兖矿集团有限公司科学技术进步奖申报书.docx

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1、附件：兖矿集团有限公司科学技术进步奖申报书一、项目基本情况评审专业电解铝评审编号项目名称中文铝用阴极生产节能工艺研究英文主要完成人张 涛、陈晓军、江多虎、潘三红、孙国强、刘 祎、米寿杰 丁立伟、孙丰勇、杜松年、刘 清、周 朋、蔡令印 主要完成单位山东兖矿炭素制品公司项目可否公布是密级及保密期限3主 题 词炭素；节能；研究；学科分类名称1石墨,炭素材料代码4306025 2代码3代码技术水平 申报项目的所属领域节能减排任务来源兖矿集团有限公司计划（基金）名称和编号：（08）40项目起止时间起始2008年3月完成2009年12月二、项目简介项目所属科学技术领域、主要研究内容、技术经济指标、促进集团

2、公司科技进步作用及应用推广情况一、项目所属科学技术领域：项目所属节能减排领域。二、主要研究内容：为贯彻落实国务院节能减排综合性工作方案的重要精神和集团公司节能减排的任务目标，满足降低炭素产品生产成本的需要，确定了对铝用阴极生产过程中三大耗能设备的节能工艺技术研究内容，包括：1、电煅炉煅前无烟煤粒度配比与煅烧电流的关系研究；电煅煤质量、排料频率（产量）与煅烧电流的关系研究；电煅炉上下电极极距与煅烧电流控制研究。2、焙烧炉焙烧炉焙烧不同阴极炭块最佳运行曲线的研究；焙烧炉保温及密封方式的改进；焙烧炉负压与能耗的变化关系；3、导热油炉导热油运行温度与生产工艺要求温度的最佳匹配关系；燃烧器风门与煤气压力

3、、流量配比关系研究；防止炉堂内导流筒产生裂缝的方法和防止热气流短路的方法。三、技术经济指标：1、电煅煤电耗降低50kwh/t左右。2、铝用阴极产品热值消耗比2007年平均降低10001500MJ/T。四、促进集团公司科技进步作用及应用推广情况：铝用阴极生产节能工艺研究研究成果的完成，提升了炭素公司技术队伍的科研能力，是落实集团公司创新团队建设的具体体现。铝用阴极生产节能工艺研究项目实现的节能减排效果，一方面每年可为炭素公司节约生产成本335.1万元，为企业面对金融危机、实现盈利目标提供了基础保障。焙烧炉短焙烧曲线和不同焙烧曲线转换技术的开发，突破了国内炭素行业对阴极炭素焙烧曲线思维禁锢，既保证

4、了焙烧产品质量和安全，也节省了焙烧工序的能耗。导热油炉烟气余热的利用，属于国内首创，在本项目中是实现最大节能量的工序。该技术的成功开发，形成了炭素公司在导热油炉使用中的核心技术，在国内同行业极具推广价值。（不超过800个字）三、项目详细内容1.立项背景（不超过800个字）根据贵阳铝镁设计研究院的初步设计，炭素公司现有阴极生产线生产1吨铝用阴极底块消耗的焦炉煤气为400m3，电力为1250KWh，折算为每吨焙烧品耗热为8.01GJ。2007年上半年，炭素公司在超负荷生产、剔除生产高石墨产品因素的情况下，铝用阴极底块消耗的焦炉煤气仍为403m3，电力为1100KWh，每吨焙烧品实际能耗在7.69G

5、J，虽然比设计值低0.32GJ/t，但随着下半年产量的降低，产品能耗将会有所上升。从连续几年的生产情况分析，生产1吨铝用阴极炭块的综合电耗为10501100KWh，消耗焦炉煤气约410-450m3。而德国在使用70年代设计的Redhammer焙烧炉焙烧铝用阴极时，1吨焙烧品热耗为5.025.9GJ，而目前国内最好水平为每吨焙烧品能耗为6.37.9GJ，为国外的1.251.57倍。法国Savoie公司电煅无烟煤的生产技术居国际领先水平，每吨电煅无烟煤电耗仅为550KWh，而炭素公司电煅无烟煤的电耗为900KWh/t。排除设计的炉型因素外，与国外同行业相比，炭素公司的产品能耗明显偏高。与国内同行业

6、相比，炭素公司的产品能耗水平处于中等水平，仍然有一定的节能空间。本项目立项的目的是：通过进行铝用阴极生产节能工艺的研究，实现生产工艺控制技术的改进，在保持产品质量稳定的情况下，降低阴极炭块的综合电耗和煤气消耗，提高能源的综合利用效率，降低产品单位成本，增加企业效益和产品市场竞争力。同时，也是落实国家的节能政策，承担节能的社会责任，提升企业社会形象的具体行动。2.详细科学技术内容（不超过10页）2.1煅烧炉运行方式改进方案和实施情况2.1.1电煅炉煅烧无烟煤的原理分析电煅烧炉的工作原理是焦耳楞次定律，即Q0.24I2Rt，电煅烧炉以被煅烧的物料作为导电介质，当电流通过被煅烧的无烟煤时，无烟煤自身

7、的电阻消耗电能，把电能转换成热能，使煅烧炉膛内温度升高,对被煅烧物料进行加热煅烧，炉膛内的煅烧料在上、中、下的不同位置被煅烧程度不同。因为物料在整个煅烧过程中，必须经过预热微煅烧带、高温煅烧带、冷却带三个阶段。无烟煤在没有煅烧前，导电性能较差，在电煅烧炉煅烧带不能作为导电介质，必须经过预热带的预煅烧降低电阻率来提高其导电性能（预热带内有导电电极将电流引入高温煅烧带），被预热带预煅烧后的无烟煤下移进入高温煅烧带，高温煅烧带的无烟煤通过电流时，把电能转换成热量，释放大量的热量和挥发份，自身得到煅烧，电阻率降低，变为电的良导体。煅烧过程中释放的部分热量在炉内负压的作用下，通过无烟煤颗粒之间空隙上移到

8、预热微煅烧带，预热微煅烧带的无烟煤被上移的热量所预热和微煅烧，无烟煤被微煅烧后电阻率下降到13001500.mm2/m，下移到煅烧带时已变作导电介质，在煅烧带被通过电流高温煅烧，煅烧后的无烟煤下移到冷却带被冷却，冷却后的温度降为300左右，进而被输送到排料系统，输出炉外，进入煅后料罐贮存起来。2.1.2直流式电煅炉炉芯电阻供电回路总电阻率是由母线电阻Rm，上部电极夹具的接触电阻Rj，上部电极电阻Rs，炉芯电阻R1，下部电极电阻Rx组成。R=Rm+Rj+Rs+R1+Rx1030 KVA直流电煅烧炉上部电极采用400mm的石墨电极，下部电极采用自焙烧电极，上部直径为500mm，下部直径为1100m

9、m。根据欧姆定律，在供电电压不变情况下，电阻改变将引起电流改变，无烟煤的电阻是温度的函数R1=f(t),炉温是炉芯长度的函数t =f(s)，在升温过程中，电阻要变小，就会导致电流升高，所以采用降低电压来适应。所以在生产中可根据电流的变化来调整排料量。2.1.3降低电煅炉工艺电耗的改进措施电煅烧炉在煅烧无烟煤的过程中，变化的要素非常多，它是一个非线性、多变量耦合、时变的工业过程。电煅炉内物料自身在通电电流的作用下发生着复杂的物理、化学变化以及各种外界条件及作业环境的干扰，决定了电煅炉煅烧无烟煤的过程中，众多参数在动态条件下是变量和不可变量及不可连续的测定性。为此，在实际生产运行过程中，对电煅炉煅

10、烧无烟煤的工艺原理做了认真分析和研究，抓了以下几个方面的工艺技术研究与应用。2.1.3.1调整上部电极长度，控制炉芯电阻根据生产阴极炭素产品需要，电煅煤粉末电阻率要求控制在550750.mm2/m，电煅煤产量日产量设计值为17吨，在此前提条件下，上部电极长度控制适宜，对于减少炉芯电阻，增加煅烧带电流，提高煅烧带无烟煤的发热量及炉子的正常操作很有益处。为找出上部电极长度的合理范围，在生产过程中，研究小组进行了系列试验，试验数据如表1：表1：调整上部电极长度试验数据上部电极长度（mm）电煅煤质量状况耗电量（kwh/t）试验11400差950试验213001400优835试验31300差1108在上

11、部电极下放长度的研究中，我们通过多次试验发现，如果上部电极底部距夹持器的长度大于1400mm时，煅烧带下移，电煅煤粉末电阻率较低，但冷却效果不好，电煅煤排出温度500以下，易氧化，灰份增加，粉末电阻率的均匀性差；当上部电极底部距夹持器距离小于1300mm时，煅烧带上移电煅煤冷却效果好，排出电煅煤温度280以下，与空气接触不氧化，但无烟煤煅烧效果不好，粉末比电阻值高，高温煅烧带加长，炉芯电阻增大，电耗增高。当上部电极底部距夹持器距离为13001400mm，特别是控制在1350mm时，电煅煤煅烧均匀，粉末比电阻范围为550750之间概率为95以上，冷却效果良好，排出温度为280350之间。通过上述

12、试验，上部电极长度控制在13001400mm为最佳。在实际生产过程中，测量并控制上部电极长度在最佳控制范围内已经形成制度化，做到24小时测量上部电极一次并及时调整上部电极，保证严格控制在13001400mm之间。2.1.3.2调整烟道闸板，控制烟道温度电煅烧炉在正常运行过程中，烟道温度的控制是影响电煅炉煅烧无烟煤工艺电耗的一个重要因素。烟道温度控制适宜，对提高电煅炉的预热带温度及炉子的正常操作，保证电煅炉煅烧无烟煤质量，降低电煅无烟煤电耗提供一个工艺技术保证。如果烟道温度过高，说明炉内负压过大，挥发份在负压的作用下，在排出炉内的过程中带走的热量就多，热量损失过大，使预热带的温度偏低，无烟煤在预

13、热带预热煅烧不充分，下移进入煅烧带后，在煅烧过程中电耗增高。如果烟道温度过低，炉内负压过小，热量损失虽可减少，电耗降低，但易造成挥发份从烟道抽不走，部分挥发份从炉面排出时着火。将产生两方面的后果：一方面造成炉内火苗烘烤夹持器，夹持器易被火苗烧坏，夹持器内冷却循环水泄漏，发生大的火灾及人身伤害事故；另一方面造成炉面无烟煤氧化，灰分增加，增加无烟煤的消耗，生产成本增加，电煅无烟煤产品质量降低，最终影响到铝用阴极炭素产品质量。对烟道温度的控制，是通过调整烟道闸板来进行的。表2中列示了科研小组进行的试验中烟道温度与电煅煤质量、耗电量关系。表2：烟道温度与电煅无烟煤质量、耗电量关系烟道温度（）电煅无烟煤

14、质量状况二次电流（KA）耗电量(kwh/t)试验1550600差1213900试验2600650优1213850试验3650700差1213950从试验数据得出的结论是，保证炉面不着火，又使电煅煤电耗较低的烟道温度为600650。在后续生产中按此要求对烟道温度进行了严格控制，电煅无烟煤质量稳定符合要求，耗电量在850kwh/t。2.1.3.3改造电煅无烟煤煅前上料系统通风除尘灰的排放流向电煅炉的加热方式与回转窑，罐式炉的加热方式不同，因而对煅烧料的粒度必须有严格要求。无烟煤粒度的选择及其大小颗粒的分布状态对产品的煅烧质量及炉子的操作都产生影响，也影响到电煅煤的电耗。特别是-0.075mm以下的

15、通风粉子料进入电煅炉内煅烧时，产生的挥发份不易通过颗粒间隙排出，随着炉内煅烧温度的升高，压力的增加，可诱发电煅烧炉放炮喷料的事故，另一方面造成粉子料与颗粒料的局部混合，进入炉内颗粒料的局部颗粒偏析，透热率不均，为保证电煅煤的质量，需通过加大送电量的办法来提高煅烧质量，这样就产生了电煅炉工艺电耗的增加。由于原工艺设计的不合理性，造成了煅前上料系统的通风除尘灰返回电煅炉。在实际生产过程对这一不合理的工艺设计进行了相应的改造，改变无烟煤通风除尘粉的流向，使电煅无烟煤煅前上料系统产生通风除尘粉不再返回电煅炉，而是单独排放、收集，另作它用。这样既避免了事故的发生，保证电煅无烟煤质量的稳定性，又节约了电能

16、。2.1.3.4改进煅前无烟煤粒度配比煅前无烟煤粒度有多种,根据炭素行业多年的生产经验,电煅炉普遍使用的无烟煤基本粒度控制在1030mm,而且100%使用1030mm的无烟煤。但从太西集团无烟煤生产来看,粒度1030mm的无烟煤生产量少、质量不稳定。根据1030mm的无烟煤和2040mm的无烟煤的粒度和空隙率，为合理控制煅烧无烟煤的电阻和排除挥发份的途径，科研小组选择1030mm无烟煤和2040mm无烟煤的体积配比为1：1、1：2、1：2.5、1：3进行试验生产。表3：1030mm无烟煤和2040mm无烟煤的体积配比煅烧试验1030mm无烟煤和2040mm无烟煤的体积配比电煅煤电阻率波动二次电

17、流稳定范围（KA）耗电量(kwh/t)试验11：14926801112.5885试验21：25707101112.5830试验31：2.55947401213913试验41：35807701213930从试验数据看，在1030mm无烟煤和2040mm无烟煤的体积配比为1：2情况下电煅煤电阻率波动范围偏离中间值650.mm2/m较小，变压器二次电流稳定，电耗虽然高于两种煤配比为1：1的试验，但产品质量有保证。为此，选择1030mm无烟煤和2040mm无烟煤的体积配比为1：2组织生产。在上述条件下，2008年吨电煅煤标准耗电量为844(kwh)，而2007年煅烧炉实现电煅煤电耗900KWh/吨，比

18、2007年节电56KWh/吨，说明工序控制过程还有改进之处，但2008年实际电煅煤电耗比2007年降低了56KWh/吨，说明采取工艺改进措施是有效的，节能效果是明显的。2.2焙烧炉燃烧系统改用天然气方案和实施情况2.2.1焙烧炉结构和原理炭素公司48室带盖环式阴极焙烧炉，由南北两排各24个炉室、两排斜坡烟道、一条主环形侧部烟道构成炉子每系统配1112个炉盖，每个炉盖有4个燃烧孔，用来连接燃烧器烧嘴，还有6个观察孔，用于观测炉室各部位的温度和负压。燃烧加热设备为三套德国瑞德哈姆公司生产的燃烧控制系统，一个典型的火焰系统由连通罩、负压测量装置、辅助燃烧架、空气或水灭火架、主燃烧架、冷却架组成。系统

19、配置示意如下图1：图1：焙烧系统配置示意图2.2.2焙烧改造方案及技术路线根据焙烧系统要求，本着保证改造后天然气燃烧稳定、节能性/安全性不低于原有设备性能、节约投资的原则，对辅助燃烧架、主燃烧架和主控系统进行硬件改造，并改造其他设备软件接口，保持数据传输的通畅。 2.2.2.1主燃烧架改造方案a、根据需要更换减压阀弹簧，调整至燃烧器工作所需压力。b、根据焦炉煤气燃烧器工作压力、用气量、功率及机械尺寸和外观设计制作天然气燃烧器，保证产品寿命和性能，将原燃烧架的燃烧器更换为天然气燃烧器。c、系统在线运行后，组态调整其工艺参数和控制参数。d、一台主燃烧架改造完毕后，将其投入系统运行，替换下来的继续进

20、行改造，直到改造完全部主燃烧架。2.2.2.2辅助燃烧架改造方案a、根据需要更换燃气流量孔板，调整KS94组态参数获取天然气流量控制参数。b、根据功率选择和现有BIO65同等规格的国产燃烧器，替换现有焦炉煤气燃烧器。c、投入实际运行，调整工艺和组态参数，保证配风和设备性能。d、逐次将所有辅助燃烧架改造完毕。2.2.2.3中控系统改造方案因原有工控机型号较老且只有一台计算机，为提升系统性能，硬件上拟增加一台较高性能的工控机，配备21寸LCD显示器,用以实现系统备份。软件系统仍使用原有系统软件。2008年45月，由邹城市华油公司进行厂区天然气管网、调压站的设计施工，该工作2008年5月31日顺利结

21、束，共计建设调压计量站一座、地下天然气管线约800米、地上天然气管线约30米。2008年4月完成焙烧炉用焦炉煤气燃烧支架改造为天然气燃烧支架的燃烧控制技术方案确定和招议标工作。由北京华邦天控公司负责对对主燃烧架、辅助燃烧架的电磁阀、孔板、烧嘴、连通罩及中控系统进行全面计算和设计；改造于2008年6月开始，于2008年7月31日全部结束，共计改造燃烧支架9个、连通罩及负压小车3套，对中控系统的接口进行了调整。在对焙烧炉燃烧支架进行改造的同时，对焙烧不同规格的阴极炭块实行了长短焙烧曲线（384h/8室、352h/8室和336h/8室）适时转换的工艺调整制度，对一套焙烧系统的13个炉盖粘贴了耐火保温

22、棉及密封铁皮，对48个炉室的锁口砖进行了拆除和重新砌筑。2.3导热油炉及部分热力管网改造方案及实施情况导热油炉燃烧器改造研究由炭素公司实施，主要是根据天然气流量、热值和燃烧效果更换了燃烧器减压调节阀门组件，对燃烧器阀门开度控制参数及风门开度进行了调整，对炉堂内导流筒产生的裂缝用耐火材料进行了封堵，同时，改变原有的单一区间温度控制模式，而是采取根据季节对导热油炉运行温度在180225之间设置动态调整区间，冬季按高温区间运行，夏季按低温区间运行。炭素制品公司的热力管网是由贵铝设计院设计，2003年10月正式投入使用，原设计生产及辅助设施供热是由焦化厂供应。由于焦化厂停产，蒸汽锅炉停止运行，同时也中

23、断炭素公司的蒸汽供给，中断了蒸汽会严重影响炭素公司的安全生产。蒸汽中断后受影响的设施有：a、沥青溶化系统的一台焦油储槽的保温；b、成型车间两台电捕焦油器的保温及焦油清理；c、烟气净化系统三台电除尘的保温及焦油清理；d、烟气净化系统一台焦油收集储罐的保温；e、职工洗浴用水的加热及澡堂的取暖用热和办公场所的取暖；f、影响电捕焦油器及烟气净化系统电收尘器和烟气净化系统烟道的灭火汽源。为确保生产系统及职工福利设施的安全正常运行，需对蒸汽系统进行改造。通过计算导热油炉系统热容量，可以满足加热保温要求。2.3.1利用导热油代替蒸汽对两台焦油储槽加热设施进行改造在焦油储槽内增加不锈钢加热盘管与槽外原导热油二

24、次循环系统连接，实现对储槽内和沥青融化烟气洗涤塔底部的焦油进行加热和保温。焦油储槽使用蒸汽保温时的温度为80100；导热油二次循环系统接入两焦油储槽处的温度为90200，通过调节进口阀门开度，控制加热盘管的流量可以实现焦油保温需要的温度。改造方法:a、拆除储槽外部的蒸汽管道，将原有的蒸汽阀门更换为导热油专用阀门，使用压缩空气进行吹扫；b、新增加加热盘管和导热油进油和回油管（选用32无缝钢管），管道密封更换为金属石墨垫，在进口和出口处加装压力表和温度表，并对储槽加热盘管进行加压试验（加压0.6Mpa，保压24小时不得有泄压现象）；外部管路采用聚氨酯保温，再使用镀锌铁皮防护。c、将沥青融化烟气洗涤

25、塔底部原蒸汽进口为导热油的回油口，原蒸汽排气口为导热油的进油口，并设置单独控制阀门，需要时，通导热油加热洗涤塔底部焦油。d、可行性分析两种加热保温的对比：管道的直径相同；蒸汽压力（0.2MPa0.3 Mpa）小于导热油二次循环系统压力（0.3MPa0.4 Mpa）；蒸汽温度（80100）小于导热油温度（90200）。导热油二次循环油泵型号为：RY125-65-250 流量：Q=100m2/h 压力P=0.8MPa，新加管道接入口处的压力为0.3MPa，温度为90200，满足加热需求；导热油系统是与生产同步运行，年平均停炉检修6次，每次不超过3小时，焦油储槽在停止加热时，实测每小时降5（环境温度

26、20），焦油软化点是26.7（立方块法），焦油若在50时，停止加热3小时，温度降至35，仍高于软化点，所以导热油系统加热是可行的。2.3.2利用导热油焙烧烟气净化焦油收集储槽加热保温利用焙烧烟气净化焦油储槽的检修口，在储槽的底部安装一套不锈钢螺旋盘管（不锈钢管直径为32mm，螺旋盘管外径为450mm，长度为2700mm），与导热油二次循环系统连接，通过调节进口阀门开度，控制加热盘管的流量和温度。2.3.3利用导热油对电除尘、洗涤塔、电捕焦油器加热和保温利用焙烧烟气净化焦油收集储槽的导热油管道，沿焦油收集管敷设分别对焙烧烟气净化三台电收尘器的底部和两台洗涤塔锥体处进行加热保温。同时对焦油收集管进

27、行保温。焙烧烟气净化的电捕焦油器需要的加热面积为3m2/台，1m2加热至温度20需热量0.08104KCal/h，则加热至80需热量：3 m20.32104KCal/h =0.96104KCal/h=4kw。焦油的软化点为26.780，沉积焦油用泵即可输送至焦油储槽。电加热装置配有温度控制器，能够起到恒温运行并具有节电性能。混捏系统的电捕焦油器和沥青溶化电捕焦油器，在底部锥体处制作盘管，利用就近的导热油进行加热保温。2.3.4回收导热油炉烟气余热，增加职工洗浴用水及办公场所的取暖改造方案为提高热能利用效率，解决职工洗浴用的热水以及办公场所的取暖热源，经过炭素公司课题小组的调研论证，决定在导热油

28、炉烟道东端增加换热装置及输水管网，回收导热油炉烟气余热。课题小组设计、实施的回收导热油炉烟气余热工艺系统图见图8。2.3.4.1余热利用的可行性分析在燃烧焦炉煤气/天然气的情况下，导热油炉功率为1750kw（燃烧器为RS190，导热油炉24小时运行）效率为80%；烟气流量：2800Nm3/h；烟气温度实测320；设定换热装置排放烟气温度为150，则烟气从320降至150时，可放出约15104KCal/h的热量。洗浴用热洗浴用水量：30人/次、80kg/人，则洗浴用水量为30人80kg/人=2400kg。所需热量：将1kg水加热升温1需热量1Kcal，按冷水温度为0、洗浴水温度为45，加热240

29、0kg水需热量:2400kg45=10.8104KCal/h。小于15104KCal/h，能满足洗浴用热。采暖用热采暖面积：办公场所1200m2，两堂600m2 总面积为1800m2所需热量：将1m2 加热至采暖温度20需热量0.08104KCal/h，则1800 m20.08104KCal/h =14.4104KCal/h。小于15104KCal/h，能满足采暖需求。洗浴与取暖总热量：10.8 +14.4 =25.2104KCal/h2.3.4.2余热利用系统图见图2。图2：余热利用系统图3.主要发明和技术创新点（不超过1200字）在进行铝用阴极节能工艺研究的过程中，实际是针对三个主要耗能工

30、序的研究重点，分别采用了不同的关键技术，并进行了大量的创新：电煅炉工序主要是进行工艺技术应用创新，焙烧炉是结合进口设备和天然气的特点在燃烧系统流量控制和工艺曲线上创新，导热油炉主要是在烟气余热利用方面进行国内首创。 3.1关键技术a、电煅炉节能研究的关键技术是控制炉芯电阻技术主要体现在两方面：一方面是通过控制无烟煤粒度配比，改善无烟煤堆积结构，使无烟煤堆积电阻保持稳定，实现煅烧电流稳定；另一方面，调整上部电极长度，控制上部电极与下部电极的距离，稳定煅烧带炉阻，实现煅烧电流稳定。b、焙烧炉节能研究的关键技术根据燃气热值变化、焙烧热量需求和安全要求（防回火、防脱火），设计燃气烧嘴口径、孔板孔径，调

31、整KS94组态参数，使燃气流量孔板口径与进口控制软件相匹配，保证燃烧效果。根据不同规格制品设定不同的焙烧曲线，并在生产过程中灵活平稳转换的技术。c、导热油炉节能研究的关键技术导热油炉烟气余热回收利用工艺线路的设计技术，重点是常压锅炉容量设计、水平衡设计、热交换器结构设计，确保被低温余热烟气加热的常压热水与冷水的交换效率、流量能满足冬季员工洗浴需求。用导热油管路直接加热煤焦油时的防腐、防渗漏技术。3.2创新点a、煅烧炉煅烧物料粒度配比与煅烧电流、排料频率的联合控制技术。电气煅烧炉自上世纪80年初引进我国后，90年初由交流炉改进为直流炉，容量也相应扩大，但对煅烧物料粒度与煅烧电流、排料频率的控制技

32、术的研究一直没有没有深入。本科研项目立足企业实际，根据宁夏无烟煤和我公司电气煅烧炉的特点，用不同粒度无烟煤进行配比，控制烟道温度，从而改进煅烧电流分布，提高煅烧质量的控制技术。b、缩短大规格阴极炭块焙烧周期的技术。贵州铝厂自上世纪80年初引进阴极带盖焙烧炉后，一直到今天，焙烧阴极炭块仍在使用当初的384小时/8室焙烧曲线，国内近年新建阴极带盖焙烧炉和敞式阴极焙烧炉的焙烧曲线都在384小时以上，大规格阴极焙烧曲线甚至达到432小时/8室，焙烧阴极产品的能耗较高。课题小组结合振动成型产品的工艺特点和设备特点，开发出短阴极炭块焙烧曲线技术是实现产品节能的又一创新点。c、将导热油炉烟气余热回收，用于生

33、产热水的技术属于国内同行业首创。d、焙烧烟气净化系统的电除尘的焦油加热、管路保温，国内均采用蒸汽，炭素公司采用导热油对焙烧烟气净化系统三台电除尘的焦油进行加热、管路进行保温在国内属于首创。4.与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的综合比较（不超过2页）4.1电煅炉电耗与国内同型号电煅炉相比，炭素公司电煅炉按调整后的工艺参数运行时（上部电极长度控制在13001400mm之间，烟道温度控制在600650之间），每电煅无烟煤耗电量为844kwh，比国内平均水平860kwh低16kwh，比国内最好水平830kwh高14kwh。达到了优质降耗的目标。与国外同类原理、但直径较大的法国法国Savo

34、ie公司电煅炉相比，炭素公司每电煅无烟煤耗电量比国际领先水平550KWh高294kwh。尚存在一定差距。4.2焙烧炉和导热油炉燃气消耗2008年全年铝用阴极产品燃气热值消耗比2007年降低0.05t标准煤/万元，折合成天然气，每吨产品消耗降低23m3，折合成能耗为6.57GJ/吨，比2007年节约能耗1.1 GJ /吨，达到了节能效果。从2009年12月国家铝用炭素行业能耗标准会通报的情况看，该能耗在国内同行业属于领先水平。4.3导热油炉烟气余热利用系统运行情况导热油炉烟气余热利用系统每小时综合利用热量为12.2104Kcal，相当于每年直接回收152吨标准煤。该系统在国内是首次应用成功。导热

35、油炉烟气余热利用系统投入只有18万左右，一年就可以收回投资，极具市场竞争力，很值得在同行业推广应用。5.应用情况（不超过2页）按上述节能改造措施实施设备和工艺系统改造后，电煅炉运行稳定，电煅煤质量波动小，合格率高；焙烧炉炉盖、炉口密封良好，燃烧器运行平稳；导热油炉烟气余热利用系统热回收效果好，完全能满足职工洗浴要求，导热油伴热、加热管路未出现渗漏情况，伴热、加热效果满足生产需求。具体情况是：5.1电煅炉电耗电煅炉按调整后的工艺参数运行时，上部电极长度控制在13001400mm之间，烟道温度控制在600650之间，电煅无烟煤质量状况为最佳，耗电量为839kwh/吨。把这一工艺参数作为最佳控制点来

36、进行控制，通过近半年来的生产实践验证，电煅无烟煤电阻率550750之间合格率为99.3，吨电煅煤电耗844kwh，比2007年降低了56KWh/吨，达到了优质降耗的目标。5.2焙烧炉和导热油炉燃气消耗在2008年57月实施焙烧炉天然气燃烧支架的燃烧控制技术改造工作的过程中，系统不可避免对出现焙烧曲线频繁变更的现象，而且，2008年67月正是为河南焦作生产700490mm大规格宽体炭块的时期，为减少焙烧曲线波动可能对产品质量造成的影响，技术人员充分利用该时机进行了焙烧曲线调整试验，探索现有焙烧炉型长短焙烧曲线变更调整的条件。从2008年6月中旬开始，利用6天时间技术人员将焙烧曲线从352小时/8

37、室平稳过度到384小时/8室，运行40天后，焙烧炭块规格又恢复到540490mm常规块，利用4天时间技术人员将焙烧曲线从384小时/8室平稳过度到352小时/8室；在2008年9月，焙烧炉焙烧侧块坯料145块（6炉），技术人员在一个系列上进行了352小时/8室焙烧曲线变更为336小时/8室试验，过度时间2天，6炉侧块坯料焙烧结束后，用两天时间恢复到352小时/8室曲线。表4为2008年69月的焙烧产品质量情况和加工合格率。表4：2008年69月的焙烧产品质量情况和加工合格率月份焙烧出炉量（块）焙烧合格率（%）机加工量（块）综合合格率（%）693899.595085.5771899.280984

38、.7887599.770185.19108099.3110285.3合计361199.4356285.2从2008年69月的产品质量看，长短焙烧曲线的变更调整技术是可行的，产品质量有良好的保证，同时，用384小时/8室焙烧曲线焙烧700490mm大规格宽体炭块是成功的，该曲线比国内同类型焙烧炉生产700490mm大规格宽体炭块的焙烧曲线缩短48小时。从2008年8月焙烧燃烧架运行至今已经有11个月, 燃烧架运行非常平稳，故障率较低，焙烧的产品质量有保障。焙烧炉口和炉盖改造后，密封效果良好，炉盖温度降低20左右。在2008年6月15日前，炭素公司完成了导热油炉燃烧器的改造。主要是根据天然气流量、

39、热值和燃烧效果更换了减压调节阀门组件，对燃烧器燃气阀门开度控制参数及风门开度按燃气热值、燃烧气负荷进行了调整，对炉堂内导流筒产生的裂缝用耐火材料进行了封堵，同时，采取了根据季节对导热油炉运行温度在180225之间实行动态调整制度，冬季按高温区间运行，夏季按低温区间运行。燃烧器改造后，运行工艺参数稳定，运行温度能很好地满足沥青融化系统、管路保温需求。实行“冬季按高温区间运行，夏季按低温区间运行”措施后，每天燃气消耗降低2.83.1%，约8493Nm3。在对上述两个炉子的改造和工艺制度优化的基础上，虽然2008年下半年产量比上半年降低1194吨，但2008年全年铝用阴极产品燃气热值消耗仍比2007

40、年降低0.05 t标准煤/万元，折合成天然气，每吨产品消耗降低23m3。折合成能耗为6.57 GJ /吨，比2007年节约能耗1.1 GJ /吨，达到了节能效果。 5.3导热油炉烟气余热利用系统和新增用导热油保温的管线运行情况a、导热油炉烟气余热利用系统运行情况：2009年2月3日，导热油炉烟气余热利用系统开始投入运行，在实测烟气温度为283301、补充冷水为310的情况下，能够将2400kg左右冷水加热到50，稳定满足了职工洗浴需要。导热油炉烟气余热利用系统实际回收热量为13.1104KCal/h；余热系统每小时用电3KWh，折合0.9 104Kcal，综合利用热量为:13.1104KCal

41、/h 0.9 104Kcal 12.2104KCal/h。b、新增用导热油保温的管线运行情况:用导热油加热的沥青融化焦油储槽、烟气净化焦油收集储罐和管路已经运行5个多月，运行平稳，加热保温效果良好；未发现不锈钢螺旋盘管、专用阀门有渗漏导热油现象，被加热的焦油能很好地满足生产、环保要求。同时，在未增加导热油炉能源消耗的情况下，提高了系统热能利用效率6、经济、社会效益 项目总投资额24.643万元回收期（年）0.5 栏目年份新增利润(万元)新增税收(万元)创收外汇(万美元）节支总额(万元)2008335.1 累计335.1经济效益额的计算依据：1、导热油炉改造前，生产工艺及取暖所需的蒸汽量夏季2.

42、5t/h，冬季6.2t/h，平均4.35t/h，按75元/t计算，每年费用约为4.35x24x365x75=285.8万元。改造后，每年直接运行费用为1.914万元，外加焙烧三台电收尘器吹扫费用8万元，合计9.914万元。直接经济效益约275万元。2、节省天然气效益实施节能改造后，2008年每吨产品消耗天然气降低23m3，按年产量10000吨、天然气价格按2元/Nm3计算，年节省成本支出46万元。3、电煅炉节电效益2008年按电煅煤产量6000吨、每吨节电56KWh、电价为0.42元/ KWh计算，每年节电效益14.1万元。2008年合计：335.1万元。（不超过200个字）社会效益：1、节能

43、减排是事关子孙后代发展的大事，炭素公司节能工艺研究课题组顺利完成铝用阴极生产节能工艺研究项目、实现项目研究目标，是炭素公司贯彻国务院关于节能减排综合性工作方案有关精神的具体体现，是切实履行兖矿集团公司向山东省人民政府承诺的提前两年实现“十一五”节能减排的具体行动，具有社会示范效应。2、中国炭素行业导热油锅炉烟气大部分直接排放，高温烟气热量散失，造成能源浪费。通过增加烟气余热锅炉进行锅炉烟气余热利用，既解决了职工洗浴用水，又可以办公楼采暖，社会效益和经济效益显著，在行业中有很高的推广价值。（不超过200个字）四、本项目曾获科技奖励情况获奖项目名称获奖时间奖项名称奖励等级授奖部门（单位）本表所填科

44、技奖励是指：1. 国务院设立的科技奖励；2. 省和国务院有关部门设立的科技奖励；3. 市（地区）级政府设立的科技奖励；4. 经登记的社会力量设立的科技奖励，但不包括商业性的奖励。五、主要完成人员名单序号姓 名性 别职称职务文化程度工作单位对成果创造性贡献签字1张 涛 厂长 组 长男 厂长 组 长工程师/经理 大学兖矿炭素制品公司2陈晓军男高工/总工 硕士兖矿炭素制品公司3江多虎男助工/付总大专炭素公司机电副总工程师4潘三红男工程师/付总大学炭素公司工艺副总工程师5孙国强男助工大学炭素公司设备技术员6刘 祎男 厂长 组 长工程师/主任大学炭素公司公用工程车间主任7米寿杰男助工 大专炭素公司生产技术部技术员8丁立伟男工程师/科长大学电铝公司生产技术部科研项目主管 9孙丰勇男工程师/科长大学电铝公司生产技术部节能主管10杜松年男助工 大专炭素公司环保技术人员11刘 清男助工 大专炭素公司成型技术员12周 朋男助工 大学炭素公司焙烧技术员13蔡令印男工程师硕士炭素公司公用工程车间技术员