宝钢实现焦炉煤气零排放

   日期:2009-03-26     浏览:935    评论:0    

   20091月召开的国家科学技术奖励大会上,宝钢分公司的钢铁企业副产煤气利用与减排综合技术荣获2008年度国家科技进步奖二等奖。这是2008年度宝钢惟一的获奖项目,也是国内冶金行业首个获此殊荣的节能减排项目。这项创新技术不仅解决了宝钢分公司高炉煤气富余的难题,缓解了十一五规划项目的燃煤之急,还因节约使用煤气实现效益5.67亿元。

    
副产煤气是我国钢铁工业以煤为主的多元化能源结构中的绿色因子,是宝贵的二次能源,其充分利用是推进企业节能减排的首选。宝钢分公司自投产以来,坚持走可持续发展道路,不断向极限挑战,其中尤以建成世界首台燃气轮机发电机组,充分利用富余高炉煤气最为典型。

    
上世纪90年代中期,高炉煤气因热值低很难利用,大部分只能作为废气燃烧后放散,是世界所有钢铁企业面临的难题。1996年,宝钢三高炉投产后,高炉煤气每年的放散量高达20亿立方米,相当于每年将近23万吨标准煤白白浪费,同时还造成环境污染。

    
围绕减少高炉煤气放散和充分利用,建设一条专烧高炉煤气的发电机组就显得尤为迫切了。但当时世界上还没有建设有关发电机组的先例,国外技术尚处在实验阶段,技术引进风险极大,在困难面前,宝钢毅然决定上一台燃气轮机组,为节约能源,清洁生产开辟新路。

    
经过两年的努力,1997730,装机容量为15万千瓦时的宝钢电厂0号机组———燃气轮机并网发电成功,燃烧了13年之久的天灯”(高炉煤气放散塔)终于熄灭了。

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号机组全部燃烧高炉煤气,其热电转换效率比一流的火力发电装置高出7个百分点,原先放散的20亿立方米高炉煤气被转换成70万吨蒸汽和10亿千瓦时电量,创造了巨大的经济效益,实现了低品质能源向高品质能源的转换。

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号机组投产后,宝钢工程技术人员又通过持续不断的攻关和创新,解决了影响机组发挥最大效能的若干问题,进一步提高了高炉煤气的利用效率。去年,宝钢分公司又自主集成世界首台大容量、全燃低热值煤气塔式微正压直流锅炉汽轮发电机组,装机容量35万千瓦,在无高热值燃料辅助的条件下可全烧低热值高炉煤气,其燃用高炉煤气最大能力可达每小时100万立方米。该机组的建成,有效缓解了宝钢十一五规划项目投产后的电力缺口,同时对进一步提高工业煤气综合利用率、促进节能减排具有重要意义。

    
低热值煤气有富余,高热值煤气却不够用,是宝钢分公司煤气利用过程中长期碰到的难题。特别是近年来,随着宝钢十五规划项目投产、十一五规划项目建设和陆续投产,这一问题尤为突出。2005年,在外来气源无法保证及时供应的情况下,十一五规划项目面临严重缺口,几乎出现了无米之炊的窘境。为解燃煤之急,宝钢分公司展开了眼睛向内深挖潜力,人人参与开源节流的全员行动。

    
煤气有缺口,就要根据生产需要制定优先供应原则,煤气平衡计划必不可少。在广泛调研和深入交流的基础上,宝钢分公司能源环保部预测,十一五规划项目投产使焦炉煤气的缺口将达到每小时6万立方米。当时,宝钢分公司三座焦炉的开工率已逼近130%的极限,多生产焦炉煤气的可能性不大,而开源节流是惟一出路。于是,以开展煤气梯级利用为原则,围绕优化、替代、增产、节约使用焦炉煤气而展开的39个节气项目被确定,确保了十一五规划项目调试、生产用气。

    
要填补煤气缺口,仅节约煤气使用还不够,还需要精确的煤气平衡预测。每月底,能环部都要根据下月生产计划,精确计算每个单元每天的煤气用量,以便做好平衡。从20055月至2007年年底,宝钢分公司煤气日平衡计划做了两年半,直到中厚板分公司COREX(熔融还原法)炉投产后,COREX煤气引入,燃气结构发生变化,煤气日平衡计划才告一段落。

    
通过精心策划,宝钢分公司打通了开源节流的煤气平衡渠道,为确保十一五规划项目按计划投产创造了先决条件。

    
宝钢分公司副产煤气的综合利用水平获得专家认可,最终走上国家科技奖励大会的领奖台并非一蹴而就,相关的技术储备贯穿了宝钢投产30年来的岁月。30年来,宝钢分公司积极探索煤气经济运行方式,分别从煤气回收、调配与使用等环节进行技术开发与集成,走出了一条具有宝钢特色的副产煤气利用与减排综合技术创新道路。

    
在转炉煤气回收方面,能环部煤气专业人员通过深入了解转炉煤气生产工艺,跟踪转炉冶炼计划和炉前控制节奏等,尽量保证转炉煤气的均衡回收,减少对煤气柜的瞬间冲击或满柜放散,确保煤气系统安全运行。他们还开展转炉煤气回收极限值研究,首创转炉煤气柜双柜并网运行系统,成功研发转炉煤气需求平衡自动调节技术并用于实践,解决了转炉煤气间歇回收与连续使用之间的矛盾;开发的转炉煤气监控系统,充分利用能源中心管理系统信息,能及时调整转炉煤气联网装置的调节量,大大缓解了动力调度在线调节的负担。宝钢集团北部能源通廊建成后,为做好COREX炉煤气与转炉煤气的有效结合,煤气专业人员又相继创新了“COREX煤气受入控制“COREX煤气快速替换焦炉煤气控制调整以及“COREX煤气与转炉煤气互换等技术,不仅保证了宝钢分公司的煤气平衡,还为中厚板分公司生产运行提供了重要保障,创协同效益近亿元。

    
宝钢分公司能源管理系统(EMS)及能源数据仓库的建成也为煤气综合利用与减排技术出力不少。从宝钢三期工程建设起,宝钢分公司自主集成,对一期工程引进的能源中心进行改造,经过多年的不断优化和集成,于2004年建成目前国内现代化程度最高的能源管理系统(EMS),实现了对煤气等能源系统的无人化、高效率集中管控。

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年来,宝钢分公司坚持煤气资源开发与节约并重,经过持续不断的创新,形成了完善的副产煤气综合利用体系,2008年,高炉煤气放散率达到了0.87%的历史最好水平,焦炉煤气实现零排放,吨钢回收转炉煤气28千克标准煤,达到世界先进水平。节约使用焦炉煤气近4亿立方米,创直接经济效益5.67亿元,减排二氧化碳34.5万吨,二氧化硫1.34万吨。

 
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