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缓解“燃煤之急”宝钢实现焦炉煤气零排放 |
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| http://cn.newmaker.com
3/20/2009 10:16:00 AM
严伟明 冯茂芬
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在近日召开的国家科学技术奖励大会上，宝钢分公司的“钢铁企业副产煤气利用与减排综合技术”荣获2008年度国家科技进步奖二等奖。这是2008年度宝钢惟一的获奖项目，也是国内冶金行业首个获此殊荣的节能减排项目。这项创新技术不仅解决了宝钢分公司高炉煤气富余的难题，缓解了“十一五”规划项目的“燃煤之急”，还因节约使用煤气实现效益5.67亿元。
建成世界首台燃气轮机发电机组
副产煤气是我国钢铁工业以煤为主的多元化能源结构中的绿色因子，是宝贵的二次能源，其充分利用是推进企业节能减排的首选。宝钢分公司自投产以来，坚持走可持续发展道路，不断向极限挑战，其中尤以建成世界首台燃气轮机发电机组，充分利用富余高炉煤气最为典型。
上世纪90年代中期，高炉煤气因热值低很难利用，大部分只能作为废气燃烧后放散，是世界所有钢铁企业面临的难题。1996年，宝钢三高炉投产后，高炉煤气每年的放散量高达20亿立方米，相当于每年将近23万吨标准煤白白浪费，同时还造成环境污染。
围绕减少高炉煤气放散和充分利用，“建设一条专烧高炉煤气的发电机组”就显得尤为迫切了。但当时世界上还没有建设有关发电机组的先例，国外技术尚处在实验阶段，技术引进风险极大，在困难面前，宝钢毅然决定上一台燃气轮机组，为节约能源，清洁生产开辟新路。
经过两年的努力，1997年7月30日，装机容量为15万千瓦时的宝钢电厂0号机组———燃气轮机并网发电成功，燃烧了13年之久的“天灯”（高炉煤气放散塔）终于熄灭了。
0号机组全部燃烧高炉煤气，其热电转换效率比一流的火力发电装置高出7个百分点，原先放散的20亿立方米高炉煤气被转换成70万吨蒸汽和10亿千瓦时电量，创造了巨大的经济效益，实现了低品质能源向高品质能源的转换。
0号机组投产后，宝钢工程技术人员又通过持续不断的攻关和创新，解决了影响机组发挥最大效能的若干问题，进一步提高了高炉煤气的利用效率。去年，宝钢分公司又自主集成世界首台大容量、全燃低热值煤气塔式微正压直流锅炉汽轮发电机组，装机容量35万千瓦，在无高热值燃料辅助的条件下可全烧低热值高炉煤气，其燃用高炉煤气最大能力可达每小时100万立方米。该机组的建成，有效缓解了宝钢“十一五”规划项目投产后的电力缺口，同时对进一步提高工业煤气综合利用率、促进节能减排具有重要意义。
巧解“无米之炊”窘境
低热值煤气有富余，高热值煤气却不够用，是宝钢分公司煤气利用过程中长期碰到的难题。特别是近年来，随着宝钢“十五”规划项目投产、“十一五”规划项目建设和陆续投产，这一问题尤为突出。2005年，在外来气源无法保证及时供应的情况下，“十一五”规划项目面临严重缺口，几乎出现了“无米之炊”的窘境。为解“燃煤之急”，宝钢分公司展开了“眼睛向内深挖潜力，人人参与开源节流”的全员行动。
煤气有缺口，就要根据生产需要制定优先供应原则，煤气平衡计划必不可少。在广泛调研和深入交流的基础上，宝钢分公司能源环保部预测，“十一五”规划项目投产使焦炉煤气的缺口将达到每小时6万立方米。当时，宝钢分公司三座焦炉的开工率已逼近130%的极限，多生产焦炉煤气的可能性不大，而开源节流是惟一出路。于是，以开展煤气梯级利用为原则，围绕优化、替代、增产、节约使用焦炉煤气而展开的39个节气项目被确定，确保了“十一五”规划项目调试、生产用气。
要填补煤气缺口，仅节约煤气使用还不够，还需要精确的煤气平衡预测。每月底，能环部都要根据下月生产计划，精确计算每个单元每天的煤气用量，以便做好平衡。从2005年5月至2007年年底，宝钢分公司煤气日平衡计划做了两年半，直到中厚板分公司COREX（熔融还原法）炉投产后，COREX煤气引入，燃气结构发生变化，煤气日平衡计划才告一段落。
通过精心策划，宝钢分公司打通了开源节流的煤气平衡渠道，为确保“十一五”规划项目按计划投产创造了先决条件。
开辟综合利用创新路径
宝钢分公司副产煤气的综合利用水平获得专家认可，最终走上国家科技奖励大会的领奖台并非一蹴而就，相关的技术储备贯穿了宝钢投产30年来的岁月。30年来，宝钢分公司积极探索煤气经济运行方式，分别从煤气回收、调配与使用等环节进行技术开发与集成，走出了一条具有宝钢特色的副产煤气利用与减排综合技术创新道路。
在转炉煤气回收方面，能环部煤气专业人员通过深入了解转炉煤气生产工艺，跟踪转炉冶炼计划和炉前控制节奏等，尽量保证转炉煤气的均衡回收，减少对煤气柜的瞬间冲击或满柜放散，确保煤气系统安全运行。他们还开展转炉煤气回收极限值研究，首创转炉煤气柜双柜并网运行系统，成功研发转炉煤气需求平衡自动调节技术并用于实践，解决了转炉煤气间歇回收与连续使用之间的矛盾；开发的转炉煤气监控系统，充分利用能源中心管理系统信息，能及时调整转炉煤气联网装置的调节量，大大缓解了动力调度在线调节的负担。宝钢集团北部能源通廊建成后，为做好COREX炉煤气与转炉煤气的有效结合，煤气专业人员又相继创新了“COREX煤气受入控制”、“COREX煤气快速替换焦炉煤气控制调整”以及“COREX煤气与转炉煤气互换”等技术，不仅保证了宝钢分公司的煤气平衡，还为中厚板分公司生产运行提供了重要保障，创协同效益近亿元。
宝钢分公司能源管理系统（EMS）及能源数据仓库的建成也为煤气综合利用与减排技术出力不少。从宝钢三期工程建设起，宝钢分公司自主集成，对一期工程引进的能源中心进行改造，经过多年的不断优化和集成，于2004年建成目前国内现代化程度最高的能源管理系统（EMS），实现了对煤气等能源系统的无人化、高效率集中管控。
30年来，宝钢分公司坚持煤气资源开发与节约并重，经过持续不断的创新，形成了完善的副产煤气综合利用体系，2008年，高炉煤气放散率达到了0.87%的历史最好水平，焦炉煤气实现零排放，吨钢回收转炉煤气28千克标准煤，达到世界先进水平。节约使用焦炉煤气近4亿立方米，创直接经济效益5.67亿元，减排二氧化碳34.5万吨，二氧化硫1.34万吨。
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