,最终以利用成熟高炉渣排出,渣钢回收利用。普通钢渣回收用于生产水泥。三是轧钢氧化铁皮全部回收,经分选后利用,优质氧化铁皮用于做磁性材料(粉末冶金原料),其余进入炼钢厂。

        四、结合“十一五”结构调整和技术改造,继续全面推行节能减排新技术,实现节能减排新跨跃

        1、加快淘汰落后速度,实现装备大型化、集约化

        马钢结合“十一五”结构调整和技术改造,2007年,又淘汰了5座国家钢铁产业发展政策允许生产到2010年的300 m3高炉。在淘汰落后基础上,积极采用大型、节能型工艺和装备,先后建成7.63m焦炉,年产150万吨的链蓖机—回转窑,氟卡斯窑,400m2烧结机、4000m3高炉和300t级转炉、以及薄板坯连铸连轧(CSP)、2250热轧、2130冷轧等系列现代化的生产线等。

        2、利用副产余热、余能(压)资源发电,提高自发电比例,自发电比例由2000年的41.38%,提升至目前的70%以上。

        -----实现焦炉全干熄焦发电。在国内率先采用自主技术建成120 t/h大型国产化示范干熄焦装置(投资1.7亿元)基础上,“十一五”又投资近6亿元,新上四套大型干熄焦装置。目前,公司吨焦发电量达120kwh/t国内先进水平。

        -----利用烧结机冷却低温废气(烟气)余热发电。投资1.4亿元,在300m2烧结带冷机上,引进建成国内首座余热回收发电装置。第二座投资1亿元的全国产烧结余热发电项目也将于近期建成投产。

        ----大型高炉全部实施炉顶煤气压差发电技术(TRT)。马钢是国内第一家在大型高炉全部配套国产高炉余压发电装置的企业,目前吨铁发电量接近30kwh/t国内先进水平。    

        -----建成国内首座153MW的燃气蒸汽联合循环(CCPP)煤气发电机组。单项投资10亿元以上,机组效率接近超临界发电机组效率,NOX排放在30 mg/m3左右。

        -----利用副产煤气发电。除燃煤机组具有掺烧煤气能力外,马钢还率先在国内建成三座220t/h全烧高炉煤气锅炉和一座153MW燃气-蒸汽联合循环发电机组。

        ----建成国内首台饱和蒸汽发电机组。我们利用公司富裕的饱和蒸汽,建成两套国产饱和蒸气发电机组。 

        2、大力回收余能资源,提高资源利用水平。目前,公司煤气综合利用率达98%以上;转炉煤气回收达102m3/t,高出行业平均转炉煤气回收水平38m3/t。

        ----全公司转炉实现负能炼钢。通过推广应用OG技术,公司转炉已全部实行煤气和蒸汽回收,转炉工序实现负能炼钢。 

        ----建成现代化的能源中心。马钢结合“十一五”结构调整,同步建成了现代化的能源中心,实现了二次能源的在线调度平衡,提高了煤气等二次能源利用水平,公司高炉煤气、焦炉煤气、氧气放散率分别可以控制在1.5%、1%、3.5%以内,达国内先进水平。

        -----利用富裕的余热蒸汽。建成三套蒸汽双效溴化锂制冷机组,去除高炉鼓风空气中水份,提高高炉风温,降低焦比。

        2、发展循环经济,实现资源闭路循环使用。

        ----建成国内首台含锌尘泥转底炉脱锌装置。投资近3亿元,建成一套含锌尘泥转底炉脱锌装置,实现含锌高炉瓦斯泥、OG泥等闭路循环利用,对整个行业起到示范作用。

        -----建成国内首条在线钢渣处理装置。公司在新区“十一五”结构调整项目建设时,同步建成冶金固体废弃物综合在线处理及循环利用工程。

        3、加大环保投入,建成烧结烟气脱硫和中水回用设施,目前,马钢吨钢耗新水完成5.55m3/t。

        ----引进首座烧结烟气脱硫技术:投资1.3亿在二铁总厂烧结机上,采用国内首次应用的高效半干法气体净化烟气脱硫工艺,年减少SO2排放量3536吨。

        ----建成六汾河综合污水处理站。投资近1亿元,建成一座日处理10万吨能力的污水处理站,处理后的污水达到回用水标准。

        五、强化基础管理,用政策引导二级单位合理用能、节约用能

        一是建立和完善能源指标体系、评价体系和考核体系,从制度上保证节能工作扎实有效。根据公司发展总体规划,定期编制、修订节能规划,使能源工作有的放矢。二是加强能源计量管理,全面推行“按表计量收费”的管理办法,按表计量政策贯彻,充分调动各厂节约使用能源源积极性。三是推行用电需求侧管理,通过管理,降低电力消耗。同时,全面安装分时电度表,在公司推行实施分时电价政策的。四是充分利用价格杠杆的调节作用对富裕资源实施价格优惠,用价格引导生产厂的用能行为。五是积极争取国家节能减排的财政奖励与补贴政策,落实资源综合利用税收优惠政策,组织开发CDM项目,为企业增加更多效益。

        通过努力,马钢五年累计节能200万吨标煤,价值10亿元以上;减少温室气体二氧化碳排放量约500万吨。能源费用占制造成本比例已由期初的31%,降至2006年21 %。同时,厂区环境质量标准达到了国家二级标准,为马鞍山这座钢铁城市连续多年在全省城市环境综合整治定量考核中名列前茅,先后荣获“国家卫生城”、“国家园林城市”、“中国优秀旅游城市”、“中国人居环境范例奖”、“国家环境模范城市”作出了重大贡献。


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