公司能源体系与海水淡化技术.pps

首钢京唐公司能源体系与 海水淡化技术,首钢总公司 2012年6月,1,一、京唐公司总体建设运行情况,二、京唐能源体系规划与实践,三、京唐公司海水淡化技术,四、结语与展望,矿粉、石灰石、矿石、炼焦煤等,烧结,球团,焦化,高炉 5500m32,脱磷转炉 300t2,脱碳转炉 300t3,rh2,lf1,2150mm双流板坯连铸机2,1650mm双流板坯连铸机2,板坯,板坯,2250mm热连轧机组,1580mm热连轧机组,管线钢、结构钢等热轧商品卷、热轧开平板,2230mm冷轧机组,1700mm冷轧机组,1420mm冷轧镀锡产线（建设中）,连退线1,镀锌线2,连退线1,镀锌线2,连退卷,镀锌卷,连退卷,镀锌卷,设计产能550万吨,设计产能390万吨,设计产能215万吨,设计产能157万吨,设计产能104万吨,设计产能105万吨,设计产能110万吨,设计产能77万吨,设计产能80万吨,罩退线,设计产能60万吨（一期30万吨）,罩退卷,3,首钢京唐钢铁项目自2007年3月12日开工建设，一步工程2009年5月21日全线投产，二步工程2010年6月26日全线投产，形成了970万吨/年钢生产能力。,一、京唐公司总体建设运行情况,产线概况,4,京唐钢铁厂循环经济示意图,钢铁生产过程中消耗的自然资源除煤炭外主要是：铁矿石、水和各种辅料资源（如石灰石、白云石、耐材等）。排放的固体废弃物主要有：炉渣、粉尘、氧化铁皮、污水、各种污泥和废弃耐火材料等。根据钢铁制造流程的特点，在减量化的基础上进一步实现废弃物的再资源化，设计了资源可循环的钢铁流程。,钢铁生产流程由传统生产钢铁产品的单一功能拓展为实现三个功能： 钢铁产品制造功能、能源转换功能、消纳-处理社会废弃物功能 。,设计特点： （1）以铁资源为重点研究开发各种先进节铁技术，实现铁资源的高效利用。 （2）以减少排放为中心，研发少渣冶炼工艺，进一步回收利用炉渣、粉尘资源。 （3）以开发海水资源为特色，研发先进节水技术，提高水资源循环利用率。 （4）以大气环境治理为目标，建设花园式的绿色钢铁厂。,钢铁流程的功能拓展,一、京唐公司总体建设运行情况,2012年1月至2012年4月京唐钢铁厂平均每月生产铁水75.05万吨，钢坯72.54万吨，热轧材70.02万吨，达到设计产量。,一、京唐公司总体建设运行情况,生产技术指标,6,传统钢厂的主要功能是制造钢铁产品，新一代钢铁流程应在产品制造过程中构建完善的能源转换体系，建设能源转换型节能钢铁厂，实现节能减排。,京唐钢铁厂能源转换系统设计,京唐公司全流程能源转换体系： 以节能为中心的制造过程能源转换系统； 以平衡能源供应为中心的能源制造系统； 以高效转换为重点的余热余能利用系统； 以海水淡化为特色的低品质余热高效转换系统;,二、京唐能源体系规划与实践,能源系统设计,电力,煤气,煤炭,蒸汽,外购一次能源结构,二次能源输出比例,2011年吨钢综合能耗与钢产量趋势图,京唐钢铁厂自发电占94%，基本实现了钢铁企业只买煤不买电的运行模式。二次能源中焦炭占58.7%，煤气占36.8%，余热蒸汽占3.0%，余热余能发电占1.6%；二次能源总发电量占自发电总量的46.2%。,京唐钢铁厂能源利用与转换总图,二、京唐能源体系规划与实践,能源结构,a-外购能源（一次能源）；b-制造流程中产生的能源（二次能源）；c-能源作业流程制造的能源；d-能源输出；e-能源耗散。,8,（1）蒸汽管网优化设计与运行 蒸汽管网分s1高压管网、s2中压管网和s3低压管网。 s1汽源（压力2.5-3.8mpa，温度390-450）：启动锅炉、cdq的抽汽等 s2汽源（压力0.78-1.27mpa，温度170-250） ：工序余热锅炉产生的中压蒸汽等 s3汽源（压力0.3-0.5mpa，温度250）：230万kw电站抽汽，s2蒸汽降温减压部分,京唐钢铁厂蒸汽梯级利用示意图,（2）不同蒸汽压力的梯级利用技术 s1管网：供rh真空冶炼，少量降级并入s2 网。 s2管网：22.29%用于生产，62.44%并入s3网。 s3管网：与锅炉发电后的乏汽协同提供低温多效海水淡化蒸汽。,（3）海水淡化实现低品质余热高效转换 海水淡化热-水-电三联产热效率82.23%，为纯凝汽式发电机组热效率的2.16倍。,效果：蒸汽管网运行稳定，蒸汽压力波动幅度0.1mpa，实现蒸汽“零放散”。,能源高效利用之一：低品质蒸汽高效利用,二、京唐能源体系规划与实践,9,单、双座煤气柜并网运行效果对比,煤气“零放散”系统示意图,煤气“零排放”的控制技术： （1）煤气柜作为缓冲器，自备电站、130吨锅炉和启动锅炉等作为缓冲用户，混气站为主要调控手段，放散塔保证系统安全 （2）优先保证转炉煤气“零放散”，其次为焦炉煤气，最后为高炉煤气。 （3）开发双煤气柜全天候并网运行技术。,运行效果： 高炉煤气管网压力波动由1kpa降至0.3kpa；转炉煤气放散率为零，焦炉煤气为0.04%，高炉煤气为 1.96%。,能源高效利用之二：煤气“零排放”,二、京唐能源体系规划与实践,10,自主研发的高压cdq发电技术，实现了260吨焦炭cdq均匀稳定换热和高温高压自然循环锅炉的稳定控制。 自主研发的核心技术： 实现干熄焦设备大型化（260t/h干熄焦为世界最大）； 采用高温高压自然循环余热锅炉技术； 炉内大容量焦炭均匀稳定换热技术； 采用新型耐火材料技术。 运行效果： （1）提高生产效率50%，降低能耗6%、提高发电效率12%； （2）产生9.5mpa、540高温高压蒸汽，比中压和次高压锅炉增加发电量20%和8%； （3）2011年吨焦发电平均105.4kwh，达到国内领先水平。,近一年吨焦cdq发电变化趋势,能源高效利用之三：高压cdq发电,二、京唐能源体系规划与实践,核心技术： 能源管理网络化：通过gis仿真系统实现各种能源介质管控中精确的空间、时间定位； 网络管理信息化：对任何一种能源介质通过空间、时间体系中六个指标进行实时在线监测、调度和管理 运行决策模型化：开发能源网络运行的控制和预报模型，实现能源网络管理的智能化。包括过程模型、成本模型和决策模型；,钢铁流程中的能量流网络示意图,运行效果： 实现全流程综合节能：每年可节约9.16万吨标煤; 降低煤气放散率：转炉煤气实现零放散，焦炉煤气放散率为0.04%，高炉煤气放散率为1.96%; 降低吨钢新水消耗：吨钢新水消耗降到3.65t/t; 减小煤气压力波动：高炉煤气压力波动达到0.3kpa,构建全流程能源网络管控系统，各种能源介质通过管线与各个制造工序相联接；各生产工序作为能源网络上的节点成为能源介质转换、输送、存储的枢纽，实现全厂能源网络管理。,全流程能源网络管理与控制,二、京唐能源体系规划与实践,三、京唐公司海水淡化技术,首钢京唐公司位于水资源匮乏的华北地区，海水淡化作为水资源的开源增量技术，可有效缓解当地水资源短缺形势。,冶金行业为耗水大户，需要大量除盐水等级的纯水。,钢铁流程有大量的余热资源，这些余热均品质相对较低用来做低温低压发电则效率很低而用来做热法海淡则效率很高。,京唐公司邻海建厂，具有海水利用地理优势。,建设背景,海水淡化项目一期采用热法（低温多效海水淡化ltmed），远期预留膜法（ro）。 一期分两步建设，每步建设海水淡化装置2套，单套日产水能力12500吨，单套产水能力目前国内最大。 一期一步建设两个单元（u1、u2），全部引进法国技术，于2007年9月开工建设，2009年3月22日以及2009年5月22日分别调试成功满负荷产出合格蒸馏水。 一期二步建设两个单元（u3、u4），全部实现国产化，于2009年3月开工建设，2010年8月19日及10月3日u3、u4分别调试成功满负荷产出合格蒸馏水。,三、京唐公司海水淡化技术,京唐公司海水淡化项目概况,14,集成创新： 以低品质能源换取资源：解决华北地区缺水及钢厂低品质能源的利用难题。 节能减排：自主开发的“海水淡化前置发电，乏汽制水”新工艺，实现煤气-热-电-水多介质协同优化； 以海水淡化为核心的耦合式盐平衡技术。 循环经济新模式：浓盐水送往南堡盐场制盐； 低品质蒸汽高效转换：三种运行模式结合50100%的负荷控制技术。,采用低温多效蒸馏工艺，可消耗低品质蒸汽（6572、0.35ata的低品质乏汽）或余热蒸汽。 年节约地表水资源2400万吨； 年节约工业盐7200吨。,三种运行模式，与不同等级余热资源匹配,tvc,仅仅使用钢厂余热蒸汽,t+e,使用乏蒸汽并补充低压蒸汽,med,仅仅使用乏蒸汽,自主研发海水淡化前置发电技术,核心技术： （1）利用海水淡化装置作为发电机组凝汽器的协同启停、运行控制技术。 （2）发电机组与大型热法海淡装置的低成本共生技术 （3）实现热-水-电三联产。,运行效果： 海淡前置发电机组年发电量3.4亿kwh/年，节约标煤10.88万吨/年。 海水淡化利用负压乏汽每天可生产蒸馏水2.5万吨。 制水成本为6.2元/吨，较tvc法降低4.76元/吨。 纯凝汽式发电机组的热效率38%，热-水-电三联产热效率为82.23%。,海水淡化工艺,三、京唐公司海水淡化技术,15,四、结语,建成全流程完善的能源转换体系，包括以节能为中心的制造过程能源转换体系，以平衡能源供应为中心的能源制造体系，余热余压高效化能源转换体系和低品质余热高效转换体系。 自发电率稳定在94%左右，其中二次能源发电占用电的46.2%。基本实现只购煤不