魏志江  杨冬云

（河钢宣钢炼铁厂  河北 宣化075100）

摘要：本文阐述了河钢宣钢炼铁厂通过精益管理、装备升级、利用先进节能技术和余热回收等措施，提高了能源利用水平，为宣钢的持续发展奠定了基础。

关键词：炼铁；能源；节能技术；余热回收

1概述

铁前工序是钢铁冶炼流程中的耗能大户，占总能耗的75%左右。河钢宣钢炼铁厂有高炉四座，2500m³两座，2000m³一座，1800m³一座，360m²烧结机烧结机三台、百万吨链篦机回转窑两座，生铁产能700万吨/年，年消耗能源300万吨。随着钢铁市场竞争的日益激烈，降低成本是企业生存和发展的唯一途径，而成本中最可控部分是能源消耗。近年来，河钢宣钢炼铁厂为降低成本，千方百计地降低能耗，通过精益管理、淘汰落后产能、利用先进技术和余热回收等手段，使得能耗指标得到改善。

2 管理节能

2.1 完善能源管理组织机构

能源管理组织机构由设备能源科为日常管理部门，各作业区确定两名能源管理人员，一名作业区能源主管和一名作业区能源管理员，负责作业区的能源管理工作，为能源工作的开展提供了组织保障，方便了能源工作的顺利开展。在生产调度组织机构的基础上，建立能源调度体系，生产调度每班设能源调度一名，为能源的优化使用、合理调度提供了组织保障。

2.2 完善能源管理制度

为使节能工作开展程序化、制度化，我们制定了一系列行之有效、操作性强的节能管理制度，包括《炼铁厂计量监督管理办法》、《炼铁厂物料验收管理办法》、《炼铁厂节能管理制度》、《炼铁厂能源管理办法》、《炼铁厂能源消耗管理办法》、《炼铁厂供排水管理办法》、《炼铁厂节约用电、用水、用蒸汽管理规定》、《炼铁厂能源计量管理办法》等，为能源管理的顺利进行提供了制度保证。

2.3完善能源计量管理

计量是管理的基础。焦炭、喷吹煤等固体能源从进厂计量、检验、消耗方面建立完善的原始记录统计台帐和报表制度，并纳入到ERP系统，做到了能源进厂有验收，用能有手续，消耗有指标，指标有考核的闭环管理体系。对风、水、电、气等动力能源介质，按照国家标准建立了三级计量体系，同时纳入到公司能源管控中心数据平台，实现了适时监控。

2.4建立动力能源的“日统计、周总结、月考核”制度。

每天统计核算动力能源消耗、回收及成本完成情况，作业区早会上通报分析，并在厂公共数据平台上发布，及时发现问题解决问题。我厂每周对动力能源成本完成情况进行通报，提出问题和改进措施。制定完善的动力能源消耗指标计划和考核办法，月度对各作业的指标完成情况进行考核，形成了闭环控制。

2.5 建立周例会制度

通过周例会的召开，推动节能工作的开展。周例会中对一周能源消耗、热工参数控制、避峰就谷用电、循环水浓缩倍数等进行分析，针对存在的问题提出下一步的重点工作，通报上周例会中安排工作的落实情况，通过滚动式的管理方式，促进了问题的解决，推动了节能技术的进步。

2.6 加大节能工作检查力度

为保证各项节能管理制度的执行，避免违规用能和跑冒滴漏的现象，我们设专人专岗进行督查，对炼铁厂各个用能环节进行检查，检查出的问题在厂早会上通报、考核并限期整改。

2.7 积极开展对标工作

能效对标是河钢宣钢炼铁厂的一项长效机制，与邯钢、承钢建立了对标联系制度，制定了能效对标实施方案，定期召开指标对标分析会。在与集团内部和省内对比的同时，还积极与国内先进单位进行对比，分阶段、分层次确立标杆单位和标杆指标，同时还不定期的开展专题对标、考察活动，深入对比、分析、学习、转化、实践，促进能耗指标水平的不断提高。

2.8 强化节能设施管理

引进PM设备管理系统，提升重点用能设备的检查、维护、检修水平。利用PM设备管理系统提前发现设备隐患，做到了及时发现，有效控制，杜绝事故扩大，确保节能设备正常稳定运行，最大限度的发挥现有节能设备的作用。

3 结构节能

近年来，河钢宣钢炼铁厂先后淘汰了300m³高炉四座、450m³高炉一座、36m²烧结机四台、86m²烧结机一台、64 m²烧结机两台、10m²竖炉两座、8m²竖炉两座。淘汰落后产能：炼铁200万吨、烧结400万吨、球团170万吨，形成节能能力4.26万tce。炼铁、烧结、球团工序实现了装备大型化、自动化，提高了装备水平，为降低能源消耗奠定的坚实的基础。

炼铁厂淘汰落后产能情况表             表1

4 节能新技术应用

4.1 厚料层烧结技术

厚料层烧结是烧结工艺的一个重大发展，充分利用料层的自动蓄热，减少混合料中的配碳量，发展烧结料层中的氧化气氛，通过低碳、低水等改善料层透气性、提高垂直燃烧速度的措施，降低固体燃耗、提高烧结矿质量。研究表明，料层每增加10mm，降低固体燃耗0.3Kg/t。炼铁厂通过努力，料层厚度提高到600-700mm。按料层由450mm提高到700mm计算，降低焦粉消耗7.5 Kg/t，折合降低工序能耗5.6kgce/t。

4.2降低烧结漏风率

烧结机系统漏风包括烧结机本体漏风和环冷机漏风。我们在治理本体漏风的基础上，针对环冷机漏风问题，2016年12月引进了包容式机械密封技术。在不改动原有主体结构的基础上拆除原有的动静密封系统，用包容式机械密封系统取代原有的橡胶密封，用金属轴端密封取代原有的橡胶轴端密封。改造完成后，有效地降低了环冷机漏风，提高了风机的有效利用率，改善了环境。

4.3高炉热风炉顶燃式改造

原为内燃式热风炉，由于内燃式热风炉存在诸多缺点，高炉风温偏低，制约着炼铁技术指标的进一步提高。随着高炉71风机和80风机的配备，入炉风量大幅度增加，热风炉的蓄热面积相对较小，热风温度很难达到1000℃以上，成为高炉强化冶炼的限制环节。为此，炼铁厂引进旋流式顶燃热风炉的专利技术，逐步完成了热风炉的顶燃式改造，为高炉提高风温、增加喷煤量、降低焦比创造了条件。

4.4 转炉煤气在热风炉中的应用

河钢宣钢炼铁厂四座高炉热风炉的燃料均为高炉煤气，由于煤气热值低，虽然对热风炉进行改造，但风温长期在1050℃左右，较低风温造成焦比、燃料比等技术经济指标相对落后。为此，炼铁厂在2015年进行了转炉煤气掺烧改造，将高热值的转炉煤气应用到了1800m³和两座2500m³高炉，根据高炉需要，调节转炉煤气与高炉煤气的配比，达到了提高风温的改造目标。改造后风温水平变化情况见表2。

改造后平均风温变化情况           表2

注：3#高炉未掺烧转炉煤气

4.5 高比例喷煤技术应用

高炉喷煤技术具有以非焦煤代替部分焦炭、减轻污染、降低生产成本，节约焦煤资源的作用，在富氧的配合下，可以提高高炉的生产能力。通过对喷煤的自动喷氮、煤粉管路、收粉器箱体等系统进行技术改造，提高了磨煤能力和自动控制水平，使得高炉喷煤水平达到140kg/t，代焦节能率为0.5％，有效降低了炼铁成本。

改造后高炉煤比的变化情况           表3

4.6高炉冲渣系统改造

1800m³和两座2500 m³高炉的冲渣系统采用嘉恒法渣处理，经过多年的运行，设备严重老化，脱水器等设备跑水溢流严重，水耗大维护成本高。2016年，采用“组合式锥斗沉淀池细渣沉淀+提升式细渣机械分离”的渣处理新技术对1800m³和两座2500 m³高炉的冲渣系统进行改造，工艺图如图1所示。改造完成后渣水分离效果良好，设备故障率和维护成本大大降低。杜绝了溢水现象，现场环境得到了很大的改观，冲渣水耗由改造前的吨铁0.28m³下降到改造后的0.2m³，节水效果明显。

5 余热回收利用

5.1高炉热风炉双预热

利用热风炉烟气余热通过换热器对助燃空气和煤气同时进行预热，是提高风温、增加高炉喷煤量和降低燃料比的有效手段。1号2500m³高炉和1800 m³高炉原设计有双预热系统，但2号2500 m³高炉是通过换热器预热煤气，利用燃烧炉预热助燃空气。由于燃烧炉本身要消耗高炉煤气，流量约10000m³/h，相当于一台10t/t的燃气锅炉，使得热风炉整体煤气消耗较高，为此对该预热系统进行改造，取消燃烧炉，利用热风炉烟气对煤气和空气进行预热，预热温度达到170℃以上，达到了提高风温降低消耗的目的。目前，1800m³和两座2500 m³高炉均为热风炉烟气双预热系统。

5.2热风炉烟气用于喷煤制粉干燥

喷煤制粉采用热风炉废烟气进行干燥，同时降低系统氧含量，满足中速磨磨煤时的惰性气体需求，提高烟煤配比。烟煤比和废烟气温度的提高，使得煤粉硬度降低，可磨性提高，中速磨台时产量提高，开机时间减少，节约电耗，也为避峰就谷作业创造了有利条件。同时大幅度减少了入口氮气的吹入量，节约氮气消耗。目前我厂四套磨煤系统全部利用热风炉废烟气，节能效果显著。

5.3 高炉水冲渣余热回收利用

2000m³高炉冲渣水余热采暖一期工程于1999年投入使用，以供厂区采暖为主。2003年实施了二期工程，对原系统进行改造，增加了供热能力，在原供热区域的基础上，增供了居民宿舍采暖，取消燃煤采暖锅炉74吨位。2016年对两座2500 m³高炉冲渣系统进行改造性大修，同时进行了余热利用改造，把两座2500 m³高炉的冲渣余热利用起来进行采暖，现在高炉冲渣余热采暖面积已达到25万m²。

5.4 烧结余热回收利用

三台烧结机的环冷余热均得到回收利用。1号和2号360m²烧结机环冷余热锅炉为69t/h双压余热锅炉，产生蒸汽进入补汽凝汽式汽轮机组发电，发电机组为1套25MW汽轮发电机组；3号360m²烧结机环冷余热锅炉为60t/h余热锅炉，并利用大烟道余热，产生蒸汽进入补汽凝汽式汽轮机组发电，发电机组为1套12MW汽轮发电机组；目前发电量最高达到20kWh/t矿。

6 冲渣水系统优化改造

6.1渣场水用于冲渣

四座高炉熔渣处理后产生的水渣分别堆放在三个渣场，由天车抓斗完成装运和外发销售。四座高炉日产水渣近8000多吨，高炉熔渣经水碎粒化脱水后，通过皮带机输送至堆渣场后的水渣仍含有一定水，原来的渣场水用排污泵排至下水道。如此不仅浪费能源，易造成下水道堵塞，而且水处理难度增大。为了充分利用该部分水，在渣场附近建回水池，渣场水沉淀后引到回水池再泵到冲渣循环池中用于冲渣。目前1号高炉北场冲渣完全使用渣场水，年节约新水18万m³。

6.2焦化废水用于冲渣

消纳焦化生化废水的重要途径就是供高炉冲渣，炼铁厂四座高炉冲渣系统均建有使用焦化废水的设施。2016年，两座2500 m³高炉冲渣系统大修改造后，脱水器筛板缝隙缩小，容易堵塞，继续使用焦化废水有可能造成高炉冲渣系统设备故障率的提高，所以改造后就减量使用焦化废水。目前，焦化废水主要用于2000m³高炉冲渣，该炉采用传统的水冲渣出渣方式，渣水进入过滤池中抓渣处理，渣水经过滤后进入循环池中。过量的使用焦化废水也会使滤料板结，透水性变差，但通过调整使用量能够保持焦化废水的消纳功能，目前用量约在40m³/h左右。

6.3 工业排水用于冲渣

河钢宣钢设备能源部160t/h锅炉距１号高炉较近，锅炉排污水可供冲渣使用。为此，通过改造将锅炉排污水送至１号高炉冲渣循环池用于冲渣。另外，在高炉炉温高时，空冷器的能力不足，需要增加工业喷淋水，时有溢流现象，现将循环水泵站喷淋溢流水送到高炉冲渣循环池中进行冲渣，减少了新水使用量。

通过对高炉冲渣用水进行优化，充分利用工业废水，降低了新水消耗，改造后新水消耗从20.9万m³/月逐步降低，至2017年5月降低到11.5万m³/月，月节水9.4万m³。如图2所示。

7 节电技术

7.1节能泵的改造

针对水泵普遍存在的“大流量、低效率、高能耗”状况，我们与节能服务公司合作，通过检测分析水泵运行参数，提出节能改造方案，量身定做了40台“高效节能泵”，替换目前处于偏工况、低效率运行的水泵；在一些负荷变化较大的系统上，安装自动控制系统，提高运行效率。另外，结合国家淘汰落后电动机的政策，我们拟对31台功率较大的Y系列电机进行淘汰性改造，更换为永磁电机，预计综合节电率达到15%以上。

7.2峰谷平用电管理

喷煤工艺的磨煤和烧结的燃料破碎是间断性的作业，功率较大，是实施峰谷差用电的最佳设备，炼铁厂制定了详细的避峰就谷用电管理规定，对煤磨和破碎作业时间进行了详细的规定。要求对作业时间进行记录，并对制度执行情况进行跟踪，每周对作业时间进行汇报，对违返制度的作业进行分析考核。通过细致的工作，我厂谷峰电差达到600万kwh/年,降低了用电成本。

7.3变频技术改造

对功率较大的变负荷风机均进行了变频调速技术改造，其中效果最明显的是360m²烧结机主抽风机的变频改造工程。炼铁厂1#2#360m²烧结机配四台6700kw、10kv主抽风机电机，原设计没有变频装置，调整工况只能靠风门调节，造成电能的浪费，为此，对该主抽风机进行高压变频技术改造，结合烧结工艺要求对电机频率进行动态调整，最低运行频率35hz，常用42hz，节电量达到10%以上。

8 结语

河钢宣钢炼铁厂在节能精益管理的同时，通过淘汰落后产能、节能技术进步和余热回收等措施，提高了能源利用水平。2017年1-5月，炼铁工序能耗408.56kgce/t，比2014年的426.48kgce/t降低了17.92kgce/t，形成节能能力12.3万tce/年,降低了工序成本，为河钢宣钢的持续发展奠定了基础。