河鋼唐鋼通過海水淡化和中水回用實(shí)行節(jié)能減排
【www.qgeyew.cn南京純水設(shè)備】“世界鋼鐵看中國(guó),中國(guó)鋼鐵看河北,河北鋼鐵看唐山?!碧粕街苓呌屑s43個(gè)鋼鐵聯(lián)合體,可以說是個(gè)“鋼鐵扎堆”的地方。鋼鐵建起來的唐山也患有空氣質(zhì)量差的重工業(yè)城市“通病”。在嚴(yán)峻的形勢(shì)下,部分鋼鐵企業(yè)選擇了勇敢轉(zhuǎn)型,在能源綜合利用、余熱廢水再利用、能源管控等方面闊斧改革,一改傳統(tǒng)“傻大黑粗”的形象,成為走在綠色清潔工業(yè)的“領(lǐng)頭羊”。
海水淡化和廢水處理節(jié)省淡水資源
華北地區(qū)人均水資源占有量是全國(guó)的1.5%左右,是世界平均的1/27,水資源嚴(yán)重緊缺。而鋼鐵企業(yè)作為水資源消耗的大戶,南京工業(yè)純水處理設(shè)備盡管噸鋼用水量已經(jīng)從過去的5噸左右降低到3噸左右。但是,如何在高效節(jié)約用水上“做文章”,依然是鋼鐵行業(yè)能源資源綜合利用的一個(gè)重要話題。
2007年開始,首鋼從北京搬遷至唐山曹妃甸,首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司(簡(jiǎn)稱:首鋼京唐公司)成為我國(guó)第一個(gè)建在海邊的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。公司能源與環(huán)境部副部長(zhǎng)汪國(guó)川回憶說,“過去在北京煉鋼主要水源是永定河以及地下水。搬到曹妃甸后,這一片都是填海形成,沒有地下水。唯一的水源就是離這里100公里外的唐山市陡河水庫,除了輸送距離遠(yuǎn),一旦出現(xiàn)斷流,對(duì)鋼廠生產(chǎn)都會(huì)帶來極大影響。所以,如何利用臨海的優(yōu)勢(shì)解決用水的問題,是首鋼人從搬遷過來開始的實(shí)踐。2009年海水淡化項(xiàng)目正式投產(chǎn),現(xiàn)在利用海水淡化技術(shù),日產(chǎn)水能力達(dá)5萬噸,可以滿足廠區(qū)生產(chǎn)一多半的用水需求。”
在廠區(qū)海水淡化實(shí)驗(yàn)樓,陳放著一座海水淡化模型,海水淡化由4套采用低溫多效蒸餾工藝的主體蒸發(fā)器組成,項(xiàng)目建設(shè)分為兩步,一期一步2套裝置,全部引進(jìn)法國(guó)技術(shù),一期二步2套裝置,由首鋼自主設(shè)計(jì)并現(xiàn)場(chǎng)加工制造。主體蒸發(fā)器在國(guó)內(nèi)屬于使用平行六面體形狀,節(jié)省了檢修單元的空間,便于更換換熱管束。同時(shí),多種運(yùn)行方式相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了鋼鐵廠余熱蒸汽使用量的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),將熱能轉(zhuǎn)化為水儲(chǔ)存,煤氣、蒸汽零放散的目標(biāo)。
設(shè)備技術(shù)落地是解決用水的第一步,運(yùn)行過程中,項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人吳剛也逐漸發(fā)現(xiàn)了一些問題,比如溶垢?!熬透依餆畨赜镁昧藭?huì)有垢一樣,如果控制得不好,設(shè)備每年將有10%的衰減?,F(xiàn)在我們1~3年進(jìn)行一次清洗,設(shè)備產(chǎn)水效率就可以保持在高水平?!?span>
汪國(guó)川補(bǔ)充說,淡化的海水用于鋼廠生產(chǎn),而海水淡化產(chǎn)生的濃鹽水則供給附近的化工企業(yè)用于制堿或曬鹽,有效實(shí)現(xiàn)了區(qū)域循環(huán)、增值利用,示范效應(yīng)非常明顯。
河鋼集團(tuán)唐鋼公司(簡(jiǎn)稱:河鋼唐鋼)水處理中心,兩個(gè)巨大的蓄水池中的中水、工業(yè)廢水經(jīng)旁邊一道道水池處理后,最后一道水已經(jīng)較為清澈。河鋼唐鋼已關(guān)停全部深井水,工業(yè)用水全部來自城市中水與企業(yè)自身的工業(yè)廢水,采用超濾和反滲透等廢水深度處理技術(shù)建設(shè)大型城市中水與工業(yè)廢水處理設(shè)施,實(shí)現(xiàn)了城市中水與工業(yè)廢水深度處理及綜合利用。
據(jù)了解,中水又叫再生水,是指生活污水或工業(yè)廢水等經(jīng)適當(dāng)處理后,達(dá)到一定水質(zhì)指標(biāo),可以在非飲用領(lǐng)域替代自來水、地表水的水源,被稱為“城市第二水源”。城市工業(yè)生產(chǎn)耗水量巨大,然而很多情況下工業(yè)用水不必達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn),這時(shí)處理后的廢水就派上了大用場(chǎng)。華北地下水超采造成了漏斗區(qū),因此水資源要格外注意保護(hù)。煉鋼本身是耗水大戶,全部采用廢水再利用對(duì)城市和企業(yè)都是好事情。投資3.26億元建設(shè)的華北地區(qū)最大的城市中水與工業(yè)廢水處理項(xiàng)目。合肥純水設(shè)備每天能夠處理城市中水和工業(yè)廢水各7.2萬立方米;從污水處理廠購(gòu)買城市中水比直接購(gòu)買凈水成本要低,投資建設(shè)水處理設(shè)備,經(jīng)濟(jì)賬還是算得過來的。“希望政府對(duì)工業(yè)企業(yè)使用中水進(jìn)行適量補(bǔ)貼,以鼓勵(lì)企業(yè)使用中水、節(jié)省水資源的積極性?!?span>
能源管理系統(tǒng)還需多信息融合
首鋼京唐公司在“十二五”期間已建成能源管控中心,通過燃?xì)庀到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)煤氣“回收大化”“利用優(yōu)化”“效益大化”;通過供氣系統(tǒng)最終將達(dá)到氣態(tài)氧及氣態(tài)氮的零放散;通過供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原水、海淡和污水三水合一,污水零排放;通過電力系統(tǒng)結(jié)合上網(wǎng)售電,解決供用電成本以及供電可靠性問題;通過熱能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)蒸汽系統(tǒng)的智能動(dòng)態(tài)平衡,降低蒸汽消耗,讓蒸汽成本低。
能源管理中心如何進(jìn)行智慧能源系統(tǒng)技術(shù)升級(jí);如何實(shí)現(xiàn)物質(zhì)流、能量流與信息流以及物質(zhì)流網(wǎng)絡(luò)、能量流網(wǎng)絡(luò)與信息流網(wǎng)絡(luò)之間的相互協(xié)同、融合與優(yōu)化,成為鋼鐵行業(yè)能源管控中心升級(jí)改造的新命題。
目前,首鋼京唐公司新裝轉(zhuǎn)爐煤氣排水器全部采用新型智能煤氣排水器,徹底解決因巡檢周期長(zhǎng)而造成的監(jiān)護(hù)失控問題;氧氣智慧優(yōu)化運(yùn)行系統(tǒng)的應(yīng)用,解決了空分氧氣生產(chǎn)穩(wěn)定性與煉鋼用氧間斷性之間的矛盾;燃料資源的智能抉擇系統(tǒng)的應(yīng)用,讓燃料真正發(fā)揮‘物盡其用、效益效率雙提升’的功效;在強(qiáng)排泵站、空壓機(jī)站、換熱站、污水處理站,輔助泵站等區(qū)域?qū)崿F(xiàn)集中監(jiān)視,遠(yuǎn)程調(diào)控,做到無人值守。
河鋼唐鋼也從能源管理手段上完善了體系,實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化的一貫制管理。之前各部門在能源方面是各干各的,近年來從能源環(huán)保部,到主體生產(chǎn)廠,再到生產(chǎn)線,進(jìn)行垂直化管理。采用這種方式運(yùn)作起來更加高效有序。企業(yè)按需用能,可以避免“小馬拉大車”或“大馬拉小車”等能源不合理配置現(xiàn)象。
除了改革管理體系,河鋼唐鋼五六年前在技術(shù)上將能源管理實(shí)現(xiàn)了信息化。運(yùn)用信息化的手段,把各主要用能單元的各種參數(shù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)并顯示在調(diào)度大廳,實(shí)現(xiàn)能源的自動(dòng)化管理和運(yùn)行,節(jié)省了不少人力成本。但是袁學(xué)軍也坦言,目前鋼鐵企業(yè)的能源管理系統(tǒng)還沒有完全實(shí)現(xiàn)用能單元的智能化調(diào)節(jié)和各種情況自動(dòng)處理,仍然需要不斷完善,以實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)能源更高效利用。
余廢利用成節(jié)能減排“主力軍”
為了進(jìn)一步密切與城市和諧共生,河鋼唐鋼主要生產(chǎn)工序能耗指標(biāo)不同程度地實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化,焦化、燒結(jié)、煉鐵、轉(zhuǎn)爐冶煉等工序能耗全部達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平。二次能源進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效合理回收利用,企業(yè)總體余熱余能自發(fā)電比例達(dá)到60%以上。
過去人們覺得沒用的東西現(xiàn)在都是寶。南京實(shí)驗(yàn)室純水設(shè)備別看芝麻粒大的東西,集起來是非??捎^的量,節(jié)能從來不能小視。河鋼唐鋼不斷進(jìn)行先進(jìn)節(jié)能技術(shù)的完善,例如加熱爐節(jié)能改造、高爐沖渣水余熱利用、退火爐尾部煙氣余熱利用、燒結(jié)大煙道余熱利用、高爐熱風(fēng)爐自動(dòng)燃燒節(jié)能改造、太陽能、光伏發(fā)電等新能源利用等。淘汰落后低效發(fā)電機(jī)組,建立高效率、大容量發(fā)電機(jī)組,進(jìn)一步提高余熱余能利用水平。
廠里的金屬油桶用完壓扁后進(jìn)行煉鋼,一年也有幾百噸的產(chǎn)出。高爐沖渣水的溫度約80~100℃,冬季可以為200萬平方米的居民住宅區(qū)供暖,其他季節(jié)為企業(yè)食堂、浴室供熱。
唐山市在全國(guó)重點(diǎn)城市中空氣污染綜合指數(shù)的排名中一直處于不利地位,環(huán)保治理形勢(shì)十分嚴(yán)峻。作為空氣污染綜合指數(shù)中主要污染物的一氧化碳在唐山比其他城市高2~3倍,是造成唐山空氣污染綜合指數(shù)的排名落后的一個(gè)主要因素。而一氧化碳正是鋼鐵企業(yè)的主要排放廢氣之一,河鋼唐鋼能源環(huán)保部副部長(zhǎng)劉國(guó)良告訴記者,為此唐鋼在唐山市率先針對(duì)一氧化碳排放量較高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),對(duì)軋鋼加熱爐與高爐爐頂均壓煤氣管道進(jìn)行一氧化碳減排改造,得到了唐山市政府的肯定。
近幾年,公司在環(huán)保方面的投入超百億元,每噸鋼花在環(huán)保上的成本有200元,這個(gè)投入在國(guó)內(nèi)目前是高的。作為沿海鋼鐵廠的示范廠區(qū),公司依托海水淡化項(xiàng)目形成了循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)資源的高效利用。例如,在能源階梯利用上,以鋼鐵廠富余煤氣為熱源,通過煤氣鍋爐制備蒸汽用來發(fā)電,同時(shí)將發(fā)電后的乏汽以及利用余熱回收裝置回收的低品質(zhì)能源供給熱法海水淡化制備淡化水,實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)綜合利用,不僅實(shí)現(xiàn)了煤氣、蒸汽的的“零”放散,可大幅度降低海水淡化運(yùn)行成本更好的實(shí)現(xiàn)熱、電、水的聯(lián)產(chǎn)。此外,公司自備電站兩臺(tái)30萬發(fā)電機(jī)組鍋爐采用煤-煤氣混燒技術(shù),首先減少了鋼廠副產(chǎn)物煤氣的放散,有利于改善空氣環(huán)境質(zhì)量。其次,煤氣的回收利用,直接減少了煤的消耗。按照機(jī)組目前摻燒情況,每年大約減少煤消耗60萬噸,減少二氧化硫產(chǎn)生量3600噸。
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