对焦化工序能耗的探讨
2007年,我国重点钢铁企业焦化工序能耗为123.11千克标煤/吨,比上年增加1.1%。其中,工序能耗先进值居前两位的企业分别达到53.21千克标煤/吨和55.51千克标煤/吨,而能耗水平最高值的企业达到281.02千克标煤/吨,且落后值与先进值相比差距达5倍多。这意味着,我国钢铁企业在焦炉生产技术装备水平和管理水平上的差距较大。同时,企业在计算焦化工序能耗的方法上也存在较大的差异。
目前,我国焦化工序能耗出现较大差异,钢铁行业要用科学发展观来对其进行分析,对于焦化工序能耗所表现出的先进值和落后值,应当科学分析其背后隐藏的原因,并严格按照2004年中国钢铁工业协会公布的《中国钢铁工业生产统计指标体系指标解释》中关于“洗煤、炼焦、焦炉煤气处理及煤化工生产主要技术经济指标解释”来进行计算。否则,焦化厂之间的能耗对比,以及与国外同行之间的对标活动就难以进行,不利于我国焦化工业节能降耗工作的开展和促进行业整体能耗的降低。
正确掌握能耗的科学计算方法
焦化工序能耗是指生产1吨焦炭(干基)所消耗的能量,具体包括炼焦工序生产系统的备煤车间(不包括洗煤)和厂内原料煤的损耗,炼焦车间、回收车间(冷凝鼓风、氨回收、粗苯、脱硫脱氢、黄血盐)辅助生产系统的机修、化验、计量、环保等,以及直接为生产服务的附属生产系统的食堂、浴池、保健站、休息室、生产管理和调度指挥所消耗的各种能源实物量,扣除回收利用和外供的余热余能和二次能源,并将所有能源折成标煤。
在统计期内,将炼焦所用的原煤量(含生产过程中的亏损量)折算为千克标煤,称为E1;将炼焦过程中生产的焦炭(要包括焦粉、焦末)、焦炉煤气、粗焦油、粗苯等化学产品折算为千克标煤,可称为E2;将炼焦过程中所消耗的能量,包括所用的高炉煤气、焦炉煤气、水、电、蒸汽、压缩空气、氮气等物质,均按国家和行业统一的单位折标系数将上述各种能耗折算为千克标煤,并将这些数加在一起,可称之为E3;将炼焦过程中的余热回收,如干熄焦、焦炉煤气余热回收等折算为千克标煤,作为E4。要注意,炼焦厂的焦炭产量(包括焦粉、焦末)要与使用部门核对,保持数据一致,这是因为厂际之间会有亏损量。将焦炭总产量用K表示,它是指全部焦炭合格产出量(干基),则焦化工序能耗的定义可用下列公式表示:
焦化工序能耗=(E1-E2+E3-E4)/K。
合理应对能耗指标可比性的影响因素
2007年,我国重点钢铁企业炼焦平均煤耗为1388千克/吨焦,先进值为1267千克/吨焦,落后值为1472千克/吨焦。出现上述差距的主要原因是,各企业所用煤种不一样,煤的水分、挥发分、灰分均不一样。
不同企业的管理和操作也会造成焦煤损耗的不同:如焦煤含水可能在4%左右,南方地区会更高,总体上讲焦煤的亏损值一般为5%以上。炼焦过程中的焦煤损失一般为1.5%左右,主要是煤和煤气、化学产品的损耗。炼焦工艺自身要消耗约1.5%左右。煤的储存(风干和扬尘等)和加工过程中的焦煤损耗约为1%,运输过程中损失约为1%,包括车皮夹带和输送遣散、水分蒸发等。管理和计算方式也会造成焦煤损耗差距,如仪表称量误差、核算过程的四舍五入、汇总中的数据调整等,特别是年初和年底盘库都易对煤耗数据的准确性、可靠性、科学性造成影响。
焦化厂之间由煤转化为焦炭、焦炉煤气和各类化学产品的数量差别不应很大。一般来讲,1吨焦煤应转化为76%左右的焦炭、15%左右的焦炉煤气、3.3%左右的焦油、1%左右的粗苯、0.25%左右的氨,且重量损失在4%左右。在计算炼焦工序能耗之前要先对钢铁企业内部的炼焦煤物质守恒和能量守恒情况进行检验。不能出现物质和能量转化大于100%的现象或者大幅丢失的现象。这是在计算工序能耗之前,保证基本数据科学、准确、可靠的依据。
各能耗介质折标煤参考系数要统一,是保证能耗指标可比性的必要条件。我国早已公布了钢铁生产各能源介质折标煤的参考系数值,每个钢铁企业都应严格遵守。企业之间能耗结构不同,特别是用电比例的不同,同样会造成总能耗和工序能耗的不可比性。
此外,企业用煤的灰分、水分、挥发分不同,造成了实际煤炭热值的差异,这应引起行业的重视。韩国浦项规定采购原煤要求高质量、含碳量高、灰分低,将原煤的折标系数定为0.7400。
积极追求管理水平和计算方法的统一
企业某产品的综合能耗应是报告期内该产品生产过程中所直接消耗的各种能源,以及该产品的辅助生产系统、附属生产系统实际消耗的各种能源的总和,特别要注意的是生产上下步工序之间的能源亏损。但是,这个能耗不应包括企业非生产用能,如基本建设用能、生活区用能等,并且还要扣除企业外供能源的数量。
各钢铁企业焦化工序生产存在一定差别的原因很多,如一些钢铁企业的深加工较多,所耗的能源也较多;有的企业管理水平较高,能源介质的跑、冒、滴、漏现象较少,能耗因而较低;有的企业仪器仪表的配置率、完好率、周检率较高,所反映出的能耗系数较真实、可靠,人为因素影响较少。为了更好地保证能耗数据的科学性、可靠性、可比性,在保证原始统计数据真实、可靠的基础上,焦化工序能耗的计算应严格按照计算公式进行,不能随意取舍和变动。
以年产能力为600万吨的某焦化厂为例,某一年实际生产焦炭574.67万吨、焦粉10.05万吨、焦炉煤气252.28万立方米、焦油27.594万吨、粗苯7.56万吨,全年耗洗精煤为788.43万吨。上述各项按照国家规定的折标系数进行折算可得:该厂投入的能源总量为799.43万吨标煤(即为E1),所有产品(包括焦炭、焦粉、焦炉煤气、焦油、粗苯)产出的能量折标煤为785.00万吨(即为E2),当年的能源转化差为14.43万吨标煤。
同时,该厂动力消耗为:电力29.60万吨(电力折标系数为0.404千克标煤/千瓦时)、水耗2.307万立方米、高炉煤气499.01万立方米、焦炉煤气43.81万立方米、蒸汽140.94万吨、氮气10.22万立方米。上述各介质消耗按国家折标系数来计算可得,全年生产过程的动力消耗能源折成标煤之后为108.77万吨标煤(即为E3)。该厂设置了干熄焦装置,年回收能源总量为39.75万吨标煤(即为E4)。
根据上文所提供的焦化工序能耗计算公式来计算,该厂焦化工序能耗为(799.43-785.00+108.77-39.75)/574.67=145.21千克标煤/吨。
从上述实例计算可以看出,正常生产的焦化厂焦化工序能耗应当为150千克标煤/吨左右。如将电力折标系数调整为0.1229千克标煤/千瓦时,其能耗值会有所下降。我国重点钢铁企业的焦化工序吨焦电耗约为37千瓦时左右,水耗为6立方米/吨左右,其中耗新水量为2立方米/吨左右。而从目前的实际情况来看,我国钢铁企业之间焦化工序的二次能源回收利用水平差距较大。全国干熄焦(CDQ)装置约有50多套,而全国几千家钢铁企业大多数焦炉尚未配置该装置。由此不仅可以看出,我国钢铁企业焦化工序应凭借CDQ这类节能减排先进适用技术的尽快推广,进一步降低能耗。同时,由于CDQ推广还有待推进,钢铁企业之间的焦化工序能耗不应当有较大的差距,而造成焦化工序能耗差距较大的原因主要还是管理水平和计算方法。因此,笔者建议钢铁行业应当从管理入手,严格焦化工序能耗计算工作的规范化、标准化作业,消除一些人为因素对能耗数据的影响,使焦化企业的对标活动能够客观、科学、有效地进行。(来源:冶金报)
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