煤粉預熱不僅可以提高煤粉的初始溫度,降低焦比,減少分解時吸收的熱量,有利于風口前理論燃燒溫度的提高,同時可以更好的利用廢熱,實現(xiàn)了余熱的利用。我公司長期以來使用的原煤基本上就是煙煤和低揮發(fā)煤兩種,其中煙煤控制成分控制標準:S≤0.45%,灰分≤8.5%,28%≤揮發(fā)份≤38%;低揮發(fā)煤控制成分控制標準:S≤0.7%,灰分≤12%,揮發(fā)份≤12%,其存在問題:一是目前許多鋼廠都在研究放寬煤粉粒度-200目的累計占比,而德龍煉鐵廠目前煤粉-200目累計占比為72%以上,而煤粉-200目累計占比越高,所消耗的磨煤功越高,最終影響噴吹的經(jīng)濟性。二是德龍煉鐵廠中速磨選粉機仍然是動態(tài)選粉機,不僅消耗電能,同時由于細顆粒煤粉容易進入動葉軸承箱,導致潤滑失效,燒壞軸承。三是德龍煉鐵廠煤粉是不經(jīng)預熱直接噴入高爐的,由于煤粉在風口前燃燒需要先吸收熱量分解,才能燃燒,因此會降低風口前理論燃燒溫度。針對以上問題,項目組開始了積極的研究和探索,大膽實踐,通過自行設(shè)計、研究出煤粉節(jié)能和煤粉預熱,重點有球腕密封、分離器靜態(tài)化,煙道預熱三項關(guān)鍵核心技術(shù),形成的各項工藝技術(shù)方案已經(jīng)納入工藝技術(shù)規(guī)程中.
創(chuàng)新性
獨占性
盈利性
持續(xù)性
先進性
成熟度
球腕密封改造。磨機中裝置的弊端在于制粉過程中,磨輥碾壓在磨盤上的原煤時,煤塊會引起磨輥震動,冷卻磨輥的關(guān)節(jié)軸承會上下活動,在活動過程中會造成氣體介質(zhì)大量泄漏,導致磨輥軸端密封風量和風壓減小,降低磨輥軸承的密封和冷卻效果,并且造成密封氣體的大量浪費,因此對該部位進行了升級改造,從而節(jié)約了大量的氮氣,噸煤節(jié)約氮氣量為1.52m3。動態(tài)分離器靜態(tài)化。動態(tài)分離器是有靜葉片,電動機,滾柱軸承箱,空心軸、法蘭盤和動葉片等組成。動態(tài)分離器的在整個制粉過程中需要動葉一直處于運轉(zhuǎn)狀態(tài),要靠消耗電能來完成動葉的旋轉(zhuǎn),為此我們通過一系列的設(shè)計和改造,在滿足煤粉粒度-200目累計占比的同時,將動態(tài)分離器變成靜態(tài)分離器,實現(xiàn)了電能的節(jié)約。通過放寬煤粉粒度和動態(tài)分離器的改造,噸煤節(jié)約電能14.92 kWh。煤粉噴吹主管道埋入熱風爐煙道中預熱。通過對煤粉主管道進行改造和設(shè)計,直接埋入高爐熱風爐煙道中,通過廢煙氣和煤粉主管道的接觸進行預熱,不僅提高了煤粉本身的初始溫度,從而提高其燃燒率,同時因其在熱風爐煙道內(nèi)和廢煙氣進行換熱,還吸收了部分余熱,減少了廢熱的損失,也取得了一定的經(jīng)濟價值。
本成果涉及冶金工程的傳質(zhì)傳熱理論范疇,在放寬煤粉和利用余熱對煤粉預熱的過程中需要解決選粉機動態(tài)改為靜態(tài)是設(shè)計,同時在煤粉累計占比-200目從72%降低到60%的煤粉的配比搭配,確保煤粉的燃燒率。而在通過熱風爐煙道預熱煤粉主管道的傳熱方式的設(shè)計,不僅查閱相關(guān)的資料,諸如《傳熱學基礎(chǔ)手冊》和《換熱器設(shè)計手冊》等來設(shè)計管道的換熱面積和換熱方式,還要設(shè)計活動套管的模式來吸收膨脹,克服管道的撓度,同時還要研究煤粉在各種配比下,因揮發(fā)分不同的閃點,在保證安全、提高煤粉初始溫度、提高置換比和節(jié)能方面以便達到預期的目的。通過近半年的工業(yè)實驗,煤粉的粒度和預熱溫度實現(xiàn)了大幅的改變,不僅提高了風口前理論燃燒溫度,還提高了煤粉的利用率,減少了廢熱的排放,增加了高爐的穩(wěn)定性,為后續(xù)工序提供了優(yōu)質(zhì)鐵水。
2017年10月到2018年4月12日,鞏固期消耗煤粉160144.54噸,噸煤平均電耗為14.51kWh,噸煤節(jié)約用電為14.92kWh,按每1kWh電費為0.53元計算,節(jié)約用電費為126.64萬元。噸煤平均氮氣消耗為36.97m3,噸煤節(jié)約用電為1.52m3,按每1 m3氮氣費為0.1元計算,節(jié)約用氮氣消耗費為2.43萬元。噸煤平均氮氣消耗為172.66 m3,噸煤節(jié)約煤氣用量為56.54m3,按每1 m3氮氣費為0.08元計算,節(jié)約用煤氣消耗費為72.44萬元。焦比降低了2公斤,按照每噸焦炭價格1000元計算,節(jié)約焦炭費用為217.76萬元。按照焦炭熱值36380-31400kJ/kg,煤粉升高60℃,每小時噴吹煤量為23噸(包含載氣量合計為26906.38公斤),可以計算出每天煤粉吸收的余熱折合到焦炭的量54.6公斤/小時,鞏固期時間為6個月,安全每個月時間為30天計算,可以計算出節(jié)約焦炭成本為23.59萬元,共計節(jié)約費用442.85萬元。
德龍與北京科技大學、華北理工大學、河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院等進行校企合作,培養(yǎng)了一大批技術(shù)骨干力量;多次派技術(shù)人員到邯鋼、太鋼、國豐等大型鋼鐵企業(yè)對標學習,為德龍的技術(shù)研發(fā)工作開展奠定了堅實的基礎(chǔ)。同時,近幾年德龍加大技術(shù)人員的引進、培養(yǎng)力度,建立健全了各項技術(shù)人員管理制度,如《人才引進培養(yǎng)實施辦法》、《專業(yè)技術(shù)職務人員管理及考核辦法》、《技術(shù)創(chuàng)新管理激勵制度》、《新產(chǎn)品試制管理辦法》、《專利管理辦法》、《科技論文發(fā)表管理辦法》等人才激勵和科技研發(fā)獎勵制度,對技術(shù)好或有突出貢獻的科技創(chuàng)新人員進行獎勵,2017年累計發(fā)放獎金500多萬元。課題組成員由技術(shù)專業(yè)水平豐富的各級技術(shù)人員組成,是目標一致、工作同力的技術(shù)團隊,為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品開發(fā)、基礎(chǔ)研究等方面做貢獻。該課題項目在王曉光的帶領(lǐng)下,對多項課題項目進行深入研究,2015-2017年多項課題研究對高爐生產(chǎn)起到關(guān)鍵性作用。同時對該課題深入研究,截至目前已獲得2項實用新型專利,分別為《一種原煤倉防懸料自動排堵裝置》和《一種節(jié)能型中速磨煤機磨輥密封風管裝置》。
德龍煤粉的節(jié)能和余熱利用技術(shù)的研究關(guān)鍵點在于對煤粉粒度-200目累計占比放寬后,煤粉燃燒率的控制;選粉機動葉靜態(tài)化后煤粉粒度-200累計占比符合高爐噴吹煤粉的需求,防止堵槍;高爐噴煤主管道預熱時的設(shè)計和測算,通過以上技術(shù)的優(yōu)化和組合,實現(xiàn)煤粉的高效利用和節(jié)能減排,同時也做到了廢熱的回收。在噴吹煤種中,煙煤占比在40%以上時,煤粉粒度-200目累計占比72%可以放寬至60%,實現(xiàn)高爐穩(wěn)定高效的噴吹。通過對選粉機動態(tài)分離器進行改造,實現(xiàn)了煤粉-200目累計占比可以實現(xiàn)72%以上的目標。通過熱風爐煙道將煤粉預熱溫度范圍在40-70℃,可以確保在安全噴吹的前提下,提高煤粉燃燒率、優(yōu)化鐵前指標和降低鐵前成本。經(jīng)過和相關(guān)領(lǐng)域及同行業(yè)的兄弟單位進行對標學習,德龍放寬煤粉粒度-200目占比累計60%噴吹是目前行業(yè)最優(yōu)指標,且通過自身一系列的研究和設(shè)計改造,我們對磨輥冷卻風管的改造是我公司的專利技術(shù),動態(tài)分離器改成靜態(tài)分離器也是目前獨創(chuàng)的技術(shù),同時利用熱風爐煙道廢氣溫度預熱煤粉技術(shù),將煤粉從53℃成功預熱到100℃,且通過查新可知是目前國際領(lǐng)先。
12、利潤級:開始盈利且利潤超過總投入的10%
德龍高爐噴吹煤粉系統(tǒng)優(yōu)化和改造過程中,提煉出多項關(guān)鍵技術(shù),與鋼鐵領(lǐng)域同行業(yè)兄弟單位進行對標學習,德龍同類型高爐鐵水產(chǎn)量及各項經(jīng)濟技術(shù)指標在目前邯邢地區(qū)處于領(lǐng)先水平。該項目實施后,通過一系列的設(shè)計和改造,在滿足煤粉粒度-200目累計占比的同時,將動態(tài)分離器變成靜態(tài)分離器,實現(xiàn)了電能的節(jié)約。通過放寬煤粉粒度和動態(tài)分離器的改造,噸煤節(jié)約電能14.92 kWh;磨機中“球腕密封”裝置的弊端在于上下活動時的活動量會造成氣體介質(zhì)大量泄漏,導致磨輥軸端密封風量和風壓減小,降低磨輥軸承的密封和冷卻效果,并且造成密封氣體的大量浪費,因此對該部位進行了升級改造,獲取了國家實用新型專利,從而節(jié)約了大量的氮氣,噸煤節(jié)約氮氣量為1.52m3;實際生產(chǎn)中煤氣主要用來加熱原煤,提高磨機磨室的內(nèi)的溫度,對煤粉進行烘干,確保煤粉水分的脫除,保證在輸煤過程中煤粉的流動性,減少煤粉的沉降和堵槍,通過放寬煤粉粒度-200目累計占比,可以增加單位時間內(nèi)的制粉量,從而噸煤節(jié)約煤氣消耗量56.54m3,有效的降低了鐵前成本。
隨著噴煤技術(shù)的不斷提高,高爐噴吹煙煤比例不斷增大,而且可以實現(xiàn)安全的混噴。煙煤相對無煙煤而言致密度較低,可磨性較高,并且由于煙煤的揮發(fā)分和水分比較高,在風口前受熱后急劇揮發(fā)會產(chǎn)生爆裂,在原有粒度上會自行爆裂成更小粒度的顆粒,進而更容易燃燒;同時其價格也較無煙煤低,在成本上也占有一定的優(yōu)勢。所以基于以上的原因,在混噴時可以考慮把煤粉粒度適當?shù)姆艑?,這樣可以節(jié)約一定的電費,降低生產(chǎn)運營成本。 目前我公司噴吹煤粉粒度-200目比例一般都在72%以上,而業(yè)內(nèi)很多鋼廠對煤粉粒度和燃燒率以及煤粉粒度和制粉能耗都做了詳細的研究,諸如湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司和鞍山鋼鐵集團公司都做過相應的研究,通過煤粉粒度和燃燒率研究的結(jié)果表明:當煤粉粒度-200目占比70%以上時燃燒率增加緩慢。因此制粉粒度-200目比例越高,除了增加能耗以外,對煤粉燃燒率的提高貢獻值越老越小。
通過對煤粉主管道進行改造和設(shè)計,直接埋入高爐熱風爐煙道中,通過廢煙氣和煤粉主管道的接觸進行預熱,不僅提高了煤粉本身的初始溫度,從而提高其燃燒率,同時因其在熱風爐煙道內(nèi)廢煙氣和噴煤粉進行換熱,還吸收了部分余熱,減少了廢熱的損失,也取得了一定的經(jīng)濟價值。通過預熱我公司煉鐵可節(jié)約2-3 kg/t的綜合焦比,同時每天可以回收熱量相當于1310公斤焦炭的熱值,有利于提高煤粉的燃燒率,提高煤粉的利用率,有效的降低了鐵前成本。由于通過熱風爐煙道廢煙氣預熱煤粉,不僅回收了廢熱,同時為煤粉預熱的設(shè)計和利用提供了一條新思路,為降本增效開坯了一個新途徑。對目前在運行的設(shè)置動態(tài)選粉機進行改造,需要針對各廠特點、技術(shù)實力和備機情況來調(diào)整。因各個廠家生產(chǎn)情況不同,磨機密封情況不一樣,在預熱煤粉管道設(shè)計時要全面考慮,精心計算,尤其是在安全方面的設(shè)備和技術(shù)層面上,更要多角度考量。德龍該項成果市場前景很廣闊,在鋼鐵行業(yè)具有很大的推廣應用價值。
該項目第一完成人王曉光1999年畢業(yè)于華北理工大學鋼鐵冶金專業(yè),2015年取得北京科技大學碩士研究生學歷,工程師,自畢業(yè)以來一直從事煉鐵工作,從事過高爐操作、高爐管理、高爐技術(shù)管理、優(yōu)化配礦等工作,目前為公司煉鐵、燒結(jié)專家,2015-2017年期間,擔任多個課題項目主責人,為高爐順行、高產(chǎn)、低耗提供諸多思路和觀點,2017年擔任配礦小組組長,精心組織,實現(xiàn)了鐵前成本邯邢地區(qū)第一的目標,保證了公司創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。
德龍鋼鐵有限公司為獨資企業(yè),2000年,丁立國先生并購負債2.4億元的邢臺新牟鋼鐵公司,后更名為德龍鋼鐵有限公司,丁立國先生籍貫河北唐山豐潤,畢業(yè)于河北理工學院機械制造專業(yè),1995年,組建立國集團并擔任董事長。丁立國先生是中國鋼鐵行業(yè)最杰出的企業(yè)家之一,第十一屆全國人大代表、中華全國工商業(yè)聯(lián)合會常委,全聯(lián)冶金商會常務副會長。為拓展市場渠道、擴大企業(yè)知名度,2005年,德龍鋼鐵在新加坡聯(lián)合交易所掛牌上市,成為首家在海外上市的中國民營鋼鐵企業(yè)。
為提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力,技術(shù)中心制定了比較完善的規(guī)范體系,健全新品種研發(fā)及產(chǎn)品質(zhì)量持續(xù)改善機制,逐步推進技術(shù)管理體制建設(shè)工作的開展。建立以技術(shù)中心為核心,以專家為帶頭、以專業(yè)技術(shù)人員為主力,各單位相互配合的創(chuàng)新體制。公司按國際質(zhì)量體系ISO9001認證要求,建立了現(xiàn)代化質(zhì)量管理體系,致力于持續(xù)改進,不斷完善確保體系有效運行。
主營業(yè)務名稱:
中寬鋼帶
近三年主營收入(萬元):