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中冶京诚打造全国产化节能降耗型连续热镀锌机组

2022-11-29 09:15:00

  2020年,随着国家确定“双碳目标”重大战略决策,节能降耗不再仅是企业提高市场竞争力的有力举措,更上升成为中国实现可持续、高质量发展的内在要求和国家行动。
  中冶京诚作为冶金建设国家队排头兵,始终践行“绿水青山就是金山银山”,赋能行业实现双碳目标,助力企业绿色可持续发展。自2004年研发连续热镀锌机组伊始,中冶京诚坚持重视机组的节能降耗设计,力争在不同工艺段之间,最大限度提高能源利用率,降低企业生产成本,提高企业经济效益。经过近20年的技术研发和积淀,中冶京诚成功打造了产品质量更高、机组速度更快、设计产能更大,具有国内领先水平的全国产化节能降耗型连续热镀锌机组。节能技术尽施产线始末,设计细节尽显绿色匠心。
  清洗段
  在连续热镀锌机组中,清洗段主要消耗脱盐水、碱液及热量,中冶京诚在设计过程中,针对清洗段的工艺特点,采用了多项卓有成效的节能措施。
  1)串级漂洗
  清洗段漂洗槽采用三级漂洗,最后一级漂洗采用新水,并以串级梯流的方式向上级漂洗槽及刷洗槽补水,节约脱盐水耗量。
  2)冷凝水回收
  车间各工艺段烘干装置采用蒸汽换热时,将蒸汽冷凝水收集,送至机组清洗段作为新水补水,既节约了脱盐水耗量,又节约了热量消耗。
  3)磁过滤系统
  清洗段碱液循环槽及电解循环槽分别设置一套磁过滤系统,有效去除碱液中的铁粉及油脂,既保证了清洗效果,又延长了碱液使用寿命,节约了脱盐水耗量。
  退火炉
  退火炉是连续热镀锌机组中能源消耗最大的设备,中冶京诚独具匠心,通过提升气密性、保温性,提高余热回收效率,精控炉温,多措并举,精心设计,全方位实现退火炉节能降耗。
  1)退火炉气密性
  为保持退火炉的气密性,所有炉段炉壳均由水平和竖直板构成,选用型钢加固的(尤其在门和开孔处)低碳钢板制作,采用全内衬,并在现场气密焊接组装而成。在炉子的出、入口设有密封装置,防止炉内气体外逸和外部空气进入炉内。在炉辊轴承座和炉壳间设置不锈钢膨胀节连接,防止热膨胀变形。
  退火炉的气密性不仅关系到炉内气氛的保持,带来更好的带钢板面质量和消耗更少的保护气体,也关系到退火炉能耗的高低,在实际业绩线中,炉压100mmWC至10mmWC,可保证1小时。
  2)退火炉保温性
  针对退火炉不同炉温部分的炉壳,在炉墙和炉顶选用厚度为100~300mm的陶瓷纤维毯(96kg/m³~128kg/m³)及内衬板,在炉底采用厚度为325mm的保温砖,在减少后期维护量的同时,有效提高炉体的保温效果,降低退火炉的生产能耗。对所有排烟管道均设有保温隔热材料,以降低管道散热。
  在实际业绩线中,夏季产量最大时,炉顶最高温度≤70℃,炉底最高温度≤60℃。
  3)退火炉余热回收
  连续退火炉在生产中会产生大量高温废气,有效利用废气的热量,对于退火炉节能降耗至关重要,中冶京诚在设计中采取如下余热回收措施:
  设置预热段:通过烟气余热与预热段炉内保护气体进行换热,将带钢预热到150℃左右,在保证带钢表面清洁,减少对带钢热冲击的同时,可以降低燃气消耗,达到节能的目的。通常采用该措施可以回收烟气中10%的余热。
  采用辐射管:采用带自身预热空气的W型燃气辐射管加热,辐射管烧嘴和换热器采用“回流+自身换热”形式,热效率高,助燃空气温度可预热到约600℃,可以回收烟气中30%的余热,同时有效降低NOx的生成。
  设置余热回收系统:为充分利用炉子的烟气余热,中冶京诚在设计中设置一套余热利用系统,用于清洗段碱液加温以及作为热风干燥系统换热器的热源。
  在实际生产过程中,清洗段及热风干燥的热需求基本恒定,但炉子余热回收系统的热量受产量及炉子使用率的波动,与整个机组的热需求不平衡。为解决这个问题,中冶京诚采用多种特别设计,例如,当清洗段及热风干燥热需求大于余热回收系统所能提供的热量时,采用蒸汽辅助换热器进行补热;当清洗段及热风干燥热需求小于余热回收系统的热量时,设置烟气旁路,减少热量供给。
  4)炉温控制
  对退火炉的炉温采用分区控制,每个区域的炉温通过热电偶进行测量,烧嘴的开闭采用“比例+脉冲”的方式,以发挥不同控制方式在不同小时产量时的温控优势,达到节能降耗的目的。
  风机节电
  中冶京诚在设计中,将退火炉风机及镀后冷却塔风机,采用节能型的交流变频系统,针对不同小时产量,在达到理想冷却效果的同时,输出不同功率,节约电能。
  二级模型
  中冶京诚采用自主研发的温控二级模型,在保证钢卷机械性能,减少不合格产品的同时,可增加产出约9%,节能降耗约4%。
  结语
  自2020年以来,由中冶京诚设计并供货的连续热镀锌机组广获市场青睐,15条业绩线中,10套机组已顺利投产,5套机组正在建设。生产实践充分表明,通过采用各项节能措施,中冶京诚打造的全国产化连续热镀锌机组节能降耗效果国内领先,在保质增产的同时,取得了降本增效的卓越成绩,得到用户的一致好评。

来源:中冶京诚

编辑:张雨恬

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