周開(kāi)敏,蔡掛才,王軍會(huì)
(云南馳宏鋅鍺股份有限公司,云南曲靖 655000)
109m2沸騰焙燒系統(tǒng)綠色戰(zhàn)略規(guī)劃與實(shí)踐
周開(kāi)敏,蔡掛才,王軍會(huì)
(云南馳宏鋅鍺股份有限公司,云南曲靖 655000)
介紹以綠色理念對(duì)109 m2沸騰焙燒系統(tǒng)流程設(shè)備、設(shè)施進(jìn)行節(jié)能減排,其中包括優(yōu)化原料制備過(guò)程、優(yōu)化余熱回收和供風(fēng)及煙氣收塵以及全面實(shí)施班組精細(xì)化管理,強(qiáng)化節(jié)能減排管理。探索了109 m2沸騰焙燒系統(tǒng)綠色戰(zhàn)略規(guī)劃方案實(shí)施措施和方法,構(gòu)建低碳經(jīng)濟(jì)模式,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。
沸騰焙燒 綠色要素 節(jié)能減排 精細(xì)化管理
低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低排放、低污染為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)模式,是人類(lèi)社會(huì)繼原始文明、農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的又一大進(jìn)步。低碳經(jīng)濟(jì)實(shí)質(zhì)是能源高效利用、清潔能源開(kāi)發(fā)、追求綠色GDP的問(wèn)題,核心是能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新以及人類(lèi)生存發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。從我國(guó)能源結(jié)構(gòu)看,低碳意味節(jié)能,低碳經(jīng)濟(jì)就是以低能耗低污染為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)。而能源與經(jīng)濟(jì)以至價(jià)值觀是實(shí)行大變革的結(jié)果,可能將為逐步邁向生態(tài)文明走出一條新路,即摒棄20世紀(jì)的傳統(tǒng)增長(zhǎng)模式,直接應(yīng)用新世紀(jì)的創(chuàng)新技術(shù)與創(chuàng)新機(jī)制,通過(guò)低碳經(jīng)濟(jì)模式,實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
鋅精礦沸騰焙燒系統(tǒng)要完成對(duì)鋅精礦脫硫滿(mǎn)足濕法煉鋅對(duì)物料的要求,同時(shí)對(duì)產(chǎn)生的余熱有效回收,以及確保煙氣在收塵系統(tǒng)中不外溢,通暢輸送至制酸系統(tǒng)。因此,鋅精礦沸騰焙燒系統(tǒng)是常規(guī)濕法煉鋅過(guò)程中的重要環(huán)節(jié),同時(shí)也是環(huán)保、節(jié)能、清潔生產(chǎn)要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2005年8月云南馳宏鋅鍺股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)馳宏鋅鍺)曲靖分公司鋅廠引進(jìn)109 m2沸騰焙燒系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行[1]。在成功引進(jìn)和消化吸收的基礎(chǔ)上,按建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)和節(jié)能減排要求,以建設(shè)具有“設(shè)備大型化、生產(chǎn)連續(xù)化、控制自動(dòng)化和作業(yè)機(jī)械化”的“四化”特色,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程連續(xù)化作業(yè)、DCS系統(tǒng)操作及控制,使整個(gè)裝備、技術(shù)水平處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位、管理先進(jìn)的109 m2沸騰焙燒系統(tǒng)為目標(biāo)。明確109 m2沸騰焙燒系統(tǒng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展思路,發(fā)揮“園林單位”建設(shè)的主力軍作用。在整個(gè)工藝生產(chǎn)中,通過(guò)流程設(shè)備設(shè)施的節(jié)能減排技術(shù)集成創(chuàng)新,增加系統(tǒng)性的綠色要素[2],同時(shí)把它作為約束鋅焙砂生產(chǎn)過(guò)程的綠色原則。形成和確立可持續(xù)發(fā)展觀,維持一個(gè)非減的包括資源環(huán)境自然資本在內(nèi)的社會(huì)總資本存量,營(yíng)造公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)與自然“和諧共處”的關(guān)系。
在對(duì)系統(tǒng)能耗分布和污染隱患防治縝密計(jì)算和認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上,提出以維護(hù)環(huán)境利益和節(jié)能減排為首要前提和原則,以規(guī)范和消除那些非綠色的干擾因素。針對(duì)焙燒生產(chǎn)過(guò)程中,可能溢出痕量二氧化硫氣體和原料輸送過(guò)程中的揚(yáng)塵,以規(guī)劃維護(hù)區(qū)域的功能植物群落為綠化管理的重點(diǎn);針對(duì)節(jié)能減排工作,以?xún)?yōu)化工藝技術(shù)裝備提升產(chǎn)能,降低能耗,加強(qiáng)污染隱患治理,提高余熱利用為技術(shù)路線,按班組精細(xì)化管理要求制定具體實(shí)施方案,并進(jìn)行了全面系統(tǒng)的實(shí)施。
2.1 功能型植物群落的培植與管理
針對(duì)焙燒爐可能除因冶煉釋放出的過(guò)量二氧化碳外,主要污染物是二氧化硫。選用抗逆性植物時(shí),考慮吸收二氧化硫、抗硫酸類(lèi)污染植物。采用魯克斯楊樹(shù)-女貞-夾竹桃-海桐-麥冬-天鵝絨草植物群落。針對(duì)從原料-焙燒-收塵,主要污染物是鋅精礦在備料或傳送過(guò)程中形成的粉塵、飄塵與煙塵。這個(gè)地區(qū)的綠化,形成一個(gè)具有多層阻滯、多層吸附等功能的綠化空間。采用女貞-珊瑚-夾竹桃-小葉女貞-棕櫚-草地早熟禾植物群落。在曲靖分公司規(guī)劃建設(shè)的功能型園林綠地系統(tǒng)整體格局中,焙燒系統(tǒng)遵循生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律,加強(qiáng)對(duì)功能型人工植物群落區(qū)域的維護(hù)管理,劃片到班,責(zé)任到人。保證生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境質(zhì)量,樹(shù)立焙燒系統(tǒng)與功能性植物群落協(xié)調(diào)共生的新樣板。經(jīng)過(guò)多年對(duì)焙燒系統(tǒng)區(qū)域功能型人工植物群落的培植和維護(hù)管理,綠地功能正得到初步發(fā)揮。
2.2 優(yōu)化控制,實(shí)現(xiàn)管控一體化
提升系統(tǒng)自動(dòng)化裝備水平,結(jié)合公司MES系統(tǒng)工程,解決不同DCS、PLC系統(tǒng)之間的信息共享問(wèn)題,利用OPC(OLE for Process Control)技術(shù),實(shí)現(xiàn)不同DCS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享,克服了DCS、PLC不能進(jìn)行通信的“信息化孤島”問(wèn)題。利用OPC可讀寫(xiě)功能,首先將各DCS、PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過(guò)OPC服務(wù)器采集到MES系統(tǒng)的中央實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)管理、控制所需共享信息在MES系統(tǒng)中進(jìn)行編程,將指定信息寫(xiě)入DCS工程師站OPC Server,經(jīng)DCS系統(tǒng)組態(tài)后讀取,消除“信息化孤島”,實(shí)現(xiàn)信息共享。利用OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)各DCS、PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享后,各DCS站的數(shù)據(jù)能夠相互傳遞指導(dǎo)生產(chǎn)。上道工序或下道工序?qū)Ρ竟ば蛏a(chǎn)有重大關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)設(shè)備信息被引入本工序DCS系統(tǒng),以便指導(dǎo)本工序生產(chǎn),及時(shí)處理上、下道工序生產(chǎn)異常時(shí)可能對(duì)本工序帶來(lái)的各種不利影響。增強(qiáng)了其管控一體化實(shí)力,通過(guò)將MES系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了管理和生產(chǎn)過(guò)程控制的統(tǒng)一,使其生產(chǎn)過(guò)程控制及管理達(dá)到了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,構(gòu)建了高效的節(jié)能減排響應(yīng)機(jī)制。
2.3 優(yōu)化原料制備過(guò)程
2.3.1 鋅精礦新干燥技術(shù)的研究及應(yīng)用
結(jié)合曲靖鋅廠鋅精礦倉(cāng)場(chǎng)地和實(shí)際生產(chǎn)的實(shí)際情況,充分考慮環(huán)保、節(jié)能等因素,既起到對(duì)鋅精礦進(jìn)行干燥,又可對(duì)原料進(jìn)行儲(chǔ)備。按入爐鋅精礦含水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在6%~8%要求,通過(guò)擴(kuò)建料倉(cāng)和合理布局料倉(cāng)及構(gòu)件,對(duì)太陽(yáng)能對(duì)鋅精礦干燥技術(shù)的研究,采用太陽(yáng)能干燥方式和自然風(fēng)干干燥方式相結(jié)合,從原鋅精礦倉(cāng)向北面延伸了54 m,新增4個(gè)礦倉(cāng),共11個(gè)料倉(cāng)形成雨篷自然風(fēng)干干燥的料倉(cāng)。從原鋅精礦倉(cāng)向東面延伸25 m修建了與新舊料倉(cāng)等寬的溫室型太陽(yáng)能干燥系統(tǒng),同時(shí)作為原料待驗(yàn)區(qū)。改善料倉(cāng)的通風(fēng)條件和充分利用太陽(yáng)光熱,新增的溫室型太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)原料待驗(yàn)區(qū)應(yīng)急物料儲(chǔ)備可達(dá)15 kt,充分利用當(dāng)?shù)靥?yáng)光熱,既起到對(duì)鋅精礦的儲(chǔ)備和干燥,又方便了配料。
2.3.2 返料系統(tǒng)改造,節(jié)能減排不留死角
經(jīng)多次試驗(yàn)和對(duì)返料系統(tǒng)的節(jié)能改造,把每天24 h不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)的返料系統(tǒng)改為每間隔2 h運(yùn)行1次,并將漏料返至爐前倉(cāng)。縮短了返料系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間,減少了返料對(duì)穩(wěn)定煙氣二氧化硫濃度的沖擊,減少了不間斷開(kāi)機(jī)的揚(yáng)塵和設(shè)備空轉(zhuǎn)能耗。
2.4 優(yōu)化余熱回收和供風(fēng)及煙氣收塵
2.4.1 對(duì)余熱鍋爐實(shí)施爆破清灰和節(jié)能減排技術(shù)改造
對(duì)余熱鍋爐實(shí)施爆破清灰和節(jié)能減排改造優(yōu)化,將不能及時(shí)調(diào)節(jié)、可能造成鍋爐超壓事故隱患的傳統(tǒng)的電動(dòng)放空閥改為氣動(dòng)放空閥,并引入遠(yuǎn)程適時(shí)DCS界面監(jiān)控。對(duì)109 m2沸騰焙燒系統(tǒng)余熱鍋爐本體和主蒸汽管網(wǎng)結(jié)構(gòu)和自動(dòng)化控制優(yōu)化,余熱回收管束安裝爆破清灰裝置,防止管束積塵,保證余熱回收介質(zhì)與高溫?zé)煔獾牧己脽峤粨Q條件,確保鍋爐運(yùn)行壓力穩(wěn)定。對(duì)鍋爐爐端采用敷管爐墻結(jié)構(gòu),保溫層用CAS膏體黏結(jié),外涂CAS防水層,確保消除生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的熱污染。
2.4.2 煙氣收塵部分增加環(huán)保開(kāi)爐裝置
對(duì)煙氣系統(tǒng)的工藝流程,設(shè)置環(huán)保開(kāi)爐裝置,即在旋風(fēng)收塵器出口及高溫風(fēng)機(jī)的進(jìn)口,增加一條管道即環(huán)保開(kāi)爐裝置,在旋風(fēng)收塵器出口、高溫風(fēng)機(jī)的旁通煙道上各安裝一個(gè)閥門(mén),同時(shí)在電收塵器的進(jìn)出口也各安裝一個(gè)閥門(mén),控制煙氣走向。焙燒爐烘爐、開(kāi)爐及油槍保溫等產(chǎn)生油煙的過(guò)程中,關(guān)閉電收塵器的進(jìn)出口閥門(mén),打開(kāi)旁通煙道上的閥門(mén),使油煙經(jīng)過(guò)余熱鍋爐、旋風(fēng)收塵器、環(huán)保開(kāi)爐裝置,最后通過(guò)高溫風(fēng)機(jī)進(jìn)行排空。進(jìn)行投料生產(chǎn)時(shí)打開(kāi)電收塵器的進(jìn)出口閥門(mén),關(guān)閉環(huán)保開(kāi)爐裝置上的閥門(mén),使煙氣經(jīng)過(guò)余熱鍋爐、旋風(fēng)收塵器、電收塵器,最后從高溫風(fēng)機(jī)送至制酸工序進(jìn)行制酸,杜絕油煙對(duì)電收塵器造成影響。旁通煙道一端選在旋風(fēng)收塵器(煙氣走向)出口,使煙氣是經(jīng)過(guò)余熱鍋爐本體沉降室捕集50~150 μm以上的粗粒粉塵,收塵效率30%。旋風(fēng)收塵器2級(jí)收塵除塵效率50%~90%,放空柴油燃燒產(chǎn)物中塵質(zhì)量濃度小于100 mg/m3。
2.4.3 “一拖二”高壓變頻在109 m2沸騰爐鼓風(fēng)機(jī)、排煙機(jī)中的節(jié)能應(yīng)用
根據(jù)沸騰爐生產(chǎn)過(guò)程中,風(fēng)料比參數(shù)控制對(duì)風(fēng)量動(dòng)態(tài)變量控制及焙燒系統(tǒng)負(fù)壓控制要求,將HARSVERT-A10/045型變頻器應(yīng)用于鋅焙燒系統(tǒng)供風(fēng)和排煙系統(tǒng)中[3],采用先進(jìn)的功率單元串聯(lián)疊波技術(shù)、空間矢量控制的正弦波PWM調(diào)制方法、內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器,實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)啟動(dòng)、閉環(huán)運(yùn)行,達(dá)到將沸騰爐鼓風(fēng)量設(shè)定和出口負(fù)壓信號(hào)引入變頻控制系統(tǒng),變頻器頻率隨風(fēng)量和負(fù)壓變化對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)滿(mǎn)足鼓風(fēng)量和沸騰爐出口負(fù)壓要求。
2.4.4 對(duì)焙燒礦輸送路線進(jìn)行改造
對(duì)焙砂輸送系統(tǒng)進(jìn)行改道,減少7個(gè)直角彎頭及縮短40 m輸送距離,減小輸送過(guò)程中焙砂對(duì)管道的磨損,消除焙砂輸送管道由于其路線長(zhǎng)、直角彎道多,造成焙砂輸送過(guò)程中需要的風(fēng)壓高,輸送管道易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。
2.5 全面實(shí)施班組精細(xì)化管理,強(qiáng)化節(jié)能減排管理
2008—2009年,在沸騰爐焙燒系統(tǒng)所有班組有計(jì)劃的組織實(shí)施精細(xì)化管理。在公司精細(xì)化管理的格局中,立足冶煉企業(yè)班組特點(diǎn),以系統(tǒng)科學(xué)的管理理論為指導(dǎo),突出企業(yè)的文化特色,依托建成的管控一體化系統(tǒng)和MES系統(tǒng),創(chuàng)造性建立了冶煉企業(yè)特色的著眼班組建設(shè),面向全面崗位的精細(xì)化管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)體現(xiàn)精細(xì)化管理在節(jié)能減排工作中的作用,以實(shí)現(xiàn)人本管理為中心,最大限度調(diào)動(dòng)員工的主動(dòng)性和潛能挖掘,以實(shí)施班組管理為動(dòng)力,構(gòu)建班組管理PDCA循環(huán)改善機(jī)制,創(chuàng)建學(xué)習(xí)型班組,加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程控制,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排對(duì)標(biāo)管理為目標(biāo),合理全面整合人財(cái)物的優(yōu)化配置。按“流程標(biāo)準(zhǔn)化,職責(zé)具體化,管理精細(xì)化,考核實(shí)效化”的要求,對(duì)系統(tǒng)中的班組和崗位的職能、職責(zé)進(jìn)行界定和流程梳理,明確流程目標(biāo),配套管理制度、規(guī)定、辦法;對(duì)車(chē)間—工序—班組—崗位主要節(jié)能減排職責(zé)進(jìn)行分解,并對(duì)車(chē)間、崗位定位,通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)接口關(guān)系、日常工作聯(lián)系進(jìn)行梳理,明確車(chē)間、崗位節(jié)能減排職責(zé)和權(quán)限;對(duì)影響班組節(jié)能減排指標(biāo)達(dá)成和組織目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程的因素,利用PDCA循環(huán),遵循二八原則,持續(xù)改進(jìn),消除制約班組指標(biāo)達(dá)成和組織目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的短板;把指標(biāo)層層分解,落實(shí)到崗位,并進(jìn)行量化,考核及時(shí),定量準(zhǔn)確,完成有標(biāo)準(zhǔn),獎(jiǎng)懲兌現(xiàn),并實(shí)行績(jī)效輔導(dǎo)改進(jìn)。
馳宏鋅鍺109 m2沸騰焙燒系統(tǒng)自投產(chǎn)以來(lái),通過(guò)綠色戰(zhàn)略規(guī)劃的實(shí)施,園林單位建設(shè)焙燒系統(tǒng)植物群落長(zhǎng)勢(shì)良好,綠地保持率100%,減少區(qū)域非生物因子暴露。節(jié)約了大量的人力資源,勞動(dòng)生產(chǎn)人數(shù)僅為全國(guó)平均水平的一半左右,提高了企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率;使公司成為全國(guó)第一家成功應(yīng)用MES系統(tǒng)的鋅冶煉企業(yè),使公司在環(huán)境保護(hù)方面有了強(qiáng)有力的控制裝備和設(shè)施;采用太陽(yáng)能干燥方式和自然風(fēng)干干燥方式相結(jié)合方式對(duì)入爐鋅精礦進(jìn)行干燥,與以干燥窯為主設(shè)備配置的鋅精礦干燥工藝干燥鋅精礦的方式相比,100 kt/a電鋅,減少612.8 kt/aCO2外排量;對(duì)高能耗鼓風(fēng)機(jī)、排煙機(jī)采用“一拖二”高壓變頻,與傳統(tǒng)的導(dǎo)向葉片風(fēng)量調(diào)節(jié)相比,節(jié)能40%;對(duì)余熱鍋爐實(shí)施爆破清灰和節(jié)能減排技術(shù)改造,放空控制鍋爐運(yùn)行壓力的頻次降低為零,減少放空外排高壓蒸汽7.92 kt/a,消除了放空高壓蒸汽產(chǎn)生的熱污染和噪聲污染,同時(shí)提高余熱利用效能。
通過(guò)流程設(shè)備設(shè)施的節(jié)能減排技術(shù)集成創(chuàng)新,增加系統(tǒng)性的綠色要素,并按班組精細(xì)化管理要求對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制,使公司的環(huán)保指標(biāo)達(dá)到了國(guó)內(nèi)同行業(yè)的先進(jìn)水平。焙燒煙氣制酸尾氣ρ(SO2)穩(wěn)定控制在400 mg/m3以下,沸騰爐爐床能力由5.8 t/(m2·d-1)提高到6.4 t/(m2·d-1),與設(shè)計(jì)能力相比,每年可減少21.582 kt外購(gòu)焙砂,消除滿(mǎn)足產(chǎn)能要求所需外購(gòu)焙砂造成的地區(qū)之間的環(huán)境消費(fèi)而造成的代加工地區(qū)的環(huán)境損害。109 m2沸騰焙燒爐系統(tǒng)創(chuàng)下了主體流程設(shè)備無(wú)故障安全、高效連續(xù)運(yùn)行了645 d的記錄。2009年,馳宏鋅鍺曲靖分公司被國(guó)家環(huán)??偩执_定為國(guó)家環(huán)保標(biāo)桿企業(yè)。
109 m2沸騰焙燒系統(tǒng)的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展思路,以規(guī)劃生態(tài)園林建設(shè)為手段,以技術(shù)創(chuàng)新為依托,全面實(shí)施精細(xì)化管理,增加系統(tǒng)性的綠色要素,同時(shí)把它作為對(duì)鋅焙砂生產(chǎn)全過(guò)程進(jìn)行約束的綠色原則,有效實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排目標(biāo),是企業(yè)邁向生態(tài)文明走出一條新路,也是發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的必有之路。
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Strategicenvironmentalprotectionplanningandpracticeof109m2fluidized-bedroastersystem
ZHOUKaimin,CAIGuacai,WANGJunhui
(Yunnan Chihong Zinc & Germanium Co., Ltd., Qujing, Yunnan, 655000, China)
Energy-saving and emission reduction measures are carried out to 109 m2fluidized-bed roaster system with environmental protection idea, with respects to optimizing material preparation process, optimizing waste heat recovery, air supply, dust collection of flue gas and full implementation of work team delicacy management, strengthening energy-saving and emission reduction management. Strategic environmental protection planning measures of 109 m2fluidized-bed roaster system are discussed to construct low-carbon economy, and to achieve sustainable development.
fluidized-bed roasting; environmental protection factor; energy-saving and emission reduction; delicacy management
2017-08-10。
周開(kāi)敏,男,云南馳宏鋅鍺股份有限公司正高級(jí)工程師,主要從事化工環(huán)保技術(shù)工作。電話:13308745068;E-mail:1683976251@qq.com。
TQ111.16;X70
B
1002-1507(2017)10-0011-04