上海純水設(shè)備解析唐山鋼鐵業(yè)如何減少水資源的使用
【上海純水設(shè)備行業(yè)新聞】
世界鋼鐵看中國，中國鋼鐵看河北，河北鋼鐵看唐山。唐山周邊有約43個鋼鐵聯(lián)合體，可以說是個“鋼鐵扎堆”地方。鋼鐵建起來的唐山也患有空氣質(zhì)量差的重工業(yè)鄉(xiāng)村“通病”嚴(yán)峻的形勢下，局部鋼鐵企業(yè)選擇了勇敢轉(zhuǎn)型，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”形象，成為走在綠色清潔工業(yè)的領(lǐng)頭羊”記者近日走進唐山局部鋼鐵企業(yè)，一探究竟。
河鋼集團唐鋼公司廠區(qū)
華北地區(qū)最大的鄉(xiāng)村中水和工業(yè)廢水處置中心—河鋼唐鋼水處置中心
海水淡化和廢水處置節(jié)省淡水資源
華北地區(qū)人均水資源占有量是全國的1.5%左右，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，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（簡稱：首鋼京唐公司）成為我國第一個建在海邊的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)上海純水設(shè)備公司能源與環(huán)境部副部長汪國川回憶說，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，一旦出現(xiàn)斷流，對鋼廠生產(chǎn)都會帶來極大影響。所以，如何利用臨海的優(yōu)勢解決用水的問題，首鋼人從搬遷過來就開始的實踐。2009年海水淡化項目正式投產(chǎn)，現(xiàn)在利用海水淡化技術(shù)，日產(chǎn)水能力達5萬噸，可以滿足廠區(qū)生產(chǎn)一多半的用水需求。
廠區(qū)海水淡化實驗樓，陳放著一座海水淡化模型，汪國川介紹說，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，項目建設(shè)分為兩步，一期一步2套裝置，全部引進法國技術(shù)，一期二步2套裝置，由首鋼自主設(shè)計并現(xiàn)場加工制造。主體蒸發(fā)器在國內(nèi)屬于首次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，多種運行方式相結(jié)合，實現(xiàn)了鋼鐵廠余熱蒸汽使用量的動態(tài)調(diào)節(jié)，將熱能轉(zhuǎn)化為水儲存，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，運行過程中，項目技術(shù)負責(zé)人吳剛也逐漸發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如溶垢。就跟家里燒水壺用久了會有垢一樣，如果控制得不好，設(shè)備每年將有10%衰減?，F(xiàn)在13年進行一次清洗，設(shè)備產(chǎn)水效率就可以保持在高水平。
汪國川補充說，淡化的海水用于鋼廠生產(chǎn)，而海水淡化發(fā)生的濃鹽水則供給附近的化工企業(yè)用于制堿或曬鹽，有效實現(xiàn)了區(qū)域循環(huán)、增值利用，示范效應(yīng)非常明顯。
走進河鋼集團唐鋼公司（簡稱：河鋼唐鋼）水處理中心，兩個巨大的蓄水池中的中水、工業(yè)廢水經(jīng)旁邊一道道水池處置后，最后一道水已經(jīng)較為清澈。水處置中心主任梁宏書介紹，河鋼唐鋼已關(guān)停全部深井水，工業(yè)用水全部來自鄉(xiāng)村中水與企業(yè)自身的工業(yè)廢水，采用超濾和反滲透等廢水深度處置技術(shù)建設(shè)大型鄉(xiāng)村中水與工業(yè)廢水處置設(shè)施，實現(xiàn)了鄉(xiāng)村中水與工業(yè)廢水深度處置及綜合利用。
據(jù)了解，中水又叫再生水，指生活污水或工業(yè)廢水等經(jīng)適當(dāng)處置后，達到一定水質(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“鄉(xiāng)村第二水源”鄉(xiāng)村工業(yè)生產(chǎn)耗水量巨大，然而很多情況下工業(yè)用水不必達到飲用水規(guī)范，這時處置后的廢水就派上了大用場。華北地下水超采造成了漏斗區(qū)，因此水資源要格外注意維護。煉鋼本身是耗水大戶，全部采用廢水再利用對鄉(xiāng)村和企業(yè)都是好事情。梁宏書具體介紹說，投資3.26億元建設(shè)的華北地區(qū)最大的鄉(xiāng)村中水與工業(yè)廢水處置項目。每天能夠處置鄉(xiāng)村中水和工業(yè)廢水各7.2萬立方米；從污水處置廠購買鄉(xiāng)村中水比直接購買凈水利息要低，投資建設(shè)水處理設(shè)備，經(jīng)濟賬還是算得過來的希望政府對工業(yè)企業(yè)使用中水進行適量補貼，以鼓勵企業(yè)使用中水、節(jié)省水資源的積極性。
余廢利用成節(jié)能減排“主力軍”
河鋼唐鋼能源環(huán)保部副部長袁學(xué)軍介紹說，為了進一步密切與鄉(xiāng)村和諧共生，河鋼唐鋼主要生產(chǎn)工序能耗指標(biāo)不同水平地實現(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到行業(yè)先進水平。二次能源進一步實現(xiàn)高效合理回收利用，企業(yè)總體余熱余能自發(fā)電比例達到60%以上。
過去人們覺得沒用的東西現(xiàn)在都是寶。別看芝麻粒大的東西，集起來是非?？捎^的量，節(jié)能歷來不能小視。袁學(xué)軍介紹，河鋼唐鋼不時進行先進節(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)電機組，建立高效率、大容量發(fā)電機組，進一步提高余熱余能利用水平。
袁學(xué)軍舉例說，廠里的金屬油桶用完壓扁后進行煉鋼，一年也有幾百噸的產(chǎn)出。高爐沖渣水的溫度約80100℃，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。
唐山市在全國重點鄉(xiāng)村中空氣污染綜合指數(shù)的排名中一直處于有利地位，環(huán)保治理形勢十分嚴(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鄉(xiāng)村高23倍，造成唐山空氣污染綜合指數(shù)的排名落后的一個主要因素。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)保部副部長劉國良告訴記者，為此唐鋼在唐山市率先針對一氧化碳排放量較高的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行技術(shù)攻關(guān)，對軋鋼加熱爐與高爐爐頂均壓煤氣管道進行一氧化碳減排改造，得到唐山市政府的肯定。
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)保上的利息有200元，這個投入在國內(nèi)目前是最高的汪國川告訴記者，作為沿海鋼鐵廠的示范廠區(qū)，公司依托海水淡化項目形成了循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)資源的高效利用。例如，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，實現(xiàn)能量的梯級綜合利用，不只實現(xiàn)了煤氣、蒸汽的零”放散，可大幅度降低海水淡化運行利息更好的實現(xiàn)熱、電、水的聯(lián)產(chǎn)。此外，公司自備電站兩臺30萬發(fā)電機組鍋爐采用煤－煤氣混燒技術(shù)，首先減少了鋼廠副產(chǎn)物煤氣的放散，常州純水設(shè)備有利于改善空氣環(huán)境質(zhì)量。其次，煤氣的回收利用，直接減少了原煤的消耗。依照機組目前摻燒情況，每年大減少原煤消耗60萬噸，減少二氧化硫發(fā)生量3600噸。
能源管理系統(tǒng)還需多信息融合
記者了解到首鋼京唐公司在十二五”期間已建成能源管控中心，通過燃氣系統(tǒng)實現(xiàn)煤氣“回收最大化”利用最優(yōu)化”效益最大化”通過供氣系統(tǒng)最終將達到氣態(tài)氧及氣態(tài)氮的零放散；通過供水系統(tǒng)實現(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，解決供用電利息以及供電可靠性問題；通過熱能系統(tǒng)實現(xiàn)蒸汽系統(tǒng)的智能動態(tài)平衡，降低蒸汽消耗，讓蒸汽利息最低。
汪國川看來，能源管理中心如何進行智慧能源系統(tǒng)技術(shù)升級；如何實現(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，完全解決因巡檢周期長而造成的監(jiān)護失控問題；氧氣智慧優(yōu)化運行系統(tǒng)的應(yīng)用，上海水處理設(shè)備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’功效；強排泵站、空壓機站、換熱站、污水處置站，輔助泵站等區(qū)域?qū)崿F(xiàn)集中監(jiān)視，遠程調(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，主體生產(chǎn)廠，再到生產(chǎn)線，進行垂直化管理。采用這種方式運作起來更加高效有序。告訴記者，企業(yè)按需用能，可以防止“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)上將能源管理實現(xiàn)了信息化。運用信息化的手段，把各主要用能單元的各種參數(shù)實時統(tǒng)計并顯示在調(diào)度大廳，實現(xiàn)能源的自動化管理和運行，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)還沒有完全實現(xiàn)用能單元的智能化調(diào)節(jié)和各種情況自動處置，仍然需要不時完善，以實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)能源更高效利用。
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