兗礦集團(tuán)有限公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎申報書范本

附件：兗礦集團(tuán)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎申報書一、項目基本情況評審專業(yè) 電解鋁 評審編號項目名稱中文鋁用陰極生產(chǎn)節(jié)能工藝研究主要完成人濤、曉軍、江多虎、三紅、國強(qiáng)、 祎、米壽杰丁立偉、豐勇、杜松年、 清、周期、蔡令印主要完成單位兗回炭素制品公司項目可否公布是 密級及期限 3主題詞炭素；節(jié)能；研究；學(xué)科分類名稱1石墨,炭素材料代碼43060252代碼3代碼技木水平申報項目的所屬領(lǐng)域節(jié)能減排任務(wù)來源兗聞集團(tuán)計劃（基金）名稱和編號：(08)40項目起止時間起始2008年3月完成2009年12月二、項目簡介項目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、主要研究容、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、促進(jìn)集團(tuán)公司科技進(jìn)步作用及應(yīng)用推廣情況一、項目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域：項目所屬節(jié)能減排領(lǐng)域。二、主要研究容：為貫徹落實國務(wù)院《節(jié)能減排綜合性工作方案》的重要精神和集團(tuán)公司節(jié)能減排的任務(wù)目標(biāo)，滿足降低炭素產(chǎn)品生產(chǎn)成本的需要，確定了對鋁用陰極生產(chǎn)過程中三大耗能設(shè)備的節(jié)能工藝技術(shù)研究容，包括：1、電一爐⑴煨前無煙煤粒度配比與煨燒電流的關(guān)系研究；⑵電煨煤質(zhì)量、排料頻率（產(chǎn)量）與煨燒電流的關(guān)系研究；⑶電煨爐上下電極極距與煨燒電流控制研究。2、焙燒爐⑴焙燒爐焙燒不同陰極炭塊最佳運(yùn)行曲線的研究；⑵焙燒爐保溫及密封方式的改進(jìn)；⑶焙燒爐負(fù)壓與能耗的變化關(guān)系；3、導(dǎo)熱油爐⑴導(dǎo)熱油運(yùn)行溫度與生產(chǎn)工藝要求溫度的最佳匹配關(guān)系；⑵燃燒器風(fēng)門與煤氣壓力、流量配比關(guān)系研究；⑶防止?fàn)t堂導(dǎo)流筒產(chǎn)生裂縫的方法和防止熱氣流短路的方法。三、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：1、電煨煤電耗降低50kwh/t左右。2、鋁用陰極產(chǎn)品熱值消耗比2007年平均降低1000-1500MJ/T。四、促進(jìn)集團(tuán)公司科技進(jìn)步作用及應(yīng)用推廣情況：《鋁用陰極生產(chǎn)節(jié)能工藝研究》研究成果的完成，提升了炭素公司技術(shù)隊伍的科研能力，是落實集團(tuán)公司創(chuàng)新團(tuán)隊建設(shè)的具體體現(xiàn)?！朵X用陰極生產(chǎn)節(jié)能工藝研究》項目實現(xiàn)的節(jié)能減排效果，一方面每年可為炭素公司節(jié)約生產(chǎn)成本335.1萬元，為企業(yè)面對金融危機(jī)、實現(xiàn)盈利目標(biāo)提供了基礎(chǔ)保障。焙燒爐短焙燒曲線和不同焙燒曲線轉(zhuǎn)換技術(shù)的開發(fā)， 突破了國炭素行業(yè)對陰極炭素焙燒曲線思維禁錮，既保證了焙燒產(chǎn)品質(zhì)量和安全，也節(jié)省了焙燒工序的能耗。導(dǎo)熱油爐煙氣余熱的利用，屬于國首創(chuàng)，在本項目中是實現(xiàn)最大節(jié)能量的工序。該技術(shù)的成功開發(fā)，形成了炭素公司在導(dǎo)熱油爐使用中的核心技術(shù)，在國同行業(yè)極具推廣價值。（不超過800個字）三、項目詳細(xì)容1.立項背景（不超過800個字）根據(jù)鋁鎂設(shè)計研究院的初步設(shè)計，炭素公司現(xiàn)有陰極生產(chǎn)線生產(chǎn) 1噸鋁用陰極底塊消耗的焦?fàn)t煤氣為400m3電力為1250KWh折算為每噸焙燒品耗熱為8.01GJ。2007年上半年，炭素公司在超負(fù)荷生產(chǎn)、剔除生產(chǎn)高石墨產(chǎn)品因素的情況下，鋁用陰極底塊消耗的焦?fàn)t煤氣仍為 403m3電力為1100KWh每噸焙燒品實際能耗在7.69GJ,雖然比設(shè)計值低0.32GJ/t,但隨著下半年產(chǎn)量的降低，產(chǎn)品能耗將會有所上升。從連續(xù)幾年的生產(chǎn)情況分析，生產(chǎn)1噸鋁用陰極炭塊的綜合電耗為 1050?1100KWh消耗焦?fàn)t煤氣約410-450m3而德國在使用70年代設(shè)計的Redhamme焙燒爐焙燒鋁用陰極時，1噸焙燒品熱耗為5.02?5.9GJ,而目前國最好水平為每噸焙燒品能耗為 6.3?7.9GJ,為國外的1.25?1.57倍。法國Savoie公司電煨無煙煤的生產(chǎn)技術(shù)居國際領(lǐng)先水平， 每噸電煨無煙煤電耗僅為550KWh而炭素公司電煨無煙煤的電耗為900KWh/t。排除設(shè)計的爐型因素外，與國外同行業(yè)相比，炭素公司的產(chǎn)品能耗明顯偏高。與國同行業(yè)相比，炭素公司的產(chǎn)品能耗水平處于中等水平，仍然有一定的節(jié)能空間。本項目立項的目的是：通過進(jìn)行鋁用陰極生產(chǎn)節(jié)能工藝的研究，實現(xiàn)生產(chǎn)工藝控制技術(shù)的改進(jìn)，在保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的情況下，降低陰極炭塊的綜合電耗和煤氣消耗，提高能源的綜合利用效率，降低產(chǎn)品單位成本，增加企業(yè)效益和產(chǎn)品市場競爭力。同時，也是落實國家的節(jié)能政策，承擔(dān)節(jié)能的社會責(zé)任，提升企業(yè)社會形象的具體行動。2.詳細(xì)科學(xué)技術(shù)容(不超過10頁)煨燒爐運(yùn)行方式改進(jìn)方案和實施情況電煨爐煨燒無煙煤的原理分析電煨燒爐的工作原理是焦耳楞次定律，即Q=0.24I2Rt,電煨燒爐以被煨燒的物料作為導(dǎo)電介質(zhì)，當(dāng)電流通過被煨燒的無煙煤時，無煙煤自身的電阻消耗電能，把電能轉(zhuǎn)換成熱能，使煨燒爐膛溫度升高，對被煨燒物料進(jìn)行加熱煨燒，爐膛的煨燒料在上、中、下的不同位置被煨燒程度不同。因為物料在整個煨燒過程中，必須經(jīng)過預(yù)熱微煨燒帶、高溫煨燒帶、冷卻帶三個階段。無煙煤在沒有煨燒前，導(dǎo)電性能較差，在電煨燒爐煨燒帶不能作為導(dǎo)電介質(zhì)，必須經(jīng)過預(yù)熱帶的預(yù)煨燒降低電阻率來提高其導(dǎo)電性能(預(yù)熱帶有導(dǎo)電電極將電流引入高溫煨燒帶)，被預(yù)熱帶預(yù)煨燒后的無煙煤下移進(jìn)入高溫煨燒帶，高溫煨燒帶的無煙煤通過電流時，把電能轉(zhuǎn)換成熱量，釋放大量的熱量和揮發(fā)份，自身得到煨燒，電阻率降低，變?yōu)殡姷牧紝?dǎo)體。煨燒過程中釋放的部分熱量在爐負(fù)壓的作用下，通過無煙煤顆粒之間空隙上移到預(yù)熱微煨燒帶，預(yù)熱微煨燒帶的無煙煤被上移的熱量所預(yù)熱和微煨燒，無煙煤被微煨燒后電阻率下降到1300?1500Q.mm2/m下移到煨燒帶時已變作導(dǎo)電介質(zhì)，在煨燒帶被通過電流高溫煨燒，煨燒后的無煙煤下移到冷卻帶被冷卻， 冷卻后的溫度降為300c左右，進(jìn)而被輸送到排料系統(tǒng)，輸出爐外，進(jìn)入煨后料罐貯存起來。直流式電煨爐爐芯電阻供電回路總電阻率是由母線電阻Rm上部電極夾具的接觸電阻Rj,上部電極電阻Rs,爐芯電阻R1,下部電極電阻Rx組成。R=Rm+Rj+Rs+R1+Rx1030KVA直流電煨燒爐上部電極采用①400mm勺石墨電極，下部電極采用自焙燒電極，上部直徑為①500mm下部直徑為①1100mm根據(jù)歐姆定律，在供電電壓不變情況下，電阻改變將引起電流改變，無煙煤的電阻是溫度的函數(shù) R1=f(t),爐溫是爐芯長度的函數(shù)t=f(s),在升溫過程中，電阻要變小，就會導(dǎo)致電流升高，所以采用降低電壓來適應(yīng)。所以在生產(chǎn)中可根據(jù)電流的變化來調(diào)整排料量。降低電煨爐工藝電耗的改進(jìn)措施電煨燒爐在煨燒無煙煤的過程中，變化的要素非常多，它是一個非線性、多變量耦合、時變的工業(yè)過程。電煨爐物料自身在通電電流的作用下發(fā)生著復(fù)雜的物理、化學(xué)變化以及各種外界條件及作業(yè)環(huán)境的干擾，決定了電煨爐煨燒無煙煤的過程中，眾多參數(shù)在動態(tài)條件下是變量和不可變量及不可連續(xù)的測定性。為此，在實際生產(chǎn)運(yùn)行過程中，對電煨爐煨燒無煙煤的工藝原理做了認(rèn)真分析和研究，抓了以下幾個方面的工藝技術(shù)研究與應(yīng)用。調(diào)整上部電極長度，控制爐芯電阻根據(jù)生產(chǎn)陰極炭素產(chǎn)品需要，電煨煤粉末電阻率要求控制在550?750Q.mm2/m電煨煤產(chǎn)量日產(chǎn)量設(shè)計值為17噸，在此前提條件下，上部電極長度控制適宜，對于減少爐芯電阻，增加煨燒帶電流，提高煨燒帶無煙煤的發(fā)熱量及爐子的正常操作很有益處。為找出上部電極長度的合理圍，在生產(chǎn)過程中，研究小組進(jìn)行了系列試驗，試驗數(shù)據(jù)如表1：表1:調(diào)整上部電極長度試驗數(shù)據(jù)上部電極長度(mrm電煨煤質(zhì)量狀況耗電量(kwh/t)試驗11400差950試1300-1400優(yōu)835

驗2試驗31300差1108在上部電極下放長度的研究中，我們通過多次試驗發(fā)現(xiàn)，如果上部電極底部距夾持器的長度大于1400mm寸，煨燒帝嚇移，電煨煤粉末電阻率較低，但冷卻效果不好，電煨煤排出溫度500c以下，易氧化，灰份增加，粉末電阻率的均勻性差；當(dāng)上部電極底部距夾持器跑離小于1300mm寸，煨燒帶上移電煨煤冷卻效果好，排出電煨煤溫度280c以下，與空氣接觸不氧化，但無煙煤煨燒效果不好，粉末比電阻值高，高溫煨燒帶加長，爐芯電阻增大，電耗增高。當(dāng)上部電極底部距夾持器距離為1300?1400mm特別是控制在1350mm寸，電煨煤煨燒均勻，粉末比電阻圍為550?750之問概率為95%以上，冷卻效果良好，排出溫度為280?350c之間。通過上述試驗，上部電極長度控制在1300?1400mm%最佳。在實際生產(chǎn)過程中，測量并控制上部電極長度在最佳控制圍已經(jīng)形成制度化，做到24小時測量上部電極一次并及時調(diào)整上部電極，保證嚴(yán)格控制在1300?1400mm^間。2.1.3.2調(diào)整煙道閘板，控制煙道溫度電煨燒爐在正常運(yùn)行過程中，煙道溫度的控制是影響電煨爐煨燒無煙煤工藝電耗的一個重要因素。煙道溫度控制適宜，對提高電煨爐的預(yù)熱帶溫度及爐子的正常操作，保證電煨爐煨燒無煙煤質(zhì)量，降低電煨無煙煤電耗提供一個工藝技術(shù)保證。如果煙道溫度過高，說明爐負(fù)壓過大，揮發(fā)份在負(fù)壓的作m下，在排出爐的過程中帶走的熱量就多，熱量損失過大，使預(yù)熱帶的溫度偏低，無煙煤在預(yù)熱帶預(yù)熱煨燒不充分，下移進(jìn)入煨燒帶后，在煨燒過程中電耗增高。如果煙道溫度過低，爐負(fù)壓過小，熱量損失雖可減少，電耗降低，但易造成揮發(fā)份從煙道抽不走，部分揮發(fā)份從爐面排出時著火。將產(chǎn)生兩方面的后果：一方面造成爐火苗烘烤火持器，夾持器易被火苗燒壞，夾持器冷卻循環(huán)水泄漏，發(fā)生大的火災(zāi)及人身傷害事故；另一方面造成爐面無煙煤氧化，灰分增加，增加無煙煤的消耗，生產(chǎn)成本增加，電煨無煙煤產(chǎn)品質(zhì)量降低，最終影響到鋁用陰極炭素產(chǎn)品質(zhì)量。對煙道溫度的控制，是通過調(diào)整煙道閘板來進(jìn)行的。表2中列示了科研小組進(jìn)行的試驗中煙道溫度與電煨煤質(zhì)量、耗電量關(guān)系。表2:煙道溫度與電煨無煙煤質(zhì)量、耗電量關(guān)系煙道溫度(C)電煨無煙煤質(zhì)量狀況二次電流(KA)耗電量(kwh/t)試驗1550?600差12?13900試驗2600?650優(yōu)12?13850試驗3650?700差12?13950從試驗數(shù)據(jù)得出的結(jié)論是，保證爐間/、著火，又使電煨煤電耗較低的煙道溫度為600?650Co在后續(xù)生產(chǎn)中按此要求對煙道溫度進(jìn)行了嚴(yán)格控制，電煨無煙煤質(zhì)量穩(wěn)定符合要求，耗電量在850kwh/t。2.1.3.3改造電煨無煙煤煨前上料系統(tǒng)通風(fēng)除塵灰的排放流向電煨爐的加熱方式與回轉(zhuǎn)窯，罐式爐的加熱方式不同，因而對煨燒料的粒度必須有嚴(yán)格要求。無煙煤粒度的選擇及其大小顆粒的分布狀態(tài)對產(chǎn)品的煨燒質(zhì)量及爐子的操作都產(chǎn)生影響，也影響到電煨煤的電耗。特別是-0.075mm以下的通風(fēng)粉子料

進(jìn)入電煨爐煨燒時，產(chǎn)生的揮發(fā)份不易通過顆粒間隙排出，隨著爐煨燒溫度的升高，壓力的增加，可誘發(fā)電煨燒爐放炮噴料的事故，另一方面造成粉子料與顆粒料的局部混合，進(jìn)入爐顆粒料的局部顆粒偏析，透熱率不均，為保證電煨煤的質(zhì)量，需通過加大送電量的辦法來提高煨燒質(zhì)量，這樣就產(chǎn)生了電煨爐工藝電耗的增加。由于原工藝設(shè)計的不合理性，造成了煨前上料系統(tǒng)的通風(fēng)除塵灰返回電煨爐。在實際生產(chǎn)過程對這一不合理的工藝設(shè)計進(jìn)行了相應(yīng)的改造，改變無煙煤通風(fēng)除塵粉的流向，使電煨無煙煤煨前上料系統(tǒng)產(chǎn)生通風(fēng)除塵粉不再返回電煨爐，而是單獨排放、收集，另作它用。這樣既避免了事故的發(fā)生，保證電煨無煙煤質(zhì)量的穩(wěn)定性，又節(jié)約了電能。2.1.3.4改進(jìn)煨前無煙煤粒度配比煨前無煙煤粒度有多種，根據(jù)炭素行業(yè)多年的生產(chǎn)經(jīng)驗，電煨爐普遍使用的無煙煤基本粒度控制在10?30mm而且100%￡用10?30mmi勺無煙煤。但從太西集團(tuán)無煙煤生產(chǎn)來看，粒度10?30mm勺無煙煤生產(chǎn)量少、質(zhì)量不穩(wěn)定。根據(jù)10?30mm勺無煙煤和20?40mm勺無煙煤的粒度和空隙率，為合理控制煨燒無煙煤的電阻和排除揮發(fā)份的途徑，科研小組選擇10?30mme煙煤和20?40mm￡煙煤的體積配比為1:1、1:2、1:2.5、1:3進(jìn)行試驗生產(chǎn)。表3:10?30mme煙煤和20?40mme煙煤的體積配比煨燒試驗10?30mme煙煤和20?40mme煙煤的體積配比電煨煤電阻率波動二次電流穩(wěn)定圍(3耗電量(kwh/t)試驗11:1492?68011?12.5885試驗21:2570?71011?12.5[830試驗31:2.5594?74012?13913試驗41:3580?77012?13930從試驗數(shù)據(jù)看，在10?30mme煙煤和20?40mme煙煤的體積配比為1:2情況下電煨煤電阻率波動圍偏離中間值650Q.mm2/m較小，變壓器二次電流穩(wěn)定，電耗雖然高于兩種煤配比為1:1的試驗，但產(chǎn)品質(zhì)量有保證。為此，選擇10?30mms煙煤和20?40mme煙煤的體積配比為1:2組織生產(chǎn)。在上述條件下，2008年噸電煨煤標(biāo)準(zhǔn)耗電量為844(kwh),而2007年煨燒爐實現(xiàn)電煨煤電耗900KWhM,比2007年節(jié)電56KWhFfe,說明工序控制過程還有改進(jìn)之處，但2008年實際電煨煤電耗比2007年降低了56KWh盹，說明米取工藝改進(jìn)措施是肩效的，節(jié)能效果是明顯的。2.2焙燒爐燃燒系統(tǒng)改用天然氣方案和實施情況焙燒爐結(jié)構(gòu)和原理炭素公司48室?guī)w環(huán)式陰極焙燒爐，由南北兩排各24個爐室、兩排斜坡煙道、一條主環(huán)形側(cè)部煙道構(gòu)成爐子每系統(tǒng)配11?12個爐蓋，每個爐蓋有4個燃燒孔，用來連接燃燒器燒嘴，還有6個觀察孔，用于觀測爐室各部位的溫度和負(fù)壓。燃燒加熱設(shè)備為三套德國瑞德哈姆公司生產(chǎn)的燃燒控制系統(tǒng)，一個典型的火焰系統(tǒng)由連通罩、負(fù)壓測量裝置、輔助燃燒架、空氣或水滅火架、主燃燒架、冷卻架組成。系統(tǒng)配置示意如下圖1:領(lǐng)他「產(chǎn)品皿代冷颼”E產(chǎn)即柒圖1:焙燒系統(tǒng)配置示意圖2.2.2焙燒改造方案及技術(shù)路線根據(jù)焙燒系統(tǒng)要求，本著保證改造后天然氣燃燒穩(wěn)定、節(jié)能性 /安全性不低于原有設(shè)備性能、節(jié)約投資的原則，對輔助燃燒架、主燃燒架和主控系統(tǒng)進(jìn)行硬件改造，并改造其他設(shè)備軟件接口，保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)耐〞?。主燃燒架改造方案a、根據(jù)需要更換減壓閥彈簧，調(diào)整至燃燒器工作所需壓力。b、根據(jù)焦?fàn)t煤氣燃燒器工作壓力、用氣量、功率及機(jī)械尺寸和外觀設(shè)計制作大然氣燃燒器，保證產(chǎn)品壽命和性能，將原燃燒架的燃燒器更換為天然氣燃燒器。c、系統(tǒng)在線運(yùn)行后，組態(tài)調(diào)整其工藝參數(shù)和控制參數(shù)。d、一臺主燃燒架改造完畢后，將其投入系統(tǒng)運(yùn)行，替換下來的繼續(xù)進(jìn)行改造，直到改造完全部主燃燒架。輔助燃燒架改造方案a、根據(jù)需要更換燃?xì)饬髁靠装?，調(diào)整KS94組態(tài)參數(shù)獲取天然氣流量控制參數(shù)。b、根據(jù)功率選擇和現(xiàn)有BIO65同等規(guī)格的國產(chǎn)燃燒器，替換現(xiàn)有焦?fàn)t煤氣燃燒器。c、投入實際運(yùn)行，調(diào)整工藝和組態(tài)參數(shù)，保證配風(fēng)和設(shè)備性能。d、逐次將所有輔助燃燒架改造完畢。中控系統(tǒng)改造方案因原有工控機(jī)型號較老且只有一臺計算機(jī)，為提升系統(tǒng)性能，硬件上擬增加一臺較高性能的工控機(jī)，配備21寸LCD顯示器，用以實現(xiàn)系統(tǒng)備份。軟件系統(tǒng)仍使用原有系統(tǒng)軟件。2008年4?5月，由鄒城市華油公司進(jìn)行廠區(qū)天然氣管網(wǎng)、調(diào)壓站的設(shè)計施工，該工作2008年5月31日順利結(jié)束，共計建設(shè)調(diào)壓計量站一座、地下天然氣管線約800米、地上天然氣管線約30米。2008年4月完成焙燒爐用焦?fàn)t煤氣燃燒支架改造為天然氣燃燒支架的燃燒控制技術(shù)方案確定和招議標(biāo)工作。由華邦天控公司負(fù)責(zé)對對主燃燒架、輔助燃燒架的電磁閥、孔板、燒嘴、連通罩及中控系統(tǒng)進(jìn)行全面計算和設(shè)計；改造于2008年6月開始，于2008年7月31日全部結(jié)束，共計改造燃燒支架9個、連通罩及負(fù)壓小車3套，對中控系統(tǒng)的接口進(jìn)行了調(diào)整。在對焙燒爐燃燒支架進(jìn)行改造的同時，對焙燒不同規(guī)格的陰極炭塊實行了長短焙燒曲線（384h/8室、352h/8室和336h/8室）適時轉(zhuǎn)換的工藝調(diào)整制度，對一套焙燒系統(tǒng)的13個爐蓋粘貼了耐火保溫棉及密封鐵皮，對48個爐室的鎖口磚進(jìn)行了拆除和重新砌筑。2.3導(dǎo)熱油爐及部分熱力管網(wǎng)改造方案及實施情況導(dǎo)熱油爐燃燒器改造研究由炭素公司實施，主要是根據(jù)天然氣流量、熱值和燃燒效果更換了燃燒器減壓調(diào)節(jié)閥門組件，對燃燒器閥門開度控制參數(shù)及風(fēng)門開度進(jìn)行了調(diào)整，對爐堂導(dǎo)流筒產(chǎn)生的裂縫用耐火材料進(jìn)行了封堵，同時，改變原有的單一區(qū)間溫度控制模式，而是采取根據(jù)季節(jié)對導(dǎo)熱油爐運(yùn)行溫度在 180?225c之間設(shè)置動態(tài)調(diào)整區(qū)間，冬季按高溫區(qū)間運(yùn)行，夏季按低溫區(qū)間運(yùn)行。炭素制品公司的熱力管網(wǎng)是由貴鋁設(shè)計，2003年10月正式投入使用，原設(shè)計生產(chǎn)及輔助設(shè)施供熱是由焦化廠供應(yīng)。由于焦化廠停產(chǎn)，蒸汽鍋爐停止運(yùn)行，同時也中斷炭素公司的蒸汽供給，中斷了蒸汽會嚴(yán)重影響炭素公司的安全生產(chǎn)。蒸汽中斷后受影響的設(shè)施有：a、瀝青溶化系統(tǒng)的一臺焦油儲槽的保溫；b、成型車間兩臺電捕焦油器的保溫及焦油清理；c、煙氣凈化系統(tǒng)三臺電除塵的保溫及焦油清理；d、煙氣凈化系統(tǒng)一臺焦油收集儲罐的保溫；e、職工洗浴用水的加熱及澡堂的取暖用熱和辦公場所的取暖；f、影響電捕焦油器及煙氣凈化系統(tǒng)電收塵器和煙氣凈化系統(tǒng)煙道的滅火汽源。為確保生產(chǎn)系統(tǒng)及職工福利設(shè)施的安全正常運(yùn)行，需對蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行改造。通過計算導(dǎo)熱油爐系統(tǒng)熱容量，可以滿足加熱保溫要求。利用導(dǎo)熱油代替蒸汽對兩臺焦油儲槽加熱設(shè)施進(jìn)行改造在焦油儲槽增加不銹鋼加熱盤管與槽外原導(dǎo)熱油二次循環(huán)系統(tǒng)連接，實現(xiàn)對儲槽和瀝青融化煙氣洗滌塔底部的焦油進(jìn)行加熱和保溫。焦油儲槽使用蒸汽保溫時的溫度為80?100C;導(dǎo)熱油二次循環(huán)系統(tǒng)接入兩焦油儲槽處的溫度為 90?200C,通過調(diào)節(jié)進(jìn)口閥門開度，控制加熱盤管的流量可以實現(xiàn)焦油保溫需要的溫度。改造方法：a、拆除儲槽外部的蒸汽管道，將原有的蒸汽閥門更換為導(dǎo)熱油專用閥門，使用壓縮空氣進(jìn)行吹掃；b、新增加加熱盤管和導(dǎo)熱油進(jìn)油和回油管（選用。 32無縫鋼管），管道密封更換為金屬石墨墊，在進(jìn)口和出口處加裝壓力表和溫度表，并對儲槽加熱盤管進(jìn)行加壓試驗（加壓0.6Mpa,保壓24小時不得有泄壓現(xiàn)象）；外部管路采用聚氨酯保溫，再使用鍍鋅鐵皮防護(hù)。c、將瀝青融化煙氣洗滌塔底部原蒸汽進(jìn)口為導(dǎo)熱油的回油口，原蒸汽排氣口為導(dǎo)熱油的進(jìn)油口，并設(shè)置單獨控制閥門，需要時，通導(dǎo)熱油加熱洗滌塔底部焦油。d、可行性分析①兩種加熱保溫的對比：管道的直徑相同；蒸汽壓力（0.2MP建0.3Mpa）小于導(dǎo)熱油二次循環(huán)系統(tǒng)壓力（0.3MPa-0.4Mpa）;蒸汽溫度（80?100C）小于導(dǎo)熱油溫度（90?200C）。②導(dǎo)熱油二次循環(huán)油泵型號為：RY125-65-250流量：Q=100m2/h壓力P=0.8MPa新加管道接入口處的壓力為0.3MPa,溫度為90?200C,滿足加熱需求；③導(dǎo)熱油系統(tǒng)是與生產(chǎn)同步運(yùn)行，年平均停爐檢修 6次，每次不超過3小時，焦油儲槽在停止加熱時，實測每小時降5c（環(huán)境溫度20C）,焦油軟化點是26.7C（立方塊法），焦油若在50c時，停止加熱3小時，溫度降至35C,仍高于軟化點，所以導(dǎo)熱油系統(tǒng)加熱是可行的。利用導(dǎo)熱油焙燒煙氣凈化焦油收集儲槽加熱保溫利用焙燒煙氣凈化焦油儲槽的檢修口，在儲槽的底部安裝一套不銹鋼螺旋盤管（不銹鋼管直徑為32mm螺旋盤管外徑為450mm長度為2700mm,與導(dǎo)熱油二次循環(huán)系統(tǒng)連接，通過調(diào)節(jié)進(jìn)口閥門開度，控制加熱盤管的流量和溫度。利用導(dǎo)熱油對電除塵、洗滌塔、電捕焦油器加熱和保溫利用焙燒煙氣凈化焦油收集儲槽的導(dǎo)熱油管道，沿焦油收集管敷設(shè)分別對焙燒煙氣凈化三臺電收塵器的底部和兩臺洗滌塔錐體處進(jìn)行加熱保溫。同時對焦油收集管進(jìn)行保溫。焙燒煙氣凈化的電捕焦油器需要的加熱面積為 3m2/臺，1m2加熱至溫度20c需熱量0.08x104KCal/h,則加熱至80c需熱量：3m2X0.32xi04KCal/h=0.96X104KCal/h=4kw。焦油的軟化點為26.7C<80C,沉積焦油用泵即可輸送至焦油儲槽。電加熱裝置配有溫度控制器，能夠起到恒溫運(yùn)行并具有節(jié)電性能?；炷笙到y(tǒng)的電捕焦油器和瀝青溶化電捕焦油器，在底部錐體處制作盤管，利用就近的導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱保溫?；厥諏?dǎo)熱油爐煙氣余熱，增加職工洗浴用水及辦公場所的取暖改造方案為提高熱能利用效率，解決職工洗浴用的熱水以及辦公場所的取暖熱源，經(jīng)過炭素公司課題小組的調(diào)研論證，決定在導(dǎo)熱油爐煙道東端增加換熱裝置及輸水管網(wǎng)，回收導(dǎo)熱油爐煙氣余熱。課題小組設(shè)計、實施的回收導(dǎo)熱油爐煙氣余熱工藝系統(tǒng)圖見圖8。余熱利用的可行性分析在燃燒焦?fàn)t煤氣/天然氣的情況下，導(dǎo)熱油爐功率為1750kw（燃燒器為RS190導(dǎo)熱油爐24小時運(yùn)行）效率為80%煙氣流量：2800Nm3/h煙氣溫度實測320C；設(shè)定換熱裝置排放煙氣溫度為150C,則煙氣從320c降至150c時，可放出約15X104KCal/h的熱量。①洗浴用熱洗浴用水量：30人/次、80kg/人，則洗浴用水量為30人X80kg/人=2400kg。所需熱量：將1kg水加熱升溫1C需熱量IKcal,按冷水溫度為0C、洗浴水溫度為45C,加熱2400kg水需熱量:2400kg義45C=10.8義104KCal/h。小于15X104KCal/h,能滿足洗浴用熱。號采暖用熱采暖面積：辦公場所1200m2兩堂600m2總面積為1800m2所需熱量：將1m2加熱至采暖溫度20c需熱量0.08X104KCal/h,則1800m2X0.08X104KCal/h=14.4X104KCal/h。小于15x104KCal/h,能滿足采暖需求。洗浴與取暖總熱量：10.8+14.4=25.2X104KCal/h余熱利用系統(tǒng)圖見圖2。

2■皿村】JWfWHi郴前ITE411f.圖2■皿村】JWfWHi郴前ITE411f.圖2:余熱利用系統(tǒng)圖J13■駟―力,?豳?XLMJteiMRMMOML.主要發(fā)明和技術(shù)創(chuàng)新點（不超過1200字）在進(jìn)行鋁用陰極節(jié)能工藝研究的過程中，實際是針對三個主要耗能工序的研究重點，分別采用了不同的關(guān)鍵技術(shù)，并進(jìn)行了大量的創(chuàng)新：電煨爐工序主要是進(jìn)行工藝技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新，焙燒爐是結(jié)合進(jìn)口設(shè)備和天然氣的特點在燃燒系統(tǒng)流量控制和工藝曲線上創(chuàng)新，導(dǎo)熱油爐主要是在煙氣余熱利用方面進(jìn)行國首創(chuàng)。關(guān)鍵技術(shù)a、電煨爐節(jié)能研究的關(guān)鍵技術(shù)是控制爐芯電阻技術(shù)主要體現(xiàn)在兩方面：一方面是通過控制無煙煤粒度配比，改善無煙煤堆積結(jié)構(gòu)，使無煙煤堆積電阻保持穩(wěn)定，實現(xiàn)煨燒電流穩(wěn)定；另一方面，調(diào)整上部電極長度，控制上部電極與下部電極的距離，穩(wěn)定煨燒帶爐阻，實現(xiàn)煨燒電流穩(wěn)定。b、焙燒爐節(jié)能研究的關(guān)鍵技術(shù)根據(jù)燃?xì)鉄嶂底兓⒈簾裏崃啃枨蠛桶踩螅ǚ阑鼗?、防脫火?，設(shè)計燃?xì)鉄炜趶?、孔板孔徑，調(diào)整KS9創(chuàng)態(tài)參數(shù)，使燃?xì)饬髁靠装蹇趶脚c進(jìn)口控制軟件相匹配，保證燃燒效果。根據(jù)不同規(guī)格制品設(shè)定不同的焙燒曲線，并在生產(chǎn)過程中靈活平穩(wěn)轉(zhuǎn)換的技術(shù)。c、導(dǎo)熱油爐節(jié)能研究的關(guān)鍵技術(shù)導(dǎo)熱油爐煙氣余熱回收利用工藝線路的設(shè)計技術(shù)，重點是常壓鍋爐容量設(shè)計、水平衡設(shè)計、熱交換器結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保被低溫余熱煙氣加熱的常壓熱水與冷水的交換效率、流量能滿足冬季員工洗浴需求。用導(dǎo)熱油管路直接加熱煤焦油時的防腐、防滲漏技術(shù)。創(chuàng)新點a、煨燒爐煨燒物料粒度配比與煨燒電流、排料頻率的聯(lián)合控制技術(shù)。電氣煨燒爐自上世紀(jì)80年初引進(jìn)我國后，90年初由交流爐改進(jìn)為直流爐，容量也相應(yīng)擴(kuò)大，但對煨燒物料粒度與煨燒電流、排料頻率的控制技術(shù)的研究一直沒有沒有深入。本科研項目立足企業(yè)實際，根據(jù)無煙煤和我公司電氣煨燒爐的特點，用不同粒度無煙煤進(jìn)行配比，控制煙道溫度，從而改進(jìn)煨燒電流分布，提高煨燒質(zhì)量的控制技術(shù)。b、縮短大規(guī)格陰極炭塊焙燒周期的技術(shù)。鋁廠自上世紀(jì)80年初引進(jìn)陰極帶蓋焙燒爐后，一直到今天，焙燒陰極炭塊仍在使用當(dāng)初的 384小時/8室焙燒曲線，國近年新建陰極帶蓋焙燒爐和敞式陰極焙燒爐的焙燒曲線都在 384小時以上，大規(guī)格陰極焙燒曲線甚至達(dá)到432小時/8室，焙燒陰極產(chǎn)品的能耗較高。課題小組結(jié)合振動成型產(chǎn)品的工藝特點和設(shè)備特點，開發(fā)出短陰極炭塊焙燒曲線技術(shù)是實現(xiàn)產(chǎn)品節(jié)能的又一創(chuàng)新點。c、將導(dǎo)熱油爐煙氣余熱回收，用于生產(chǎn)熱水的技術(shù)屬于國同行業(yè)首創(chuàng)。d、焙燒煙氣凈化系統(tǒng)的電除塵的焦油加熱、管路保溫，國均采用蒸汽，炭素公司采用導(dǎo)熱油對焙燒煙氣凈化系統(tǒng)三臺電除塵的焦油進(jìn)行加熱、管路進(jìn)行保溫在國屬于首創(chuàng)。.與當(dāng)前國外同類技術(shù)主要參數(shù)、效益、市場競爭力的綜合比較 （不超過2頁）5.5.應(yīng)用情況（不超過2頁）電煨爐電耗與國同型號電煨爐相比，炭素公司電煨爐按調(diào)整后的工藝參數(shù)運(yùn)行時（上部電極長度控制在1300?1400mm^間，煙道溫度控制在600?650c之間），每電煨無煙煤耗電量為844kwh,比國平均水平860kwh低16kwh,比國最好水平830kwh高14kwh達(dá)到了優(yōu)質(zhì)降耗的目標(biāo)。與國外同類原理、但直徑較大的法國法國Savoie公司電煨爐相比，炭素公司每電煨無煙煤耗電量比國際領(lǐng)先水平550KWht294kwh尚存在一定差距。焙燒爐和導(dǎo)熱油爐燃?xì)庀?008年全年鋁用陰極產(chǎn)品燃?xì)鉄嶂迪谋?2007年降低0.05t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，折合成天然氣，每噸產(chǎn)品消耗降低23m3折合成能耗為6.57GJ/噸，比2007年節(jié)約能耗1.1GJ/噸，達(dá)到了節(jié)能效果。從2009年12月國家鋁用炭素行業(yè)能耗標(biāo)準(zhǔn)會通報的情況看，該能耗在國同行業(yè)屬于領(lǐng)先水平。導(dǎo)熱油爐煙氣余熱利用系統(tǒng)運(yùn)行情況導(dǎo)熱油爐煙氣余熱利用系統(tǒng)每小時綜合利用熱量為 12.2x104Kcal,相當(dāng)于每年直接回收152噸標(biāo)準(zhǔn)煤。該系統(tǒng)在國是首次應(yīng)用成功。導(dǎo)熱油爐煙氣余熱利用系統(tǒng)投入只有 18萬左右，一年就可以收回投資，極具市場競爭力，很值得在同行業(yè)推廣應(yīng)用。按上述節(jié)能改造措施實施設(shè)備和工藝系統(tǒng)改造后，電煨爐運(yùn)行穩(wěn)定，電煨煤質(zhì)量波動小，合格率高；焙燒爐爐蓋、爐口密封良好，燃燒器運(yùn)行平穩(wěn)；導(dǎo)熱油爐煙氣余熱利用系統(tǒng)熱回收效果好，完全能滿足職工洗浴要求，導(dǎo)熱油伴熱、加熱管路未出現(xiàn)滲漏情況，伴熱、加熱效果滿足生產(chǎn)需求。具體情況是：電煨爐電耗電煨爐按調(diào)整后的工藝參數(shù)運(yùn)行時，上部電極長度控制在 1300?1400mmi問，煙道溫度控制在600?650c之間，電煨無煙煤質(zhì)量狀況為最佳，耗電量為839kwh/噸。把這一工藝參數(shù)作為最佳控制點來進(jìn)行控制，通過近半年來的生產(chǎn)實踐驗證，電煨無煙煤電阻率550?750之間合格率為99.3%,噸電煨煤電耗844kwh,比2007年降低了56KWh航，達(dá)到了優(yōu)質(zhì)降耗的目標(biāo)。焙燒爐和導(dǎo)熱油爐燃?xì)庀脑?008年5?7月實施焙燒爐天然氣燃燒支架的燃燒控制技術(shù)改造工作的過程中，系統(tǒng)不可避免對出現(xiàn)焙燒曲線頻繁變更的現(xiàn)象，而且， 2008年6?7月正是為生產(chǎn)700X490mmfc規(guī)格寬體炭塊的時期，為減少焙燒曲線波動可能對產(chǎn)品質(zhì)量造成的影響，技術(shù)人員充分利用該時機(jī)進(jìn)行了焙燒曲線調(diào)整試驗，探索現(xiàn)有焙燒爐型長短焙燒曲線變更調(diào)整的條件。從2008年6月中旬開始，利用6天時間技術(shù)人員將焙燒曲線從352小時/8室平穩(wěn)過度到384小時/8室,運(yùn)行40天后，焙燒炭塊規(guī)格又恢復(fù)到540X490mmT規(guī)塊，利用4天時間技術(shù)人員將焙燒曲線從384小時/8室平穩(wěn)過度到352小時/8室；在2008年9月，焙燒爐焙燒側(cè)塊坯料145塊（6爐），技術(shù)人員在一個系列上進(jìn)行了352小時/8室焙燒曲線變更為336小時/8室試驗，過度時間2天，6爐側(cè)塊坯料焙燒結(jié)束后，用兩天時間恢復(fù)到352小時/8室曲線。表4為2008年6?9月的焙燒產(chǎn)品質(zhì)量情況和加工合格率。表4:2008年6?9月的焙燒產(chǎn)品質(zhì)量情況和加工合格率月份［焙燒出爐量（塊）［焙燒合格率（。%機(jī)加工量（塊）綜合合格率（。%693899.595085.5771899.280984.7887599.770185.19108099.3110285.3合計361199.4356285.2從2008年6?9月的產(chǎn)品質(zhì)量看，長短焙燒曲線的變更調(diào)整技術(shù)是可行的，產(chǎn)品質(zhì)量有良好的保證，同時，用384小時/8室焙燒曲線焙燒700X490mmfc規(guī)格寬體炭塊是成功的，該曲線比國同類型焙燒爐生產(chǎn)700X490mmfc規(guī)格寬體炭塊的焙燒曲線縮短48小時。從2008年8月焙燒燃燒架運(yùn)行至今已經(jīng)有11個月，燃燒架運(yùn)行非常平穩(wěn)，故障率較低，焙燒的產(chǎn)品質(zhì)量有保障。焙燒爐口和爐蓋改造后，密封效果良好，爐蓋溫度降低20c左右。在2008年6月15日前，炭素公司完成了導(dǎo)熱油爐燃燒器的改造。主要是根據(jù)天然氣流量、熱值和燃燒效果更換了減壓調(diào)節(jié)閥門組件，對燃燒器燃?xì)忾y門開度控制參數(shù)及風(fēng)門開度按燃?xì)鉄嶂怠⑷紵龤庳?fù)荷進(jìn)行了調(diào)整，對爐堂導(dǎo)流筒產(chǎn)生的裂縫用耐火材料進(jìn)行了封堵，同時，采取了根據(jù)季節(jié)對導(dǎo)熱油爐運(yùn)行溫度在 180?225c之間實行動態(tài)調(diào)整制度，冬季按高溫區(qū)間運(yùn)行，夏季按低溫區(qū)間運(yùn)行。燃燒器改造后，運(yùn)行工藝參數(shù)穩(wěn)定，運(yùn)行溫度能很好地滿足瀝青融化系統(tǒng)、管路保溫需求。實行“冬季按高溫區(qū)間運(yùn)行，夏季按低溫區(qū)間運(yùn)行”措施后，每天燃?xì)庀慕档?2.8?3.1%,“勺84?93Nm3在對上述兩個爐子的改造和工藝制度優(yōu)化的基礎(chǔ)上，雖然 2008年下半年產(chǎn)量比上半年降低1194噸，但2008年全年鋁用陰極產(chǎn)品燃?xì)鉄嶂迪娜员?007年降低0.05t標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，折合成天然氣，每噸產(chǎn)品消耗降低~~23m3折合成能耗為6.57GJ/噸，比2007年節(jié)約能耗1.1GJ/噸，達(dá)到了節(jié)能效果。5.3導(dǎo)熱油爐煙氣余熱利用系統(tǒng)和新增用導(dǎo)熱油保溫的管線運(yùn)行情況a、導(dǎo)熱油爐煙氣余熱利用系統(tǒng)運(yùn)行情況：2009年2月3日，導(dǎo)熱油爐煙氣余熱利用系統(tǒng)開始投入運(yùn)行，在實測煙氣溫度為 283?301C、補(bǔ)充冷水為3?10c的情況下，能夠?qū)?400kg左右冷水加熱到50C,穩(wěn)定滿足了職工洗浴需要。導(dǎo)熱油爐煙氣余熱利用系統(tǒng)實際回收熱量為 13.1x104KCal/h;余熱系統(tǒng)每小時用電3KWh折合0.9X104Kcal,綜合利用熱量為:13.1x104KCal/h-0.9X104Kcal=12.2x104KCal/h。b、新增用導(dǎo)熱油保溫的管線運(yùn)行情況：用導(dǎo)熱油加熱的瀝青融化焦油儲槽、煙氣凈化焦油收集儲罐和管路已經(jīng)運(yùn)行5個多月，運(yùn)行平穩(wěn)，加熱保溫效果良好；未發(fā)現(xiàn)不銹鋼螺旋盤管、專用閥門有滲漏導(dǎo)熱油現(xiàn)象，被加熱的焦油能很好地滿足生產(chǎn)、環(huán)保要求。同時，在未增加導(dǎo)熱油爐能源消耗的情況下，提高了系統(tǒng)熱能利用效率6、經(jīng)濟(jì)、社會效益項目總投資額24.643萬元回收期（年）0.5欄目