冶金企业开展蒸汽节能的探索与实践

冶金企业开展蒸汽节能的探索与实践

金融部门作为一个国家基础工业，生产规模大，周期长，能耗高。1998年大中型钢铁生产企业吨钢可比能耗是901公斤标准煤,比日本吨钢能耗高245公斤标准煤,高出37%,因此冶金行业历来重视节能工作。经过全行业的努力,吨钢综合能耗从1978年的2.52吨标煤/吨钢下降到1998年的1.29吨标准煤/吨钢,取得显著成绩。特别从冶金行业第九次节能工作会议和济钢经验交流会议以后,节能降耗已成为全行业求生存、求发展、实现经济增长方式转变的战略措施。节能工作也从管理节能发展到全系统、全方位提高能源、资源综合利用的技术节能新阶段。这标志着要从技术上管理上做好各方面的节能工作。因此,随着节能工作的全系统、全方位的深入开展,动力系统的蒸汽节能工作也日渐提到议事日程上了。行动快的企业已进行了大胆尝试,并取得了很好的效果。根据对部分大中型企业的统计,蒸汽能耗约占冶金企业能耗总量的10%左右。冶金行业年能耗量约为1.3亿吨标煤,按550元/吨标煤计算,年蒸汽能耗费用大约为71.5亿元。如果以蒸汽管网改造节能率10%计算,全行业年节能效益约为7亿元(实践证明,蒸汽设备节能效果远不止10%)。由此可见,蒸汽在行业能耗中所占的比例虽小,但由于规模大,经济效益也是相当可观的。随着全球对环境保护的日益重视,节约蒸汽还有着重要的社会效益。因此,开展蒸汽系统节能势在必行大有可为。1凝结水的回收利用由于蒸汽系统在冶金企业是辅助系统,能耗比例较小,长期以来不被重视,整个系统效率低下,大约有10%~30%节能潜力。与国外先进水平比较有着巨大的差距,这些问题主要表现在:1.1计量不健全蒸汽用户分为生产用户和生活用户,按照计量法规定,蒸汽产生单位和每个用户都应配置计量器具。由于种种原因,现场不少地方没有配备计量器具,有的地方虽然配置了但读数不正确,企业部门间常为此发生扯皮现象。蒸汽消耗考核不落实,难以调动节能工作的积极性。1.2跑冒滴漏严重由于蒸汽管网及部分设备常年欠维护运行,锈蚀严重,加之存在水击、保温等方面的问题,在蒸汽的输送过程中跑冒滴漏问题普遍存在,有些地方主管道漏汽,很远就能听到刺耳的响声。1.3大量的凝结水未回收利用凝结水的价值包括热值、软化水两个方面,相当于蒸汽价值的四分之一左右(企业由于蒸汽来源不同,其价格在50~120元/吨)。绝大多数企业将这部分宝贵的凝结水直接排放掉了。有的由于技术方面的原因,虽然建有回收管线,也未能将凝结水回收利用。1.4蒸汽管网中关键部位使用的产品质量不合格蒸汽系统中应用的产品粗制滥造,质量低,而且品种不齐全,这是一个普遍存在的问题。以疏水阀为例,缺少高性能、高质量的疏水阀,有些出自不具备国家标准规定的试验条件和生产条件的企业;有些是国家明令淘汰的产品,质量无保证,可靠性差,使用寿命短,致使企业不得不库存大量阀门,以待随时备用。尽管如此,漏汽率仍然严重超标,远远不能满足企业的需要。其它管网产品,如温度控制阀、减压阀、凝结水回收泵等也都存在类似的问题。1.5系统的设计、产品的选型以及管道的安装技术水平比较落后例如,在蒸汽的输送过程中因有热损失产生凝结水,要在管道的低点和末端把产生的凝结水及时排出管道,否则高温冷凝水会腐蚀管道也会导致水击现象发生,对管网的危害巨大。目前大部分企业都采用不正确的方式处理这些冷凝水,直接打开阀门进行排放。到处看到漏水现象。正确的方法是在蒸汽的使用过程中,应当加装汽水分离装置,科学合理疏水。有的企业虽加了疏水装置,但疏水方式有错误,例如应该采用单元疏水方式,为省事而采用组合疏水方式。应采用特殊疏水如虹吸方式,而采用普通疏水方式等,同样达不到疏水的目的。有的干脆就没有任何汽水分离装置。有的企业在管网设计上正确,但在产品的选型及安装方面却有许多错误。仍以疏水阀为例,选型时看口径是最普遍的做法,但实际上疏水阀中还有许多学问,因蒸汽的压力不同、排水量不同,应用场合不同导致选用的疏水阀的种类、型号也不同。在疏水阀的安装上有的倒置,有的倾斜,错误很多。1.6管理与维护水平低长期以来,蒸汽系统在实际生产中没有得到应有的重视,大多数企业对蒸汽系统放任自流。一个普遍现象是锅炉的台数不断增加、蒸吨数不断增长,可蒸汽供应总是紧张,特别到冬季。有的企业由于规模不断增大,蒸汽管网任意连接,造成管网杂乱,压力波动,蒸汽使用不平衡等问题。蒸汽系统的管理制度得不到执行,配备的专职管理人员和技术人员很少,一些兼管的技术人员和工人缺少蒸汽系统以及相关设备的基本知识,长此以往,势必造成严重的浪费。2节能潜力的点冶金行业蒸汽系统至少有10%以上的节能潜力,节能点主要来自如下方面。2.1建筑工业锅炉根据节能界普遍引用的一个数据,我国的蒸汽供热系统热能利用率约为30%,而国外为60%,高出我国一倍。据统计1997年冶金行业消耗动力煤约2500多万吨。如果年节约5%,一年可节约125万吨,其经济效益和社会效益是显而易见的。工业锅炉是供热系统节能的重要的部位。存在很大的节能潜力。例如一些能耗高小型分散的锅炉还在使用,企业生产中产生的余热余能没有充分利用,每年有近11%,约合200多万吨标准煤的高炉煤气放散,锅炉生产中的余热和排污余热、除氧余热基本放散。炉膛燃烧空气系数达不到最佳值。2.2完全失效的漏汽状态一只常见的疏水阀(最小出水直径5毫米,蒸汽压力为0.7MPa,压差为0.3MPa,一年有效工作时间为3000小时),在完全失效的漏汽状态下,保守测算一年漏汽约60余吨。而在超标漏汽状态下(漏汽率为10%,超出标准7%),保守测算漏汽量也在20余吨,蒸汽损耗相当可观。武钢试用了北京康森阿姆斯壮蒸汽管网节能技术公司的疏水阀,结果一个疏水阀每小时节约0.2吨蒸汽,(按年3000小时,蒸汽70元/吨计算),一小时节约14元,年节约费用4.2万元,武钢相当满意。可见节约蒸汽的经济效益很可观。2.3节水目前企业蒸汽系统中的凝结水大约有80%未经回收而直接排放掉,这不仅浪费了数量惊人的水资源,也把其所含的热能白白浪费掉了。2.4建立蒸汽减排设备工业锅炉是污染物质的主要排放源之一。根据95年统计,全国50万台锅炉,年排放烟尘620万吨。蒸汽的节约将从根本上减少对大气环境的污染。凝结水的回收,减少了软化水的消耗量,也减少了水处理废水的排放量。3系统优化车间蒸汽系统的节能系统蒸汽系统的问题不是一日形成的,不能仅用换换阀门等单一办法,应当用系统的方法统一考虑,综合解决。又由于在冶金行业内蒸汽是一个小专业,缺少专门人才,所以应该由专业公司从技术上协助完成,保证系统的节能效果。攀枝花钢铁集团公司在对全公司蒸汽系统进行评估的基础上,以焦化厂的精制和回收车间为试点,由北京拓峰阿姆斯壮公司提供系统优化设计、关键产品及施工指导等一条龙服务,于1999年7月完成了这两个车间蒸汽系统的节能优化改造,取得显著效果。这个项目主要进行了两大部分改造:(A)完善系统疏水环节;(B)建立健全凝结水回收系统。改造后,大大改善了系统的输配状况,提高了蒸汽的使用效率。在相同的生产及工况条件下,蒸汽消耗量从32.6吨/h下降到24吨/h,蒸汽节约率平均为26%。原来凝结水未回收,改造后80%以上凝结水得以回收,节约了外购软水。该项目投资110万元,年直接经济效益达220万元,投资回收期6个月,属于“短平快”项目。目前攀钢正在筹划对全公司蒸汽系统进行优化改造。从表1上看,蒸汽节能效益为255.5万元,另外回收凝结水节约39.3万元,扣除运行费、管理人员成本费、检修费计73.7万元,则效益为221.1万元。44.1思想先行,重视动力节约(1)各企业能源部门应认真分析本企业蒸汽系统存在的问题及节能潜力,结合攀钢焦化厂蒸汽管网节能改造的成功经验,深入开展蒸汽系统节能的必要性、可行性的宣传教育,以提高职工,特别是提高企业高层领导对蒸汽系统节能的认识,为蒸汽系统节能挖潜创造客观条件。如资金、技术、人员等方面的条件,以改善目前蒸汽系统设备技术落后,浪费严重的状况。(2)认真学习、宣传贯彻“钢铁企业动力节约的规定”。例如:规定中明确指出,严禁长期降压供应、管网的总泄漏率应小于2%、一切疏水器要完好可用,完好率应大于90%。减少散热损失,漏损和散热损失量应小于1%,结构外表面温度要低于50℃等。如前所述,现场与规定相差甚远。能源、设备部门应加强规章制度的宣传教育,并按照有关规定考核,促进蒸汽系统节能改造,使之在技术、管理各方面上水平。4.2举办培训工作,提高管理整体素质。根据培训的需要,开展培训。在充目前企业蒸汽管网技术人员配备很少,不适应蒸汽管网纵横交错的需要。同时,还应举办不同层次、不同内容的培训班。进行知识更新和提高的教育,提高管理技术水平,适应工作需要。目前行业司负责节能工作的部门已开始着手实施这方面的工作。4.3完善测量设备提供正确的计量数据,落实考核政策,以利调动职工和部门节能的积极性。4.4凝结水回收利用技术在充分利用企业现有技术、装备力量的基础上,与专业技术队伍相结合,改造优化蒸汽管网。从蒸汽的产生、输送、使用、凝结水回收及系统的平衡方面综合解决企业蒸汽系统中的浪费问题,从根本上改变蒸汽使用效率低下的状况。(A)在锅炉部分重点控制空气系数,使之达到最佳值;锅炉连续排污和除氧器余热回收问题;完善和配置烟气换热器,烟气温度每下降20℃,燃料消耗可降低1%。(B)在蒸汽输送及使用部分重点解决凝结水回收问题。按照不同用汽设备,选用不同的疏水方式和疏水阀,从而降低蒸汽消耗,解决水击、腐蚀、泄漏等问题。(C)在凝结水回收部分采用与传统方式不同的回收系统,用凝结水自动输水泵回收凝结水。这种泵无需外力,只要在管线中通入少量蒸汽即可连续工作,