節(jié)能減排提效技術(shù)在燒結(jié)老系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

馮 剛，劉麗芳

（1.廣西柳鋼中金不銹鋼有限公司，廣西 玉林 537000；2.柳州鋼鐵股份有限公司燒結(jié)廠，廣西 柳州 545002）

燒結(jié)廠110m2燒結(jié)機(jī)于2003年11月正式投產(chǎn)，2018年9月節(jié)能減排提效改造前，主要生產(chǎn)設(shè)備均接近或超出使用年限。為了促進(jìn)鋼鐵業(yè)的有序發(fā)展，我國已對燒結(jié)機(jī)的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了重新規(guī)定，對于已投產(chǎn)了10多年的柳鋼燒結(jié)廠110m2燒結(jié)機(jī)來說，環(huán)保壓力巨大，燒結(jié)產(chǎn)能的提高有利于公司根據(jù)多變的市場環(huán)境，靈活調(diào)整高爐爐料結(jié)構(gòu)，為企業(yè)生產(chǎn)調(diào)節(jié)和降成本創(chuàng)造條件，從而對110m2燒結(jié)機(jī)進(jìn)行節(jié)能減排提效改造以提高效益、降低成本勢在必行。

1 110m2燒結(jié)機(jī)節(jié)能減排提效改造前的生產(chǎn)狀況對比分析

2018年9月110m2燒結(jié)機(jī)節(jié)能減排提效改造前，110m2燒結(jié)機(jī)2017年1月～2018年8月燒結(jié)礦產(chǎn)量平均約為5.60萬t/月，單位耗電量約為56.66度/t（不含料場系統(tǒng)），環(huán)冷機(jī)余熱發(fā)電量約為8.10度/t，配套的脫硫系統(tǒng)單位耗電量約為6.71度/t，總計63.37度 /t[1]。

2 節(jié)能減排提效技術(shù)在110m2燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)大修中的開發(fā)與應(yīng)用

2.1 對混料圓筒的改進(jìn)措施

改造前，二次混料圓筒超期服役托圈出現(xiàn)橫向裂紋，造成嚴(yán)重安全生產(chǎn)隱患，被迫拆除，在當(dāng)時全國鋼鐵形勢一片哀嚎的情況下，我廠其余幾條燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)線滿負(fù)荷生產(chǎn)基本已能滿足生產(chǎn)平衡需要，且制安一個新的混料圓筒投資較大，因此僅是將混1#皮帶直接延伸至混2#皮帶以繼續(xù)生產(chǎn)，但單圓筒生產(chǎn)時混合料的混合效果極差，燒結(jié)過程及燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量都受到嚴(yán)重影響，為確?；旌狭系闹屏ＰЧ_(dá)到燒結(jié)生產(chǎn)要求，且減少圓筒更換時間，充分利用原有的設(shè)備基礎(chǔ)，需訂購一、二混圓筒備件進(jìn)行整體更換，托圈、大齒圈與圓筒的連接由分體式頂塊漲緊聯(lián)接改為可靠的焊接一體式，并采用整體退火措施，在保證混料圓筒制造質(zhì)量的同時提高其精度、保證運行平穩(wěn)性及使用壽命[2]。

2.2 對燒結(jié)機(jī)本體的改進(jìn)措施

（1）改造前，110m2燒結(jié)系統(tǒng)漏風(fēng)非常嚴(yán)重，對燒結(jié)生產(chǎn)及燒結(jié)礦的產(chǎn)、質(zhì)量、能耗等影響很大，燒結(jié)機(jī)臺車、滑道、頭部及尾部密封板的磨損是造成110m2燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)漏風(fēng)率高的主要原因。針對以上缺陷，燒結(jié)機(jī)新?lián)Q的50臺臺車在制造中做了以下改進(jìn)：臺車上、下欄板筋板重新進(jìn)行合理分布防止開裂漏風(fēng)；下欄板固定螺孔5-26由單排改為雙排、上、下欄板之間的錯口配合改為止口配合形式，以保證下欄板的穩(wěn)固與密封。

（2）原燒結(jié)機(jī)點火器內(nèi)的耐火及保溫材料全部破除并重新砌筑，耐火及保溫材料在焊接錨固鉤后涂抹80mm厚，減少耐火及保溫材料剝落情況，同步更換了8組燒嘴。

（3）燒結(jié)機(jī)頭部4個風(fēng)箱內(nèi)部貼焊12mm的錳鋼板。大煙道及導(dǎo)氣管內(nèi)部耐火材料磨損、脫落的重新噴涂，噴涂厚度為60mm，總量約10m3，一是減少大煙道熱能浪費、降低鋼板局部熱變形，二是可以降低大煙道溫度波動。

2.3 節(jié)能減排技術(shù)在冷篩系統(tǒng)的應(yīng)用

改造前，燒結(jié)礦篩分采用的是ZKDL型直線等厚振動篩，該類型篩子篩分效率低，篩子較龐大，能耗高，再加上篩子已連續(xù)使用多年，篩框磨損及變形嚴(yán)重，故障頻繁，且篩分效率已經(jīng)明顯下降，不能滿足長期運行及滿負(fù)荷生產(chǎn)的燒結(jié)礦篩分要求。針對該實際情況，本次優(yōu)化提效改造采用了篩分效率更高且結(jié)構(gòu)更加合理的棒條篩。改造后，棒條篩運行更加穩(wěn)定可靠，篩分電耗下降70%以上，現(xiàn)場噪音也由改造前的95dB下降為約80dB，設(shè)備維護(hù)及維修更加簡單、方便。

冷篩系統(tǒng)整體更新工期約耗時20天。

冷篩系統(tǒng)改造前后工藝安裝圖如圖1所示。

圖1 冷篩系統(tǒng)改造前工藝安裝圖

2.4 節(jié)能減排技術(shù)在主抽風(fēng)機(jī)及機(jī)頭電除塵器的應(yīng)用

（1）改造前使用的主抽風(fēng)機(jī)為國產(chǎn)制造，設(shè)計工況效率83.57%，且已使用9年多，風(fēng)機(jī)葉輪及葉輪殼磨損嚴(yán)重，接近使用壽命極限。改造決定采用進(jìn)口品牌風(fēng)機(jī)，設(shè)計工況效率85.20%，地腳安裝尺寸不變，原電機(jī)利舊繼續(xù)使用。

（2）機(jī)頭電除塵器原設(shè)計外排粉塵濃度為80mg/m3，已不能滿足當(dāng)前新的環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求，已嚴(yán)重影響到110m2燒結(jié)機(jī)產(chǎn)能的發(fā)揮，需大幅控產(chǎn)生產(chǎn)，本次通過對機(jī)頭電除塵器增加預(yù)荷電裝置，采用高頻+脈沖電源代替原來的普通高壓電源。主抽風(fēng)機(jī)更新工期約耗時約25天，機(jī)頭電除塵器改造工期約耗時20天。

2.5 節(jié)能減排技術(shù)在脫硫系統(tǒng)的應(yīng)用

因脫硫原設(shè)計能力不足，改造前僅能處理70%左右的煙氣量，因此燒結(jié)礦產(chǎn)能受到嚴(yán)重限制，同時因SO2與NH3反應(yīng)時間短、混合不充分等造成脫硫效果差，外排煙氣有嚴(yán)重的“拖尾”現(xiàn)象。本次優(yōu)化提效改造，采用了華南理工大學(xué)煙氣超低排放專利技術(shù)，采用旋流水洗+三層噴霧方案，對除塵器進(jìn)行更換，利用高效凝并負(fù)荷冷凝器，加高了副塔，并把主塔加氨改為副塔加氨，使SO2與NH3混合更充分、反應(yīng)時間更長，以有效提高了脫硫效率，大幅減少了外排煙氣的“拖尾”現(xiàn)象，脫硫系統(tǒng)更新改造工期約耗時約30天。

3 節(jié)能減排提效技術(shù)在110m2燒結(jié)機(jī)改造后的應(yīng)用效果

（1）實施節(jié)能減排提效改造后，110m2燒結(jié)機(jī)各種能耗降低明顯，漏風(fēng)情況大大減少，生產(chǎn)運行平穩(wěn)。

（2）110m2燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器原設(shè)計顆粒物排放指標(biāo)≤80㎎/Nm3，據(jù)國家排放標(biāo)準(zhǔn)《鋼鐵燒結(jié)、球團(tuán)工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28662-2012）中的要求，自2015年1月1日起，現(xiàn)行鋼鐵企業(yè)燒結(jié)、球團(tuán)機(jī)頭廢氣污染物排放要求顆粒物濃度＜50mg/Nm3。改造后，在生產(chǎn)峰值情況下，110m2燒結(jié)機(jī)機(jī)頭電除塵器顆粒物排放濃度由改造前的70mg/Nm3下降到了37mg/Nm3。

（3）改造前2017年1月～2018年8月燒結(jié)礦產(chǎn)量平均約為5.60萬t/月，單位耗電量約為63.37度/t（不含料場系統(tǒng)），根據(jù)2019年1月～2019年9月份數(shù)據(jù)，節(jié)能減排提效改造后燒結(jié)礦產(chǎn)量約為10.90萬t/月，單位耗電量約為46.58度/t（不含料場系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)），配套的脫硫系統(tǒng)單位耗電量約為4.69度/t，總計51.27度/t，單位耗電量較大修前降低12.1度/t，降幅達(dá)19.09%。

（4）經(jīng)濟(jì)效益分析。該項目正常生產(chǎn)后，按燒結(jié)礦加工費100元/t，年作業(yè)率95%（現(xiàn)燒結(jié)廠平均水平），2019年平均電耗為51.27kwh/t，電價0.55元/kwh計算，其每年經(jīng)濟(jì)效益如下：①110m2燒結(jié)機(jī)每年增產(chǎn)效益：（10.90-5.60）萬t/月×12月×100元/t=6360.00萬元/年。②110m2燒結(jié)機(jī)每年節(jié)電效益：10.90萬t/月×12月×12.1度/t×0.55元/度=870.47萬元/年。合計每年經(jīng)濟(jì)效益為：6360.00+870.47=7230.47萬元/年。該項目總投資約6000萬元，而每年經(jīng)濟(jì)效益約7230.47萬元，因此不到一年即可收回全部投資。

4 結(jié)語

實踐證明，燒結(jié)機(jī)節(jié)能減排提效技術(shù)在柳鋼燒結(jié)廠110m2燒結(jié)機(jī)的應(yīng)用是成功的，它使柳鋼燒結(jié)廠110m2燒結(jié)機(jī)完全達(dá)到國家了最新排放標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)和社會效益，同時也為后續(xù)幾條燒結(jié)生產(chǎn)線氨法脫硫的外排煙氣減少夾帶及消白方案提供了寶貴的借鑒經(jīng)驗，效果非常理想。