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新形势下的钢铁行业如何选择制氧技术

2018-03-15 10:54:00    

丁全贺

  近年来,钢铁行业采取了一系列措施,有效地促进了去产能、去库存、降成本、补短板,优化存量资源配置。党的十九大报告也强调深化供给侧结构性改革,对钢铁行业可持续发展有着深远的影响。2017年,钢材价格持续保持高位,钢铁企业希望抓住这波行情,但是受制于严控新增产能的政策,通过技术进步提高产能成为钢铁行业的选择。

  新形势下钢企希望提高制氧能力

  现阶段钢铁行业的新形势表现为:

  全球经济持续复苏,出口有所回暖,“一带一路”建设将极大地带动钢铁行业“走出去”,未来前景可期;国内基础设施建设投资与房地产投资增幅虽然回落,但国内整体宏观经济运行良好,钢铁行业产销增长明显。

  通过采取取缔“地条钢”和淘汰落后产能等措施,钢铁行业去产能取得显著成效;部分区域性政策和环保政策对行业存在较大影响,如京津冀秋冬季大气污染综合治理攻坚方案,即“2+26”城市采暖季对钢铁等行业限停产政策,对于国内的钢铁产能客观上起到了极大的抑制作用。市场供需得到有效调节,钢材价格虽有震荡,但将持续保持高位,钢铁行业盈利能力和水平也将保持高位。

  钢铁行业技术进步和产业升级将进一步释放优质产能,但严控新增产能的大形势不变,促使钢铁行业增加对环保和技术进步的投入,降本增效,优化产业结构,提升产品竞争力和附加值,通过技术进步提高产能将成为钢铁行业的发展方向。

  总之,现阶段钢铁行业的整体发展形势向好。但是,钢铁行业受原材料价格波动、政策效应、环保政策、国际贸易壁垒、下游产品供需、宏观经济发展等各方面综合因素影响较大,对此,业内各机构和专家对于钢铁行业良好的发展势头能否长久持续看法并不一致。无论如何,大多数钢铁企业都想抓住这波行情,因此,在严控产能、等量置换、淘汰落后的情况下,相当一部分钢铁企业把目光投向那些能够迅速带来产能提高的技术上。其中,提高高炉富氧率是一个非常现实有效的办法。在刚过去不久的2017年,多家钢铁企业都选择提高自己的制氧能力,纷纷投资建设多套大型制氧机组,一种简单高效的制氧方式受到热捧,即变压吸附制氧技术。

  变压吸附制氧技术优势突出

  变压吸附制氧技术是通过吸附剂实现氧气和氮气的分离,其产品仅为单一的富氧,无其他副产品,一般作为高炉炉前富氧配套使用。笔者结合在国内专业从事变压吸附制氧技术装备研发生产的北京北大先锋科技有限公司的实践,认为与深冷技术相比,变压吸附制氧技术生产的氧气成本低,建设周期短,负荷调节方便,操作简单,非常适合现阶段钢铁企业增产需要。

  首先,变压吸附制氧的运行成本低。1立方米纯氧(折合纯度100%)电耗一般为0.32千瓦时~0.35千瓦时,按照电费0.5元/千瓦时计算,其运行成本约为0.15元/立方米氧气,再将折旧、人工、维护等全部成本考虑在内,1立方米纯氧的成本也在0.3元以下。

  其次,建设周期短。从土建到安装再到试产,一般情况下,变压吸附制氧6个月以内便能产出氧气。在现阶段,钢铁企业更倾向于选择工期短、见效快的增产途径。装置早日投产,早日带来效益,按照目前的钢铁价格,效益非常可观。

  再其次,负荷调节方便。采用变压吸附制氧后,全厂氧气增加,在保证高炉开足马力的基础上,还可以将更多的高纯氧气送至炼钢系统。此外,从长远看,如果未来钢铁形势转冷,变压吸附装置负荷还可以配合生产计划进行有效调节,进一步降低成本。

  最后,操作方便。制氧设备自动化运行,企业仅需增加6名~8名操作工人,对人员的专业要求门槛低,很容易被纳入现有能源系统,进行统一管理,不会给企业造成用人困扰。

  以下为某钢铁企业投资建设变压吸附制氧装置的部分运行数据,可供参考。

  该钢铁企业有3座高炉,一座3200m3高炉、一座2500m3高炉、一座1080m3高炉。高炉炼铁富氧率每增加1%,理论可增产4.76%,实际可增产3%~4%,增加喷煤12kg/t~13kg/t,降低焦比0.5%;高炉炼铁富氧率每增加1%,高炉煤气的热值提高3.4%,高炉煤气作为热风炉燃气更容易烧炉。该钢铁企业综合考虑高炉的生产现状,计划将3座高炉的富氧率由3.5%提高至4.4%左右,对应氧气量由39000Nm3/h增加至49000Nm3/h,即纯氧量增加10000Nm3/h。

  按照炼铁增产3%计算,该企业增加铁产量475.2吨铁/天,按照作业时间350天、吨铁综合增效700元计算,其经济效益为11642万元/年。

  同时,年投入成本(包括水电气、人工、维护、折旧)约为2000万元,则年经济效益约为9600万元/年。

  若与同规模深冷装置相比,考虑工期差异和氧气成本差异(统一按照0.1元/立方米氧气计算),变压吸附技术带来的间接效益为:节约4个月工期,一次性效益为3200万元;氧气直接成本节约840万元/年。

  综上所述,富氧大喷吹是现代大型炼铁高炉节能、节焦、增产的重要措施之一,富氧还可促进高炉煤气利用,富氧燃烧技术可以弥补高炉煤气热值低的不足,提高利用效率。钢铁企业若以提高高炉富氧率为切入点,配套建设相应规模的变压吸附制氧系统,通过高炉富氧喷煤,提高炼铁产量,将创造可观的经济效益。

编辑:曾巧巧     来源:中国冶金报-中国钢铁新闻网
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