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坚持科技创新 实现炼焦强国“梦

近年来,我国焦化生产进入高速发展期,焦炭产量跨上4亿吨台阶,为钢铁冶金、有色金属冶炼、电石化工和机械制造等行业的快速发展作出了贡献。国家重视炼焦技术的管理,尤其重视炼焦炉技术,推动了炼焦炉向大型化方向发展,并相继出台了淘汰落后技术、规范管理、推广新技术等方面的一系列政策,促进了我国炼焦技术的进步和发展。

扩大规模、节约资源炼焦技术进步明显

焦炉大型化发展步伐稳健,配套装备水平不断提高。炼焦炉的大型化与配套装置水平进步是炼焦技术进步的标志之一。在吸收、消化M型焦炉的基础上,我国焦化工作者建设了炭化室高6米的顶装焦炉,目前已成为我国大容积焦炉中的主力炉型。2008年,我国自主设计的炭化室高7米的焦炉在鞍钢鲅鱼圈投产,标志着我国焦炉大型化与配套装备水平又迈上一个新台阶。到2012年6月底,我国已建成投产炭化室高7.63米特大型焦炉15座,产能达到1650万吨。炭化室高7.63米焦炉的投产,标志着我国焦炉大型化与配套装备水平已迈入国际先进行列,我国也成为焦炉大型化技术应用的世界第一大国。

与焦炉配套的机械设计、制造和装配水平大幅提高,加快了炼焦技术的优化升级。随着焦炉的大型化发展,炼焦自动化配煤、DCS控制系统被广泛采用,焦炉自动加热控制技术,焦炉四大机车自动对位、推焦联锁、监视的自动化、“三车联锁”自动定位,装煤除尘、推焦除尘和地面站除尘,干熄焦、煤水分调节装置的开发和应用等,都提高了我国焦化行业的技术装备水平,大幅度改善了焦化生产环境,加快了焦化产业结构的优化升级。

捣固炼焦技术的应用有新突破,得到企业重视。为了节约优质炼焦煤资源和有效降低生产成本,“十一五”以来,我国捣固炼焦技术得到大规模应用和推广。从行业统计来看,在炼焦煤配入中,捣固炼焦企业比顶装煤企业主炼焦煤(1/3焦煤+焦煤+肥煤)少配10.6%,有的企业少配15%以上,预计年节约优质炼焦煤3000万吨以上,有利于焦化行业的可持续发展。目前,我国炭化室高5.5米及以上的捣固炼焦炉产能超过了8100万吨。我国捣固炼焦技术还广泛应用于热回收炼焦炉,目前有热回收焦炉的企业50余家,生产能力约3000万吨。捣固炼焦在我国已成为重要的炼焦技术,产能已占我国总炼焦产能的40%以上。在焦化行业政策的指导下,大型捣固炼焦技术已成为我国炼焦行业的首选技术。

干熄焦技术的应用与发展,促进了焦化企业的循环经济。干熄焦技术可以有效回收炼焦过程中的热量,降低炼焦工序能耗,有效利用能源,同时改善焦炭质量。2009年5月,首钢京唐焦化部2×260吨/小时的干熄焦及配套装置投产。此装置是目前小时处理能力世界最大的干熄焦装置,其技术也代表了世界最高水平。截至2011年底,宝钢、马钢、包钢、迁安中化、济钢、唐钢和首钢京唐等焦化厂基本实现了全干熄焦生产。截至2012年6月底,国内57家企业投产干熄焦123套,年处理能力1.572万吨/小时,配套焦炉产能达到1.1838亿吨。我国大中型钢铁企业焦化厂干熄焦率达到84.66%,促进了焦化行业的节能减排工作。

炼焦环保设施的发展,改善了生产区域环境。20世纪80年代,我国炼焦炉的环保设施以高压氨水消烟装煤设施为主,但由于氨水压力不稳定,消烟效果较差。到20世纪末,我国才有了岀焦除尘装置系统,迅速得以推广使用。随着《清洁生产标准焦化行业》和《焦化行业准入条件》颁布实施,炼焦炉的岀焦、装煤除尘装置系统得以完善。目前,准入企业的焦炉均应用了岀焦和装煤系统装置,各企业高度重视环保的设计选型和运用,做到了环保装置与主装置开工、建设、投产“三同时”,改善了焦炉生产环境和区域环境。

降低成本、集成优化炼焦技术还须完善

我国焦化行业在过去十年发展迅速,其规模、水平已达到相当高的程度,今后,焦化规模进一步扩大的步伐将放缓,但焦化技术会不断进步。今后十年,我国炼焦技术的发展趋势主要有以下四个方面:

一是捣固炼焦技术将继续快速发展。随着捣固炼焦技术的应用和实践,广大焦化工作者逐渐掌握捣固炼焦生产管理技术,与捣固炼焦炉配套的机械设备更加稳定、可靠。由于捣固炼焦可以配用部分结焦性能较差的煤,放宽了配合煤指标,降低生产焦炭成本,受到企业欢迎。目前,我国正在对捣固炼焦技术中煤的结焦性能进行深入的研究。捣固炼焦的焦炭质量对炼铁工序的影响被越来越多的炼铁企业所认知,捣固焦的应用将有所增加,从而带动捣固炼焦技术的发展。

二是炼焦炉继续增加大型化焦炉权重,但焦炉大型化速度将放缓。从总的趋势来讲,我国焦炉大型化的权重还会进一步增加,今后的发展会以大型焦炉为主,但焦炉进一步大型化或焦炉炭化室进一步增大的技术将放缓或受到抑制。这主要受三个方面的因素影响:其一,大型焦炉生产技术尚未全面掌握,生产中出现的技术难题得不到有效解决,新技术不断涌现,而行业内生产操作者尚未完全掌握,新技术发展与应用产生“瓶颈”;其二,投资性价比不高,而现在产能过剩,企业利润降低或亏损,阻碍了企业的应用选择;其三,焦炉热工技术受到挑战,尤其加热技术管理出现较大困难,不能满足焦炉进一步大型化的需要。我国焦炉的大型化顶装炭化室高度以6米和7米为主,捣固焦炉炭化室高度以5.5米~6.3米为主,这些是今后发展的主力军。

三是选用可靠技术,走集成技术之路,实现技术优化是目前的发展方向。围绕节能减排、环境保护和提高焦炉自动化水平选用可靠技术,走集成技术之路,实现焦炉技术的优化是当务之急。具体来说,炼焦炉发展应做好下列三点:其一,焦炉装备自动化水平提高,实现无人化操作;其二,焦炉加热实现自动加热控制,提高焦炉的热工水平,降低炼焦耗热量,从而提高焦炭质量、减少碳排放量和氮氧化物排放量,尤其是新的环保标准对废气中氮氧化物排放量的严格考核,将对焦炉热工管理水平给予极大的考验;其三,集成优化可靠技术,不同的企业应走有差别的集成技术之路,实现企业利润最大化。

四是企业应成为行业技术进步与创新发展的主体。我国工业化进程和城镇化步伐的稳健发展,为炼焦行业发展创造了重要的战略机遇期,而节能环保社会要求也使企业面临更大的压力与考验,行业竞争将更加激烈。企业要坚持科学发展观,做好经济增长方式的转变,成为科技创新的主体,围绕焦炉效益、环保、长寿、节能和煤资源的优化等方面展开攻关,为我国成为世界炼焦技术强国贡献力量

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