就峰避谷實現(xiàn)負能煉鋼增效——邯鋼三煉鋼2座轉爐煤氣柜的調(diào)負荷運行

供稿|方冏 / FANG Jiong

負能煉鋼是轉爐生產(chǎn)的重要生產(chǎn)技術指標，也是鋼鐵生產(chǎn)實現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效、提高企業(yè)競爭力的有效措施。實現(xiàn)負能煉鋼是一個系統(tǒng)工程，其核心指標就是提高轉爐煤氣回收的數(shù)量和質(zhì)量。邯鋼回收的高爐、焦爐、轉爐等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的排放煤氣除供鋼鐵生產(chǎn)的工業(yè)爐窯正常使用外，還有約50%的剩余煤氣基本上用于發(fā)電。

鋼鐵企業(yè)面臨著嚴峻的節(jié)能減排壓力。當前，供電部門已經(jīng)對工礦企業(yè)實行了分段電價。煤氣發(fā)電作為調(diào)節(jié)用戶用電平衡的有效手段，如果采用“就峰避谷”的運行方式，即可大大增加發(fā)電效益。“就峰避谷”具體方案：在電價低的時段，盡可能少發(fā)電，把轉爐煤氣多儲存一些（有效利用轉爐煤氣柜的儲存能力）；在電價高的時段，盡可能多發(fā)電，把儲存的轉爐煤氣多用一些。“就峰避谷”發(fā)電方案，可以達到增加企業(yè)效益的目的，同時也可以減少高峰時段國家電網(wǎng)的運行壓力。這也是國家電網(wǎng)鼓勵的發(fā)電方式，具有顯著的社會效益。

轉爐煤氣柜

邯鋼三煉鋼有4座100 t轉爐，2006年3月實現(xiàn)轉爐煤氣回收，回收系統(tǒng)為1座8萬m3轉爐煤氣柜，噸鋼回收轉爐煤氣130 m3。2013年11月，由于第一座8萬m3轉爐煤氣柜大修的需要，新建成第二座8萬m3轉爐煤氣柜，噸鋼回收轉爐煤氣135 m3。

第二座8萬m3轉爐煤氣柜建設初期，圍繞著2座轉爐煤氣柜的挖潛增效攻關工作就已持續(xù)展開。除制定了噸鋼轉爐煤氣回收增加5 m3的目標外，從多方入手，積極探索，最后確定了“就峰避谷”以單座氣柜間歇運行的方式以增創(chuàng)效益。按每日不同時段對一座氣柜進行了存吐轉爐回收煤氣規(guī)劃（另一個氣柜正常運行存吐轉爐回收煤氣，以保證管網(wǎng)安全），見表1。

表1 “就峰避谷”單座氣柜間歇運行方式

轉爐煤氣回收

回收工藝：轉爐煙氣—活動煙罩—定徑文氏管—可調(diào)文氏管—風機—三通閥—水封逆止閥—等徑三通—2座8萬m3轉爐煤氣柜—電除塵—加壓機—用戶。

回收條件：轉爐煤氣柜柜前CO≥30%；O2≤2%；溫度≤75℃；柜容≤70000 m3；柜內(nèi)壓力≤3 kPa；活塞水平度高差≤22 mm；轉爐煤氣柜運行正常，無重大安全隱患。

回收設備：水封逆止閥后有2座8萬m3轉爐煤氣柜；2臺DB38-15電除塵器；3臺D1000-11轉爐煤氣加壓風機。

系統(tǒng)參數(shù)：邯鋼三煉鋼有4座規(guī)格為100 t的轉爐，轉爐冶煉周期40 min；轉爐煤氣回收周期5~10 min；噸鋼煤氣回收量一座氣柜130 m3，兩座氣柜135 m3；瞬時最大煤氣回收量為64.8萬m3/h；一座氣柜瞬時最大進氣量（側板內(nèi)徑58 m，最大升降速度3 m/min）47.53萬m3/h；8萬m3轉爐煤氣柜有效柜容7.2萬m3；年回收350 d；投資4000萬元。

效益計算

鑒于居民用電的極度不均衡性，為提高用電效率，降低發(fā)電成本，國家電網(wǎng)對工業(yè)企業(yè)實行分段電價。邯鋼的分段時間和電價（非夏季，220 kV以上大型工業(yè)企業(yè)）見表2。

表2 河北220 kV以上大型工業(yè)企業(yè)分段時間和電價（非夏季）

邯鋼三煉鋼有4座規(guī)格為100 t的轉爐，單座煤氣回收氣柜運行，噸鋼回收量130 m3，轉爐煤氣單位時間產(chǎn)量為7.8萬m3/h，按2.2 m3轉爐煤氣發(fā)1 kWh電量計算，邯鋼三煉鋼煤氣回收年發(fā)電效益平均為16842萬元。

如果兩座氣柜運行，不采用“就峰避谷”，則噸鋼煤氣回收量135 m3，轉爐煤氣單位時間產(chǎn)量為8.1萬m3/h，按2.2 m3轉爐煤氣發(fā)1 kWh電量計算，年發(fā)電效益平均為17489萬元。

如果兩座氣柜運行，采用“就峰避谷”發(fā)電方案，年發(fā)電效益為 18520萬元。

就峰避谷效果

2013年11月采用兩座煤氣柜后，經(jīng)過一年多的“就峰避谷”調(diào)負荷運行，噸鋼煤氣回收量由130 m3增加至135 m3，多增發(fā)電效益為1678萬元。據(jù)此計算邯鋼三煉鋼2.4年就可回收一座投資4000萬元的8萬m3轉爐煤氣柜的投資成本，經(jīng)濟效益可觀。在一年多的使用時間里，裝置安全、可靠，完全達到預期設想和設計要求。