上游數(shù)據(jù)

首鋼“燒結(jié)環(huán)冷零排放技術(shù)”破繭成蝶

2025年03月25日09:03   來源:首鋼新聞中心
摘要:該項目歷時8年基礎(chǔ)研究、1年工程攻堅取得的突破性創(chuàng)新成果,在首鋼股份360m²燒結(jié)機上實現(xiàn)了環(huán)冷廢氣“零排放”與能源利用率大幅提升,為鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展樹立了新標桿

攻關(guān)故事

近日,由首鋼技術(shù)研究院、首鋼股份及首礦建公司聯(lián)合攻關(guān)、研發(fā)的“燒結(jié)環(huán)冷余熱高效利用及廢氣零排放技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用”項目榮獲首鋼科學(xué)技術(shù)獎一等獎。該項目歷時8年基礎(chǔ)研究、1年工程攻堅取得的突破性創(chuàng)新成果,在首鋼股份360m2燒結(jié)機上實現(xiàn)了環(huán)冷廢氣“零排放”與能源利用率大幅提升,為鋼鐵行業(yè)綠色低碳發(fā)展樹立了新標桿。

1、破解行業(yè)痛點 從能耗大戶到節(jié)能先鋒

鋼鐵行業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱,但燒結(jié)工序作為其核心環(huán)節(jié)之一,能耗占比高達15%-20%,且污染物排放問題突出。“每生產(chǎn)1噸燒結(jié)礦,就有10公斤標煤的熱量消散在空氣中,尤其是環(huán)冷機中后段廢氣量大、攜帶顯熱多,這樣白白排放掉,著實可惜?!笔卒摷夹g(shù)研究院首席技術(shù)專家潘文指著環(huán)冷機上的排氣口,眉頭緊鎖。更棘手的是,國內(nèi)外尚無燒結(jié)機在30%高比例煙氣循環(huán)條件下實現(xiàn)環(huán)冷機廢氣零排放的先例。如何同時實現(xiàn)燒結(jié)環(huán)冷機能源利用效率提升和清潔生產(chǎn),成為行業(yè)亟待解決的難題。

將環(huán)冷機廢氣返回到燒結(jié)機料面是最經(jīng)濟、最高效、最環(huán)保的回收利用方式。但是,環(huán)冷機中后段廢氣溫度低、體量巨大,燒結(jié)機實施煙氣循環(huán)后料面難以消納如此巨量的煙氣,同時環(huán)冷機冷卻制度改變后燒結(jié)礦冷卻效果難以得到保證……每一項都是橫亙在團隊面前的“技術(shù)冰山”。潘文表示:“我們不僅要解決余熱利用的技術(shù)瓶頸,還要確保廢氣零排放后燒結(jié)礦質(zhì)量穩(wěn)定,這對系統(tǒng)協(xié)同性和工藝精準性提出了極高要求?!?/p>

由技術(shù)研究院、首鋼股份及首礦建公司聯(lián)合組成的技術(shù)團隊直面挑戰(zhàn),以極致效率、極致能效、極低成本、極優(yōu)配置——“四個極致”為目標,圍繞環(huán)冷機余熱回收、廢氣零排放、冷卻制度優(yōu)化等核心問題踏上了一段持續(xù)數(shù)年的技術(shù)長征之路。

2、三大創(chuàng)新突破 技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)變革

環(huán)冷-燒結(jié)風(fēng)量協(xié)同匹配,實現(xiàn)廢氣全量回收。針對環(huán)冷機中后段廢氣溫度低、利用難度大的問題,團隊創(chuàng)新提出“環(huán)冷機與燒結(jié)機風(fēng)量協(xié)同利用”技術(shù)路徑。通過優(yōu)化風(fēng)量匹配模型,將環(huán)冷機外排廢氣全量輸送至燒結(jié)機料面,作為助燃空氣循環(huán)利用,首次在燒結(jié)機煙氣循環(huán)比例高達30%的條件下實現(xiàn)廢氣零排放。該技術(shù)突破傳統(tǒng)余熱回收的局限,使廢氣利用率提升至100%。

梯級循環(huán)技術(shù),低品質(zhì)余熱“變廢為寶”。項目首創(chuàng)“廢氣梯級循環(huán)利用”技術(shù),通過將低溫廢氣與高溫?zé)Y(jié)礦進行高效的熱交換,將低溫廢氣轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)熱能。技術(shù)實施后,首鋼股份余熱鍋爐入口溫度提高40℃-60℃,燒結(jié)工序蒸汽回收量提升近40%,年增加發(fā)電量超1600萬千瓦時,相當于減排二氧化碳1.2萬噸。

智能監(jiān)測系統(tǒng),保障生產(chǎn)穩(wěn)定高效。為確保廢氣零排放后燒結(jié)礦冷卻效果,團隊開發(fā)了國內(nèi)首套“燒結(jié)礦冷卻狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)”,實時監(jiān)控出礦溫度、粒度等關(guān)鍵參數(shù),實現(xiàn)了冷卻制度的動態(tài)調(diào)整。系統(tǒng)應(yīng)用后,燒結(jié)礦返礦率降低0.3個百分點,固體燃耗降低0.6kg/t,在節(jié)能降耗的同時,產(chǎn)品質(zhì)量保持行業(yè)領(lǐng)先水平。

3、成效亮眼 經(jīng)濟效益社會效益雙豐收

基于現(xiàn)場的創(chuàng)新,有傳承、有延伸、有顛覆。憑借這項創(chuàng)新技術(shù)的加持,自2024年4月這項技術(shù)投用以來,首鋼股份360m2燒結(jié)機累計節(jié)約標準煤超3.2萬噸,年經(jīng)濟效益達1058萬元。

“現(xiàn)在,燒結(jié)環(huán)冷機上再也沒有外排口了,徹底實現(xiàn)了零排放!另外,每年通過環(huán)冷機余熱發(fā)電系統(tǒng)增產(chǎn)的蒸汽獲得的額外發(fā)電量,就能供一個3萬戶規(guī)模的城鎮(zhèn)用上1個月,要是用來給新能源汽車充電,可以繞著地球赤道跑1500圈!”潘文自豪地說。

首鋼股份煉鐵作業(yè)部燒結(jié)首席作業(yè)長王春來也激動地說:“我們是發(fā)起者,更是第一受益者。這個項目在燒結(jié)工序節(jié)能和環(huán)保等方面起到了示范引領(lǐng)作用,也必將促進燒結(jié)綠色、低碳技術(shù)的發(fā)展?!?/p>

首鋼的實踐印證了一個真理:在“雙碳”進程中,沒有天生的領(lǐng)跑者,只有永不言棄的破局者。這項來之不易的技術(shù)創(chuàng)新也獲得了鋼鐵同行們的高度評價。2024年,首鋼股份8號360m2燒結(jié)機在全國重點大型耗能鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備節(jié)能降耗對標競賽中獲得了“冠軍爐”稱號。中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會專家評價道:“這項技術(shù)為行業(yè)提供了可復(fù)制的低碳解決方案,對實現(xiàn)‘雙碳’目標具有重要示范意義;同時,也重塑了人們對傳統(tǒng)工業(yè)的認知——高耗能與高效率、重污染與零排放之間,只隔著一道創(chuàng)新的橋梁。”目前,該技術(shù)已申請專利7項,相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新成果被納入《鋼鐵行業(yè)超低排放改造技術(shù)指南》。

在“雙碳”目標引領(lǐng)下,科技創(chuàng)新正成為鋼鐵行業(yè)綠色崛起的核心引擎,“燒結(jié)環(huán)冷余熱高效利用及廢氣零排放技術(shù)”的成功開發(fā),是首鋼推動技術(shù)創(chuàng)新成為第一競爭力的生動實踐,彰顯了首鋼在原始創(chuàng)新方面的強大實力,也標志著我國鋼鐵工業(yè)在節(jié)能降耗與環(huán)境保護領(lǐng)域邁出了重要一步,為全球鋼鐵行業(yè)探索經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的協(xié)同發(fā)展提供了新路徑。

項目名片

燒結(jié)環(huán)冷余熱高效利用及廢氣零排放技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用,是首鋼集團有限公司技術(shù)研究院、北京首鋼股份有限公司、北京首鋼礦山建設(shè)工程有限責(zé)任公司合作完成的創(chuàng)新項目。該項目首次實現(xiàn)了燒結(jié)機煙氣循環(huán)比例高達30%條件下的環(huán)冷機廢氣零排放,開發(fā)了環(huán)冷機廢氣梯級循環(huán)利用技術(shù),實現(xiàn)了低品質(zhì)余熱向高品質(zhì)余熱的高效轉(zhuǎn)換,開發(fā)了燒結(jié)礦冷卻狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng),制定了環(huán)冷機零排放條件下的合理冷卻制度,實現(xiàn)了燒結(jié)礦高效冷卻,取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

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