鋼鐵行業(yè)如何實(shí)現(xiàn)極致能效提升？

2022-12-15 09:34:00

中國(guó)冶金報(bào) 中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)

記者趙萍報(bào)道

記者朱亞明通訊員譚承溫攝影

　　“極限能效技術(shù)力爭(zhēng)將燒結(jié)工序能耗降低至38公斤標(biāo)準(zhǔn)煤／噸?！?/div>

　　“與傳統(tǒng)深冷法相比，ZETA超高效智慧氣體站的年節(jié)能量超3300萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)能率約50%?！?/div>

　　“近兩年，隨著先進(jìn)煤氣發(fā)電設(shè)備開(kāi)發(fā)，鋼廠用于自發(fā)電提效方面的投資明顯加快，每年新增改造約200萬(wàn)千瓦?！?/div>

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　　12月9日，在廣州湛江召開(kāi)的鋼鐵行業(yè)能效標(biāo)桿三年行動(dòng)方案現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)會(huì)上，中國(guó)五礦首席科學(xué)家、中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司總工程師葉恒棣，杭州哲達(dá)科技股份有限公司（簡(jiǎn)稱ZETA）董事長(zhǎng)沈新榮，三菱動(dòng)力燃?xì)廨啓C(jī)工程技術(shù)（南京）公司副總經(jīng)理李強(qiáng)，中圣科技南京圣諾熱管有限公司副總經(jīng)理?xiàng)钣衩停虾毮苄畔⒖萍加邢薰靖笨偨?jīng)理馮為民和華為技術(shù)有限公司5GtoB事業(yè)部副總經(jīng)理徐之兵向與會(huì)嘉賓分享了燒結(jié)工序能效提升技術(shù)、鋼鐵生產(chǎn)全流程高效余熱回收利用、5G應(yīng)用助力鋼鐵節(jié)能增效等內(nèi)容，助力鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)極致能效提升。

　　葉恒棣在做主題為《燒結(jié)工序能效標(biāo)桿技術(shù)》的報(bào)告中介紹道，“有專家提出，冶金流程要成為消納社會(huì)廢棄物的一個(gè)平臺(tái)，國(guó)內(nèi)外目前也都對(duì)此做了相關(guān)研究，但并未實(shí)現(xiàn)真正的大規(guī)模應(yīng)用?！?/div>

圖為葉恒棣作《燒結(jié)工序能效達(dá)標(biāo)桿技術(shù)》的報(bào)告

　　“為此，我們提出了通過(guò)控溫控氧熱解焚燒來(lái)處理有機(jī)危廢的方法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)危廢的資源化利用?！比~恒棣介紹，通過(guò)控溫控氧熱解焚燒，有機(jī)危廢綜合處置能耗從傳統(tǒng)282千克標(biāo)準(zhǔn)煤／噸下降到144.8千克標(biāo)準(zhǔn)煤／噸，下降了48.7%，為消納社會(huì)有機(jī)危廢奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　同時(shí)，葉恒棣介紹了燒結(jié)工序廣泛應(yīng)用的能效標(biāo)桿技術(shù)（大型化厚料層技術(shù)、燒結(jié)機(jī)環(huán)冷機(jī)密封技術(shù)、燒結(jié)煙氣與冷卻煙氣協(xié)同循環(huán)及余熱利用技術(shù)、主抽變頻節(jié)能技術(shù)、燒結(jié)煙氣活性炭法協(xié)同凈化技術(shù)等）、正在推廣應(yīng)用的能效標(biāo)桿技術(shù)（燒結(jié)固體燃料精準(zhǔn)制備技術(shù)、分層供熱富氫燒結(jié)技術(shù)、有機(jī)危廢熱解制備燒結(jié)原/燃料技術(shù)）和正在研發(fā)的能效提升技術(shù)（燒結(jié)礦雙級(jí)冷卻技術(shù)、一氧化碳催化氧化釋熱耦合SCR技術(shù)、預(yù)還原燒結(jié)技術(shù)）。

　　“燒結(jié)工序在低成本低碳消納冶金流程危廢及部分社會(huì)危廢方面具有巨大潛力?！比~恒棣最后指出，“預(yù)還原燒結(jié)技術(shù)是未來(lái)降低鋼鐵流程能耗的努力方向，而智能化技術(shù)可以為燒結(jié)工序節(jié)能降碳提供強(qiáng)大支撐?！?/div>

　　沈新榮在做主題為《超高效智慧氣體站》的報(bào)告中指出，傳統(tǒng)富氧氣體站具有運(yùn)營(yíng)成本高、綜合效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)大等痛點(diǎn)。對(duì)此，他介紹了擁有一級(jí)能效智慧空壓站技術(shù)、超高效富氧智能裝備技術(shù)、一站式氣體智慧管控技術(shù)等3大核心技術(shù)的哲達(dá)超高效智慧氣體站的運(yùn)行原理。該超高效智慧氣體站通過(guò)一站式智慧管控技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源管控、碳排管控和安康管控，在運(yùn)行過(guò)程中不僅可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)字化、能源分析信息化、運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)化，還可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備安康智能化與綜合管控高效化。

圖為沈新榮作《超高效智慧氣體站》報(bào)告

　　今年2月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《鋼鐵行業(yè)節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南》，要求重點(diǎn)圍繞副產(chǎn)焦?fàn)t煤氣或天然氣直接還原煉鐵、高爐大富氧或富氫冶煉、熔融還原、氫冶煉等低碳前沿技術(shù)，加大廢鋼資源回收利用，加強(qiáng)技術(shù)源頭整體性的基礎(chǔ)理論研究和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，開(kāi)展產(chǎn)業(yè)化試點(diǎn)示范。

　　“應(yīng)用哲達(dá)超高效智慧氣體站可以幫助企業(yè)節(jié)能增效?！鄙蛐聵s介紹，以某1080立方米高爐富氧應(yīng)用為例，鼓風(fēng)機(jī)3300Nm3/min（標(biāo)準(zhǔn)立方米每分鐘），采取機(jī)前富氧方式，按含氧量25%設(shè)計(jì)，需要供給含氧量為40%的富氧氣550Nm3/min。傳統(tǒng)深冷法（99.8%）的綜合電單耗大于0.6kWh/Nm3（千瓦時(shí)每標(biāo)準(zhǔn)立方米），統(tǒng)一折算成含氧量為40%的富氧氣，相當(dāng)于綜合電單耗0.24kWh/Nm3。而同樣條件下，哲達(dá)超高效智慧氣體站的富氧氣綜合電單耗小于0.12kWh/Nm3。

　　富氧助燃具有“增產(chǎn)、降耗、節(jié)能、降碳”四大價(jià)值。哲達(dá)智造的低成本富氧氣體可廣泛應(yīng)用于鋼鐵的高爐大富氧冶煉、熱風(fēng)爐富氧、燒結(jié)富氧、轉(zhuǎn)爐富氧、烘烤鋼包富氧等工藝環(huán)節(jié)，助力鋼企打造能效標(biāo)桿。

　　李強(qiáng)在做主題為《三菱重工高爐煤氣燃?xì)廨啓C(jī)與鋼廠副產(chǎn)煤氣高效利用》報(bào)告中介紹了高爐煤氣發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和鋼鐵廠煤氣發(fā)電裝備現(xiàn)狀等。他介紹，根據(jù)重點(diǎn)鋼企裝機(jī)統(tǒng)計(jì)情況，發(fā)電裝機(jī)容量約為2700萬(wàn)千瓦，發(fā)電設(shè)備近400臺(tái)，總體發(fā)電熱效率約為34.1%。

圖為李強(qiáng)作《三菱重工高爐煤氣燃?xì)廨啓C(jī)與鋼廠副產(chǎn)煤氣高效利用》的報(bào)告

　　“在鋼鐵綠色轉(zhuǎn)型過(guò)程中，先進(jìn)高效發(fā)電技術(shù)是實(shí)現(xiàn)極致能效的重要措施?！崩顝?qiáng)對(duì)此提出了4點(diǎn)建議。一是升級(jí)改造。積極應(yīng)用最新的煤氣高效發(fā)電技術(shù)，對(duì)低效煤氣發(fā)電升級(jí)改造。二是優(yōu)化配置。開(kāi)展能源診斷與規(guī)劃，結(jié)合發(fā)電設(shè)備特點(diǎn)，優(yōu)化配置系統(tǒng)設(shè)備。三是梯級(jí)利用。因地制宜實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)、低溫海水淡化、低溫余熱利用，拓展應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用。四是新能源互補(bǔ)：建設(shè)先進(jìn)智慧能源管理系統(tǒng)、廠區(qū)智慧電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能等新能源互補(bǔ)。

　　楊玉猛在做主題為《鋼鐵生產(chǎn)全流程高效余熱回收利用及絕熱管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)》的報(bào)告中首先分享了能夠利用高效換熱及揉搪技術(shù)，安全實(shí)現(xiàn)動(dòng)力廠煤氣鍋爐效率＞94%的“低溫島”工藝系統(tǒng)。

圖為楊玉猛作《鋼鐵生產(chǎn)全流程高效余熱回收利用及絕熱管網(wǎng)節(jié)能新技術(shù)》的報(bào)告

　　其次舉例介紹了燒結(jié)環(huán)冷機(jī)低溫余熱的深度利用，“低溫余熱深度利用要因地制宜、統(tǒng)籌考慮。”他認(rèn)為，基于“適合的就是最好的”原則，就地消化，關(guān)鍵的技術(shù)選擇要以熱（熱源溫度）定汽（蒸汽參數(shù)）、以汽定機(jī)（機(jī)型），以達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益。。以450平方米燒結(jié)機(jī)為例，對(duì)環(huán)冷機(jī)低溫余熱回收系統(tǒng)改造后，回收30t/h（噸每小時(shí)）的0.3兆帕蒸汽，發(fā)電3200千瓦時(shí)，噸礦發(fā)電量增加5千瓦時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生45t/h的熱水。發(fā)電及供水經(jīng)濟(jì)效益約為1134萬(wàn)/年，同比至少可減排26240噸二氧化碳。

　　此外，楊玉猛介紹了管道節(jié)能系統(tǒng)工程。“中圣管道系統(tǒng)集成工藝配管以獨(dú)特的系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)、復(fù)合結(jié)構(gòu)保溫技術(shù)、復(fù)合補(bǔ)償技術(shù)、在線檢漏和在線監(jiān)控技術(shù)等形成蒸汽超長(zhǎng)距離輸送系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，能夠達(dá)到每公里溫降2-5℃/km，壓降0.015~0.05Mpa/km，遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)標(biāo)。”他說(shuō)道。

　　馮為民在主題為《鋼鐵能源數(shù)據(jù)治理與智慧能源管控》的報(bào)告中介紹了寶武在能源數(shù)據(jù)治理方案、鋼鐵智慧能源1+N+X管控模式、智慧能源動(dòng)態(tài)精細(xì)化管理平臺(tái)、智慧能源調(diào)度與決策優(yōu)化系統(tǒng)等方面的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐。

圖為馮為民作《鋼鐵能源數(shù)據(jù)治理及在智慧管控系統(tǒng)中應(yīng)用》報(bào)告

　　馮為民介紹，圍繞中國(guó)寶武數(shù)智化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略規(guī)劃要求，他們形成了以大數(shù)據(jù)中心-能源域?yàn)榛A(chǔ)的智慧能源應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)?！巴ㄟ^(guò)這個(gè)架構(gòu)，我們實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享、環(huán)境共享、資源共享、服務(wù)共享和平臺(tái)共享的目標(biāo)?！彪S后，他結(jié)合智慧能源動(dòng)態(tài)精細(xì)化管理平臺(tái)、智慧能源調(diào)度與決策優(yōu)化系統(tǒng)等介紹了構(gòu)建于數(shù)據(jù)域基礎(chǔ)上的智慧能源應(yīng)用情況。

　　在智慧能源動(dòng)態(tài)精細(xì)化管理平臺(tái)上，他們研發(fā)了“智慧能源動(dòng)態(tài)管控系統(tǒng)”的寶武產(chǎn)品，在能源系統(tǒng)智慧化方面邁出了第一步。歷經(jīng)多個(gè)代表性鋼鐵基地（韶鋼、鄂鋼、馬鋼、湛鋼、昆鋼、德盛、太鋼等）的迭代升級(jí)，整合融匯能源信息，構(gòu)建智慧能源大腦，以知識(shí)替代經(jīng)驗(yàn)，形成企業(yè)能源知識(shí)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)基于人工智能的自動(dòng)能耗診斷、因素識(shí)別、自動(dòng)預(yù)警、智能推送，以及基于角色定位的崗位導(dǎo)航等，實(shí)現(xiàn)從云到端，協(xié)同穿透于集團(tuán)、企業(yè)、廠部直至工序及產(chǎn)線、機(jī)組的能源動(dòng)態(tài)管控和精細(xì)化管理。

　　在智慧能源調(diào)度與決策優(yōu)化系統(tǒng)上，他們根據(jù)業(yè)務(wù)的迫切需求，利用AI技術(shù)，在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了能源日平衡管控、實(shí)時(shí)能源平衡預(yù)測(cè)與智慧調(diào)度決策。系統(tǒng)融合鋼鐵電力系統(tǒng)優(yōu)化、煤氣-熱-電聯(lián)合優(yōu)化、能源與生產(chǎn)的協(xié)同及能源系統(tǒng)預(yù)案及自動(dòng)觸發(fā)決策分析等技術(shù)，顯著提高了能源的回收利用效率、能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率和事故處理的及時(shí)準(zhǔn)確性，有效推進(jìn)鋼鐵基地的節(jié)能減碳工作，取得了明顯成效。

　　徐之兵在主題為《5G應(yīng)用助力鋼鐵節(jié)能增效》的報(bào)告中介紹，華為5GtoB網(wǎng)絡(luò)解決方案具有大上行、穩(wěn)時(shí)延、準(zhǔn)定位、大物聯(lián)、高可用、可信安全、極簡(jiǎn)運(yùn)維等8大標(biāo)志性能力；已經(jīng)在鋼鐵行業(yè)提供了遠(yuǎn)程/無(wú)人天車(chē)、加渣機(jī)械臂、鋼表質(zhì)檢、自動(dòng)轉(zhuǎn)鋼、AR輔助、產(chǎn)線監(jiān)控、無(wú)人機(jī)巡檢、廢鋼定級(jí)、數(shù)據(jù)采集、配煤數(shù)字助理等10大場(chǎng)景化應(yīng)用解決方案。

圖為徐之兵作《5G應(yīng)用助力鋼鐵節(jié)能增效》報(bào)告

　　徐之兵以配煤為例介紹：“‘配煤數(shù)字助理’具有決策優(yōu)化、精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、優(yōu)化配比、快速?zèng)Q策的優(yōu)點(diǎn)，可以幫助配煤師改善配比，提升焦炭質(zhì)量，使配煤質(zhì)量更穩(wěn)定、配比更優(yōu)、成本更低?！?/div>

　　“下一步，我們將聯(lián)合相關(guān)企業(yè)、高校等按照鋼鐵行業(yè)全流程全場(chǎng)景來(lái)做標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)5G融入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?！彼詈笳f(shuō)道。

來(lái)源：中國(guó)冶金報(bào)-中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)

編輯：張雨恬

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