工业领域绿色低碳技术应用案例5 降低110吨熔炼炉天然气单耗项目.docx

案例5降低UO吨熔炼炉天然气单耗项目主要完成单位：宝武铝业科技有限公司主要完成人员：骈常顺、左爱武、杨金城、晏国胜、杨博、刘超、李峰铝的生产涉及高温熔炼、电解等工艺，但铝业熔铸领域作为能源密集型工业部门之一，面临着能源消耗、环境排放和可持续发展等方面的挑战。其中，熔炼炉是铝生产过程中的关键环节、也是能源消耗的主要来源之一，降低熔炼炉天然气的消耗水平具有重要意义。一、项目背景降低熔铸炉天然气消耗在铝业熔铸领域面临着技术、成本、运维、工艺等多方面的挑战。传统不当的熔铸炉的设计和技术可能限制了能源效率，而引入新的节能技术将可能对生产工艺进行调整，需要确保产品质量和生产效率不下降。因此，为了减少能源消耗与碳排放总量，实现企业绿色低碳发展，亟需引进先进节能装置，采取技术改进措施，强化现场基础管理，降低吨铝天然气单耗。宝武铝业科技有限公司研发降低110吨熔炼炉天然气单耗项目，旨在解决吨铝天然气消耗过高的现状。具体而言，宝武铝业熔铸厂的能源消耗以天然气为主，占熔铸厂能源消耗的70%左右，2021年IIOt熔保炉机组投产以来天然气单耗一直偏高，吨铝消耗最高达到112m3T,全年平均消耗为103m3T,而同等工况的铝加工企业天津忠旺吨铝消耗为92m3T0为此，宝武铝业组织设备技术人员、工艺技术人员和现场操作人员组成攻关小组，通过理论分析、对标找差和现场观察，从人机料法环全方位排查影响因素，并逐一开展要因论证，大幅减少了吨铝天然气单耗，降低了企业生产成本和烟气排放量。二、创新点及相关技术内容创新点1:采用国际先进天然气节能技术我国企业天然气的燃烧效率普遍未达国际领先水平，常应用陈旧的烧嘴技术，意味着每单位的天然气消耗量增加，而且燃烧不充分可能产生大量的未燃烧气体，进一步增加了能源浪费。并且，燃烧设备使用陈旧的烧嘴可能存在安全隐患，易发生泄漏、爆炸等危险情况，在更换新型烧嘴时面临着较长的检修时间与较高的费用，可能会延误生产计划，并增加维护成本。针对上述问题，项目采用国际先进节能技术，提高天然气燃烧效率。通过广泛调研，引入一套天然气大分子切割磁性装置，通过将天然气大分子族破碎为小分子，从而提高天然气燃烧效率。图1安装节能器提高天然气燃烧效率创新点2：改进创新蓄热系统针对炉压控制不够稳定、炉压控制PID参数不合理，以及其导致的尾排烟气闸板频繁开启，大量高温烟气未经蓄热箱换热直接排放，造成能耗浪费等现实问题，项目通过调整烟道闸板控制程序，制定多种措施以提升炉压稳定性，大幅度减少了烟道闸板开启的频次和幅度。图2提升炉压稳定性创新点3:优化燃烧控制程序传统燃烧控制程序通常专注于基本的燃烧调节和控制，通常从燃烧效率和排放控制角度进行调整，较少关注蓄热效率的优化。为优化上述现状，项目开展针对化改进，旨在提升蓄热体换热效率，以解决蓄热箱内蓄热小球易堵塞，以及其导致的阻力增大、烟气通量减少、造成能耗增加的问题，充分发挥蓄热箱的蓄热功能。对原有蓄热系统进行改进和创新，改进结构型式扩大蓄热小球装入量，优化蓄热小球直径，提升换热效率。图3提升蓄热体换热效率创新点4:调整烟道间板控制程序项目旨在优化燃烧控制模型，以充分考虑宝武铝业是以纯固态料的现实，完善对熔炼炉燃烧控制模型的设计、解放燃烧功率的限制（如排烟管道的排烟温度N240C。，就会降低一个炉子的燃烧负荷输出功率，影响产量，进而造成吨铝消耗升高）。为此，指定专人自主消化吸收控制模型，通过大量的数据收集积累，找到了适合宝武铝业现状的空燃比、天然气最大流量值、炉气最高温度以及升温曲线。图4优化燃烧控制程序三、经验总结与推广价值降低110吨熔炼炉天然气单耗项目结合现场生产实际，从减降企业经营成本问题入手，通过引入先进装备、模型的自主消化攻关、设备的自主改进等多措并举，以较短时间、较低成本实现了吨铝天然气单耗的降低。根据宝武铝业科技有限公司测算结果，项目取得了较好的经济效益和环境效益，减少了碳排放，助力国家绿色低碳发展，有利于树立企业形象，同时减少了企业能源消耗成本，增加企业社会竞争力。项目完成以来，11OT熔保炉2023年一季度吨铝天然气单耗从103m3T降到75m3T左右，同比2022年同期降低了27%以上，按照单炉年产量10.89万吨，三门峡地区天然气单价3.38元/m3来计算，每年节省天然气305万m3,可实现直接经济效益100O万元/年以上，二氧化碳减排达到6000吨/年。截至2021年12月，全国金属冶炼设备产量为81496吨，同比下降7.2驰，其中应用天然气的熔炼炉作为政策与能源共同作用的产物仍然具备较大的市场存量。但是，当前多数熔炼炉的天然气利用效率较低，增加了企业的经济成本、能耗水平和排放量，使得借鉴降低110吨熔炼炉天然气单耗项目经验，提升企业综合经济与环境效益具有可行价值。