2020年,隨著國家確定“雙碳目標”重大戰(zhàn)略決策,節(jié)能降耗不再僅是企業(yè)提高市場競爭力的有力舉措,更上升成為中國實現可持續(xù)、高質量發(fā)展的內在要求和國家行動。
中冶京誠作為冶金建設國家隊排頭兵,始終踐行“綠水青山就是金山銀山”,賦能行業(yè)實現雙碳目標,助力企業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。自2004年研發(fā)連續(xù)熱鍍鋅機組伊始,中冶京誠堅持重視機組的節(jié)能降耗設計,力爭在不同工藝段之間,最大限度提高能源利用率,降低企業(yè)生產成本,提高企業(yè)經濟效益。經過近20年的技術研發(fā)和積淀,中冶京誠成功打造了產品質量更高、機組速度更快、設計產能更大,具有國內領先水平的全國產化節(jié)能降耗型連續(xù)熱鍍鋅機組。節(jié)能技術盡施產線始末,設計細節(jié)盡顯綠色匠心。
清洗段
在連續(xù)熱鍍鋅機組中,清洗段主要消耗脫鹽水、堿液及熱量,中冶京誠在設計過程中,針對清洗段的工藝特點,采用了多項卓有成效的節(jié)能措施。
1)串級漂洗
清洗段漂洗槽采用三級漂洗,最后一級漂洗采用新水,并以串級梯流的方式向上級漂洗槽及刷洗槽補水,節(jié)約脫鹽水耗量。
2)冷凝水回收
車間各工藝段烘干裝置采用蒸汽換熱時,將蒸汽冷凝水收集,送至機組清洗段作為新水補水,既節(jié)約了脫鹽水耗量,又節(jié)約了熱量消耗。
3)磁過濾系統(tǒng)
清洗段堿液循環(huán)槽及電解循環(huán)槽分別設置一套磁過濾系統(tǒng),有效去除堿液中的鐵粉及油脂,既保證了清洗效果,又延長了堿液使用壽命,節(jié)約了脫鹽水耗量。
退火爐
退火爐是連續(xù)熱鍍鋅機組中能源消耗最大的設備,中冶京誠獨具匠心,通過提升氣密性、保溫性,提高余熱回收效率,精控爐溫,多措并舉,精心設計,全方位實現退火爐節(jié)能降耗。
1)退火爐氣密性
為保持退火爐的氣密性,所有爐段爐殼均由水平和豎直板構成,選用型鋼加固的(尤其在門和開孔處)低碳鋼板制作,采用全內襯,并在現場氣密焊接組裝而成。在爐子的出、入口設有密封裝置,防止爐內氣體外逸和外部空氣進入爐內。在爐輥軸承座和爐殼間設置不銹鋼膨脹節(jié)連接,防止熱膨脹變形。
退火爐的氣密性不僅關系到爐內氣氛的保持,帶來更好的帶鋼板面質量和消耗更少的保護氣體,也關系到退火爐能耗的高低,在實際業(yè)績線中,爐壓100mmWC至10mmWC,可保證1小時。
2)退火爐保溫性
針對退火爐不同爐溫部分的爐殼,在爐墻和爐頂選用厚度為100~300mm的陶瓷纖維毯(96kg/m3~128kg/m3)及內襯板,在爐底采用厚度為325mm的保溫磚,在減少后期維護量的同時,有效提高爐體的保溫效果,降低退火爐的生產能耗。對所有排煙管道均設有保溫隔熱材料,以降低管道散熱。
在實際業(yè)績線中,夏季產量最大時,爐頂最高溫度≤70℃,爐底最高溫度≤60℃。
3)退火爐余熱回收
連續(xù)退火爐在生產中會產生大量高溫廢氣,有效利用廢氣的熱量,對于退火爐節(jié)能降耗至關重要,中冶京誠在設計中采取如下余熱回收措施:
設置預熱段:通過煙氣余熱與預熱段爐內保護氣體進行換熱,將帶鋼預熱到150℃左右,在保證帶鋼表面清潔,減少對帶鋼熱沖擊的同時,可以降低燃氣消耗,達到節(jié)能的目的。通常采用該措施可以回收煙氣中10%的余熱。
采用輻射管:采用帶自身預熱空氣的W型燃氣輻射管加熱,輻射管燒嘴和換熱器采用“回流+自身換熱”形式,熱效率高,助燃空氣溫度可預熱到約600℃,可以回收煙氣中30%的余熱,同時有效降低NOx的生成。
設置余熱回收系統(tǒng):為充分利用爐子的煙氣余熱,中冶京誠在設計中設置一套余熱利用系統(tǒng),用于清洗段堿液加溫以及作為熱風干燥系統(tǒng)換熱器的熱源。
在實際生產過程中,清洗段及熱風干燥的熱需求基本恒定,但爐子余熱回收系統(tǒng)的熱量受產量及爐子使用率的波動,與整個機組的熱需求不平衡。為解決這個問題,中冶京誠采用多種特別設計,例如,當清洗段及熱風干燥熱需求大于余熱回收系統(tǒng)所能提供的熱量時,采用蒸汽輔助換熱器進行補熱;當清洗段及熱風干燥熱需求小于余熱回收系統(tǒng)的熱量時,設置煙氣旁路,減少熱量供給。
4)爐溫控制
對退火爐的爐溫采用分區(qū)控制,每個區(qū)域的爐溫通過熱電偶進行測量,燒嘴的開閉采用“比例+脈沖”的方式,以發(fā)揮不同控制方式在不同小時產量時的溫控優(yōu)勢,達到節(jié)能降耗的目的。
風機節(jié)電
中冶京誠在設計中,將退火爐風機及鍍后冷卻塔風機,采用節(jié)能型的交流變頻系統(tǒng),針對不同小時產量,在達到理想冷卻效果的同時,輸出不同功率,節(jié)約電能。
二級模型
中冶京誠采用自主研發(fā)的溫控二級模型,在保證鋼卷機械性能,減少不合格產品的同時,可增加產出約9%,節(jié)能降耗約4%。
結語
自2020年以來,由中冶京誠設計并供貨的連續(xù)熱鍍鋅機組廣獲市場青睞,15條業(yè)績線中,10套機組已順利投產,5套機組正在建設。生產實踐充分表明,通過采用各項節(jié)能措施,中冶京誠打造的全國產化連續(xù)熱鍍鋅機組節(jié)能降耗效果國內領先,在保質增產的同時,取得了降本增效的卓越成績,得到用戶的一致好評。