首钢迁钢绿色炼钢生产探索_时庆宾.pdf

总第 328 期2023 年第 4 期HEBEI METALLUGYTotal No 3282023，Number 4首钢迁钢绿色炼钢生产探索时庆宾，胡卫东，杨晓艳，刘志强(首钢股份公司迁安钢铁公司，河北 迁安 064404)摘要:随着我国工业化进程的不断加快，工业企业大幅增加，大气污染防治形势越发严峻，河北省推出一系列治理措施，制定了多项工作方案，明确了钢铁行业超低排放指标。首钢迁钢公司积极落实河北省唐山市各级政府出台的相关政策，全面推进深度治理工程，率先实现超低排放。本文以炼钢工序为例，从有组织排放、无组织排放、智能管控等方面进行了全面治理。通过在 1#3#转炉 OG 系统后增设防爆圆筒型湿式卧式电除尘器、4#5#转炉 LT 干法电除尘器升级为三相高频恒流高压直流电源、将滤筒由折叠式改为光面式、在炼钢各区域安装移动式烟尘捕集罩、研发环保智能监控平台等措施，实现了绿色炼钢。结合生产实践，建议钢铁企业应充分利用并发掘资源，使炼钢向着更健康安全、高质清洁、智能高效的绿色方向发展。关键词:超低排放;绿色发展;有组织排放;无组织排放;智能管控中图分类号:TF341文献标志码:B文章编号:1006 5008(2023)04 0070 04doidoi:10 13630/j cnki 13 1172 2023 0416SHOUGANG QIANGANG GSHOUGANG QIANGANG G EENSTEELMAKING PEENSTEELMAKING P ODUCTION EXPLOODUCTION EXPLO ATIONATIONShi Qingbin，Hu Weidong，Yang Xiaoyan，Liu Zhiqiang(Shougang Qianan Iron and Steel Co，Ltd，Qianan 064404，Hebei)AbstractAbstract:With the continuous acceleration of Chinas industrialization process，the significant increase inindustrial enterprises，and the increasingly severe situation of air pollution prevention and control，HebeiProvince has launched a series of treatment measures，formulated several work plans，and clarified the ultra low emission indicators of the steel industry Shougang Qiangang actively implements the relevant policies is-sued by the governments at all levels in Tangshan City，Hebei Province，comprehensively promotes the in depth treatment project，and takes the lead in achieving ultra low emissions Taking the steelmaking processas an example，this paper comprehensively treats organized emissions，fugitive emissions，and intelligentcontrol from the aspects of organized emissions Green steelmaking has been achieved by adding explosion proof cylindrical wet horizontal electrostatic precipitator after the 1#3#converter OG system，upgrading the4#5#converter LT dry electrostatic precipitator to a three phase high frequency constant current high voltage DC power supply，changing the filter cartridge from folding type to glossy type，installing mobilesmoke and dust capture hoods in steelmaking areas，and developing environmental protection intelligent moni-toring platforms Combined with production practice，it is suggested that steel enterprises should make fulluse of and explore resources to make steelmaking develop in a greener direction of health，safety，high quali-ty，cleanliness，intelligence，and efficiencyKey wordsKey words:ultra lowemissions;greendevelopment;organizedemissions;fugitiveemissions;intelligent control收稿日期:2022 12 25作者简介:时庆宾(1982 )，男，工程师，2005 年毕业于河北工业职业技术学院材料科学与工程专业，现在北京首钢股份有限公司迁安钢铁公司从事环保管理工作，E mail:shiqb0913 sgqg com0引言钢铁行业是我国大气污染的重要来源。为了深化工业污染治理、坚决打赢蓝天保卫战，生态环境部会同有关部委研究发布了关于推进实施钢铁行业07河北冶金2023 年第 4 期超低排放的意见，深入推进钢铁行业超低排放。唐山市作为河北省钢铁产业聚集地，粗钢产量约占河北省总产量的 50%。由于产能巨大，其排放总量居高不下，污染治理任务异常艰巨。面对日趋严重的环保形势，河北省唐山市下发了深度治理的一系列文件，首钢迁钢公司积极落实河北省唐山市各级政府出台的相关政策，深入开展环境治理，全面实现了超低排放。本文以炼钢工序为例，从有组织排放、无组织排放、智能管控等方面进行了全面治理，并结合生产实践，对未来钢铁绿色发展方向提出了建议。1有组织排放治理随着环保治理工作推进，国家、地方针对钢铁工业大气污染物超低排放标准 进行修订，有组织排放标准不断加严。炼钢工序二次除尘颗粒物排放浓度降低到 10 mg/m3以下，2021 年 6 月 1 日起，落实 唐山市人民政府对污染物排放特别要求的通知，转炉一次烟气颗粒物控制在 20 mg/m3以下，二氧化硫 30 mg/m3以下，氮氧化物 100 mg/m3以下，具体要求见表 1。表 1钢铁企业超低排放限值mg/m3Tab 1Ultra low emission limits for steel enterprisesmg/m3工序监测数据类型国家级标准要求河北省级标准要求唐山市级标准要求2021 年迁钢控制水平颗粒物1010106套筒窑氮氧化合物15010070二氧化硫503015转炉一次除尘50502010铁水预处理(包括倒罐、扒渣等)、转炉(二次烟气)、精炼炉二次除尘1010106炼钢车间屋顶除尘三次除尘1010106迁钢1#、2#、3#转炉一次除尘系统投产初期采用传统二文三脱 OG 工艺，排放浓度 80 120 mg/m3，为实现超低排放，经多次调研和可行性分析，最终决定采用 OG 系统后增设防爆圆筒型湿式卧式电除尘器改造方案，如图 1 所示。这是全球首套应用于炼钢转炉的湿法电除尘系统，该系统运行稳定，维修次数少，运行能耗低，且颗粒物排放浓度在 10 mg/m3以下，转炉一次除尘实现了超低排放。图 1OG+湿电除尘器工艺流程示意图Fig 1Process flow diagram of OG+wet electrostatic precipitator迁钢 4#、5#转炉一次除尘采用 LT 干法电除尘工艺，设计排放标准 25 mg/m3，2018 年对电除尘器电源进行了升级改造，由单相电源升级为三相高频恒流高压直流电源，除尘效率提升了 30%。同时，与除尘设备厂家共同研发在 ID 风机后增加精除尘过滤装置，2019 年 11 月投产运行，投产后解决了“尾烟”问题，同时颗粒物排放浓度降到 10 mg/m3以下。在实际运行过程中随着 YT 膜滤芯表面粉尘滤饼的堆积，除尘运行阻力逐渐增大，ID 风机的轴承开始振动，2020 年 9 月通过滤筒高度改造对除尘系统进行优化降阻，该问题得到彻底解决。2021 年为解决滤筒损坏的问题，将滤筒由折叠滤筒改为光面滤筒，不但增加了过滤面积，还提高了滤筒寿命。图 2 为转炉烟气排放高精度过滤工艺流程。2无组织排放治理生态环境部、河北省发布的钢铁企业超低排放改造工作方案 中，对钢铁行业的无组织排放控制也提出了更明确的要求。无组织排放重点为未经收集和处理、不经过排气筒、无规则的直接或间接向环境排放污染物的现象。17总第 328 期HEBEI METALLUGY图 2转炉烟气排放高精度过滤工艺流程Fig2High precision filtration process of converter flue gas emission2 1套筒窑区域治理通过对套筒窑原料间密封、增加水雾抑尘装置、落料口增加集尘装置等措施，实现抑尘、吸尘、密封三位一体的环境管控。针对套筒窑单斗底坑上料系统，创新性地实施上料轨道整体密封，实现上料系统物料运输的全流程封闭管理，杜绝粉尘外溢现象。窑下皮带进行了二次封闭，皮带上料机头、机尾安装激光粉尘浓度监测装置，并与系统联网，实时监控区域粉尘浓度，以便采取有效控制措施。炼钢 23 个卸灰点位全部升级改造，均使用吸排车外排;套筒窑的部分除尘灰替代 K 脱硫使用的脱硫剂，除尘灰回收利用，减少外排，降低生产成本，同时替代脱硫剂降低了脱硫剂原料消耗。2021年对套筒窑的成品除尘灰外排进行升级改造，通过气体输送的方式直接输送至 K 脱硫剂料仓。2 2炼钢工序治理一炼钢、二炼钢转炉上方全部配套独立的屋顶三次除尘系统，并对转炉区域厂房、天窗进行密封，有效降低了厂房顶粉尘溢散的情况。钢渣处理区域厂房完全密封，并配套相应的屋顶除尘设备。钢包冷修、热修区域安装移动式集尘罩，并与现有除尘系统连通，实现钢包修砌过程中粉尘的有效收集。结合炼钢作业部连铸机特点，在连铸大包、中包区域设置天梁地轨移动式烟尘捕集罩，连铸切割区域安装快装式烟尘捕集罩并与现有除尘设备连通，实现板坯铸机开浇、投放保护渣、板坯切割过程中烟尘的有效收集。图 3 为移动式烟尘捕集罩。图 3移动式烟尘捕集罩Fig3Mobile soot trap2 3厂房微污染源治理源头治理是无组织排放治理的关键，通过对重点排放的有效收集，无组织排放治理取得了初步成果，但厂房微小污染源众多，为集中治理的重点。下料系统漏料是厂房内粉尘的主要污染源之一，通过改造下料溜槽，密封电震系统，增加收集装置等措施，下料系统扬尘得到有效降低。在原料厂房、料棚进出口安装车辆冲洗装置，要求进出车辆必须冲洗。在脱硫、倒灌站、转炉、精炼各层平台、天车走台等清理难度较大区域增加厂房真空负压吸尘装置，增加厂房清扫车等，可有效提升清理效率，同时避免人工清扫过程中的二次扬尘。3智能管控3 1核心点位 全程监控 自动显示自主研发炼钢环保管控平台，通过高清视频对厂房内、外进行全方位监控，发生烟尘外逸时，平台通过图像识别、追踪、记忆、推送至管理人员的企业微信和手机客户端，及时提醒相关人员查看和处理。3 2排放绩效 实时监测 自动报警环保监控平台对在线数据进行监测并实时提前自动预警(声音+数值颜色显示)，当小时均值大于报警值 80%时，进行预警提示，对瞬间超标的数据及时进行报警，确保在线数据稳定达标。3 3环保设备 智能联网 自动调节通过环保管控平台的搭建对除尘阀进行动态调控，使除尘设施与生产设施合理匹配，充分利用资源，将现有风量发挥到极致。4绿色发展的思考4 1绿色发展 健康安全持续推进全流程超低排放，建设清洁绿色的美丽工厂，实现生产工序超低粉尘、超低噪声，煤气、污水零排放，固体废弃物充分循环利用来保障职工职业卫生。创造整洁有序的作业环境，通过做实安全生产标准化和本质化安全的持续推进，来创造整洁舒适安全的作业环境保障职工作业安全。27河北冶金2023 年第 4 期图 4信息化管控平台Fig 4Information management and control platform树立绿色制造的发展理念，结合节能、降耗、减排、增效等绿色生产指标的制定，积极营造低碳、环保生产氛围，推进企业绿色制造和职工身心健康持续发展。通过环保管控平台的搭建对除尘阀进行动态调控，使除尘设施与生产设施合理匹配，充分利用资源，将现有风量发挥到极致。4 2绿色发展 高质清洁积极发挥引领作用，着力在绿色产品、资源节约、清洁保护等领域推进和研发轻量化汽车钢、新能源电工钢、高强度防爆板等一批绿色钢铁产品，助力行业发展向清洁产品转型升级。通过绿色供应链，对上游企业开展绿色生产的综合评价，引导企业清洁生产、绿色制造。4 3绿色发展 智能高效通过标准化模型、机器人操作、PES 系统分析等信息化手段，依托图像识别技术、大数据分析、智能检测技术等实现一键操作，减少人为干预，杜绝操作事故，全面实现绿色智能化生产。5结语首钢迁钢公司位于环渤海经济圈内的河北省迁安市，是首钢落实科学发展观，推动企业改革、钢铁产业升级精心建设的京津冀协同发展示范性工程。作为首钢集团主动融入京津冀协同发展，实施战略性结构调整建设的新一代绿色钢铁企业，首钢迁钢坚持“高水平、高起点、高标准”的建设定位，致力打造“循环经济型、节能环保型、绿色高效型”的新一代冶金示范工厂。通过一系列有效的治理，首钢迁钢有组织排放、无组织排放均达到超低排放标准，通过地方环保部门验收。首钢迁钢公司2018 2020年连续三年获评环境绩效 A 级企业。吨钢颗粒物排放量由2018 年的 0 88 kg 降至 0 2 kg;吨钢二氧化硫物排放量由 2018 年的 0 88 kg 降至 0 08 kg;吨钢氮氧化物排放量由 2018 年的 0 88 kg 降至 0 25 kg。随着环保标准的不断加严，钢铁企业环保工作任重道远，后续炼钢将在环保管控智能化，除尘器运行高效化，环保成本低端化等方向，持续探索、不断改进，坚决打好污染防治攻坚战，为区域环境质量改善发挥积极作用。参考文献 1梁田 基于生命周期评价的典型钢铁企业环境影响评估及绿色发展研究 D 郑州大学，2020 2Griffin P W，Hammond G P Analysis of the potential for energydemand and carbon emissions reduction in the iron and steel sector J Energy Procedia，2019，158:3915 3922 3 赵春丽，许红霞，杜蕴慧，等 关于推进我国钢铁行业绿色转型发展的对策建议J 环境保护，2017，45(Z1):41 44 4 吴铁，吕晓君，董峥，等 德国钢铁行业环境管理及对我国转型的启示 J 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