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南昌西门子一级代理商
产品时间:2021-04-21
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西门子面向高炉和用于熔炼废钢的电弧炉的高能效解决方案,可以大幅降低运营成本和废气排放。

经济危机对钢铁制造商提出了一个重大的挑战。尽管大多数钢铁制造商承担不起修建新工厂的高额成本,他们仍然必须提高生产过程的效率,以降低成本和排放。西门子奥钢联提供的创新型现代化改造解决方案,能降低成本,保护环境。

西门子面向高炉(大图)和用于熔炼废钢的电弧炉(下图)的高能效解决方案,可以大幅降低运营成本和废气排放。

经济危机对钢铁市场造成了尤为强烈的冲击。在新兴市场的带动下连续数年保持强劲增长之后,钢铁市场的需求急转直下。例如,2008年秋,德国钢铁业遭遇了二战结束以来最为急遽的订单下滑。据德国联邦统计局发布的数据,仅2009年上半年,德国的原钢生产就比2008年上半年公布的水平下降了43.5%。世界钢铁协会在报告中称,同一时期,美国的原钢生产也减少了51%以上。

此外,特别是能源密集型产业面临着日益严格的环境监管要求。据国际能源署(IEA)称,钢铁生产企业耗用的电力占工业用电总量的20%,并且钢铁生产企业排放的二氧化碳占工业二氧化碳总排放量的30%。仅电费一项就占钢铁生产企业运营成本的三分之一左右。因此,可以借助高能效技术,同时应对经济危机和气候危机。位于芬兰奥卢的西门子奥钢联的总经理Olaus Ritamaki表示,“保护环境和节省成本并不互相排斥。相反,高能效技术可以在降低运营成本的同时,缓解对环境的压力。”

赤热的结果。在综合性炼钢厂,排放废气最多的工艺环节是炼焦和烧结。虽然一些新建的工厂采用了西门子开发的Corex或Finex工艺,因而无需进行炼焦和烧结,但是,许多炼钢厂仍旧在使用传统的高炉工艺,这种工艺在从铁矿石中冶炼生铁时必须进行炼焦和烧结。

要将煤炭焦化,需要把煤放在隔绝空气的焦炉中加热到1,000摄氏度左右。此后,必须对滚烫的焦炭进行熄焦。常规湿法熄焦工艺采用的是水。这会产生大量夹带着有害物质和粉尘的白色水蒸气,将这些水蒸气排放到大气中不仅会破坏环境,而且其中蕴含的热能也被白白地浪费了。不过,借助西门子奥钢联提供的干熄焦(CDQ)技术,可以避免这种浪费。利用干熄焦技术,可将赤热红焦显热用于产生水蒸气,然后将之用于诸如供热和发电等过程。西门子承建的干熄焦设施通常具备每年生产100万吨焦炭的能力,包含三个干熄炉,其中两个以全负荷运转,一个处于“热待机”状态。这个备用的干熄炉仅以其实际熄焦产能的10%左右的负荷运转,以备不时之需。因此,可以确保不间断的熄焦,甚至是在维修期间。

干熄焦技术可使红焦的温度冷却至180摄氏度,即使从干熄炉顶部装入的是1,000度高温的焦炭。在干熄炉底部流动的循环气体将吸收红焦显热。然后,被加热至800摄氏度的高温气体将流经干熄焦锅炉进行热交换,产生水蒸气。每生产一吨焦炭,可以产生500多公斤高压高温的水蒸气。利用蒸汽轮机,这些水蒸气可以产生15至17兆瓦的电力。这相当于5台大型风电机组的装机容量,能够满足3万户四口之家的用电需求。此外,由于干熄焦技术生产的焦炭比湿法熄焦生产的焦炭干燥,因此,有助于减少在随后的高炉生产环节使用的还原剂。

现代化改造不仅能节省数百万运营成本,从而快速收回投资,而且环保的干熄焦技术还能将粉尘和废气排放几乎降低为零。理论上,采用常规湿法熄焦工艺,每生产一吨焦炭,要向大气排放约500克粉尘——实际往往比这多得多。西门子奥钢联提供的许多干熄焦系统已经可靠地运行了许多年,例如,西门子于2000年在波兰Kraków的ArcelorMittal工厂修建的干熄焦系统。目前,西门子参与了由印度最大的钢铁生产商SAIL开展的一个项目。SAIL正在修建的一座工厂计划将于2011年开业。

在烧结领域,西门子奥钢联提供的创新解决方案也有助于降低成本,改善环境保护。例如,借助选择性废气再循环技术,可以反复循环烧结过程产生的废气。在烧结厂,铁矿石被放在类似于炉篦的烧结机上烘烤。通过烧结,可将铁矿粉造块,以供用于高炉炼铁生产。在这个过程中,铁矿石平铺在烧结机上点火燃烧,风箱从下方抽出废气。西门子奥钢联位于奥地利林茨的烧结厂产品经理Andre Fulgencio说:“铁矿石从上至下燃烧,就像烟斗。”

为了让部分气体反复循环用于这个过程,抽出的废气首先被送入废气室,在这里与烧结冷却机排出的废气混合,以确保含氧量至少达到16%,从而足以支持燃烧。此后,混合废气将流入安装在烧结机上方的再循环罩。从这里,这些混合废气将以尽可能最均匀的温度和气压,被吹回烧结机。这项措施最多可将烧结厂的二氧化碳排放量降低10%;同时,包含二氧化硫、多种不同的氮氧化物和粉尘在内的废气排放总量可以减少40%。通过采取所有这些措施,可以减少所需燃料,从而降低成本。每吨烧结矿最多可以节省10%的焦炭和20%左右的点火燃气。因此,通常,客户可以在不到两年的时间内,收回在干熄焦(CDQ)技术上的投资。

迄今为止,全球已有三座炼钢厂引进了这项技术:奥地利钢铁制造商Voestalpine旗下的一座炼钢厂(2005年投入运行)、台湾的中龙钢铁公司旗下的一座烧结厂,以及第四大钢铁制造商韩国的浦项制铁公司旗下的两座烧结厂。

西门子奥钢联还开发出一套能源管理系统,该系统瞄准炼钢厂的总能耗,旨在降低能耗、成本和排放。这个系统考虑了从原材料到成品钢材的整个生产过程。这个系统采用模块化架构,可以针对客户的特定需求度身定制,甚至可以与年代久远的炼钢厂的现有自动化系统集成。西门子奥钢联在林茨的自动化解决方案技术营销负责人Franz Hartl说:“在理想的应用情景中,要做的只是移植和配置软件。”

全系统节省。炼钢厂的生产过程包含大量工艺环节,通常还有必要安装额外的测定系统,例如,用于测定液位的系统。这样,就能每隔几秒记录关键的能耗和分布数据。归功于西门子的能源预测和优化模块,甚至可以根据生产计划,预计完成一份订单所需的能源,以便炼钢企业以实惠的价格购买燃料。Hartl指出,“采用预测功能的钢铁制造商在与能源供应商讨价还价的时候,有一个超级小帮手。”

西门子提供的钢铁厂工艺流程总图,是一种大幅提升能耗透明化的工具,能够让经营者预测峰值负荷,并通过调低运行负荷,即通过降低能耗,节省成本。通过在不需要使用诸如高炉等高能耗设备时,将其关闭,可以实现这一点。此外,可以最大限度地减少因将富余煤气烧掉,然后以很高的价格购买其他能源所造成的损失。在大多数情况下,总共可以节省3%的能源,相当于节省了一大笔钱,同时降低了排放。以500万吨钢铁年产量为例,能耗每降低1%,每年就能减排二氧化碳约10万吨。投资于西门子的节能解决方案很快就能收回成本。事实上,取决于工厂及其自动化程度和年产量,甚至只要短短几个月就能收回投资。

 

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