我国是世界第一产钢大国,钢铁产业是国民经济的重要基础产业,是国家经济水平和综合国力的重要标志,在国民经济中具非常重要作用。而作为“经济大户”的钢铁企业却也面临着低碳环保、节能减排的严峻挑战,特别是炼钢转炉一次烟气不能稳定达标超低排放,成为困扰行业多年的老大难问题。多年来,各方都企盼捆住这一烟气“苍龙”,而中冶东方工程技术有限公司(以下简称中冶东方)以“今日长缨在手,定要缚住苍龙”的豪迈气势,自主研发了转炉一次烟气DFP全过滤净化技术,用这一具有国际领先的中国技术彻底解决了此项难题,受到了各方高度评价。
超越自我的战略突破
中冶东方是世界500强企业中国中冶和上海宝冶旗下的骨干企业,是一家以工程设计与咨询、EPC工程总承包及相关服务为主的多专业、跨行业的国家级高新技术企业,几十年来从声誉卓著的国家甲级设计院,逐步构建起了全产业链支撑体系和生产、维护全生命周期运营服务体系,为我国钢铁行业的建设发展作出了重大贡献。随着钢铁行业的产能过剩,钢厂建设市场进入低谷,中冶东方的发展也同样面临发展的挑战。中冶东方针对钢铁行业环保、绿色、减排、节能的更高要求,审时度势、提前布局,早在2000年初就瞄准干法除尘技术,经过多年的研发与创新,至今已形成设计与施工综合发展一体化、一站式、一条龙的低碳、环保和节能的综合服务体系,形成了超越自我、超越同行、超越世界先进水平的原创性专有技术。
中冶东方在钢铁行业环保领域出手不凡,通过对行业需求的迫切性和市场前景的研判,选择了对炼钢厂影响深远、举足轻重的排放课题——转炉一次烟气超低排放。开发一种先进的净化技术以解决炼钢转炉一次除尘难题,实现节能、减排、增效总体目标。面对转炉一次烟气粉尘浓度高、煤气安全性差、烟气温差大等不同课题的挑战,解决现有技术的各种弊端,新技术的攻关涉及多个环节,如材料、设备、工艺等各个方面,其创新和突破可谓是行业的“壮举”。
中冶东方首先选择新技术的实施对象是我国重要的钢铁基地——包钢,并作为示范项目来做。面对着可能存在的各种风险,在项目建设初期各方就有不少分歧,业主对方案有疑虑,合作方对方案有担心,专家论证也有异议。为此,中冶东方力排众议、充分调研,周密分析、科学论证可能遇到的问题,采取了一系列行动。如多次进行科研实验,对包钢现场一次除尘灰进行采样,在实验中模拟生产现场的条件,检测选用的粉尘净化金属膜对其净化效果和适应性;如多方面进行交流,通过与包钢炼钢厂领导、专业人员和生产工人认真沟通,掌握其转炉的生产节奏和操作习惯,针对其特点调整有关系统的设计条件和自控条件。还针对可能遇到的各种风险,制定详尽的处置预案。最终说服各方,统一了意见,保证了示范项目的顺利推进。
值得一提的是:中冶东方推动和实施的转炉一次全烟气过滤DFP超低排放技术,从2019年开始到2022年经过不断试验终于取得圆满成功的时期,正是国家密集加大和专项针对钢铁行业低碳环保要求时期。2019年4月28日生态环境部等五部委联合印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》,2020年我国在第75届联合国大会上正式提出2030年实现碳达峰和2060年实现碳中和的目标,2022年1月20日工信部等三部委联合发布《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》,中冶东方整个项目实施与国家政策在时间上高度吻合,可谓是恰逢其时、跟上时代、符合潮流。
科技创新的技术飞跃
转炉一次烟气实现超低排放,说要解决并不轻松,具体行动更是举步艰难。行业内一直采用的国外技术和装置,均存在各自的弊端。如LT干法电除尘干法技术泄爆率高、检修难度大、维护费用高、排放指标不稳定;湿法和半干法技术处理系统占地大、运行费用高,水系统复杂,二次污染严重、指标不稳定等。而中冶东方凭借数十年对转炉烟气净化的实践经验积累,迎接挑战,开始了志在必得的科技攀登。
一是志存高远,瞄准高端。要将DFP过滤净化技术第一次应用到转炉一次烟气净化;要把全球第一套DFP过滤净化转炉一次除尘实现产业化应用;要将DFP过滤净化技术第一次在全球领域让转炉一次烟气不仅稳定实现超低排放,同时还要实现降本增效;要在转炉一次除尘领域第一次实现中国技术超越并取代国外技术。
二是抓科技创新,破解难题。抓住汽化环节、温湿度调整、过滤机制、运行安全等各种要解决的重要问题技术攻关,专项研发了转炉一次全烟气温湿度联合调控技术,保障了除尘器入口烟气温湿度稳定控制;首次采用金属滤袋用于转炉一次全烟气过滤,解决了稳定达标排放问题;研制了转炉一次全烟气净化模块化装置,实现了离线清灰、在线检修,保障了转炉正常生产;研发了转炉一次烟气除尘灰气力输送技术,实现了除尘灰全过程密闭输送,无次生粉尘污染。
三是顽强拼搏,决战决胜。攻关团队明白,如果项目失败将是转炉烟气除尘顽疾的长期存在,必须要破釜沉舟、背水一战、决不言败。正是这种超人的精神和意志,才有了项目总指挥争分夺秒、时不我待,甚至利用在外出列车上、飞机上片段时间完成了十万多字的技术方案;才有了项目总工宁可放弃探亲机会也要坚守岗位在现场解决问题;才有了技术系统调试关键时刻整个团队在现场50多个小时连续作战。在整个攻关过程中,几大“拦路虎”都被拿下,如:对温度、湿度、腐蚀等要求极高的材料选择;高难度,保证不烧袋、不糊袋的烟气温湿度精密调整;除尘系统检修时不影响生产的难题都被中冶东方人以责无旁贷、舍我其谁的责任感和使命感实现全面破解和决战决胜的成功。
品牌发展的责任担当
作为一个有着六十余年历史的央企,中冶东方始终不忘自己的使命与担当,始终把品牌作为企业的立足之本、发展之基。不断提升品牌的含金量和竞争力。在这次炼钢转炉一次烟气DFP超低排放技术攻坚克难中,再一次充分显示了企业品牌对业主、对行业、对社会的责任担当。
在技术使用的经济效益上,新技术系统节能减排、降碳增产,效益显著。仅以一套100吨转炉一次烟气净化系统为例,如放散侧及回收颗粒排放值稳定实现≤10毫克/立方米,颗粒物排放减少约50吨/年,吨钢耗电量和耗水量分别减少约30%,吨钢煤气回收量增加约20%;年节省综合成本约400万元,节省大修费用约300万元/4年;不需停炉检修,年间接提高转炉产量约15%。
在业主的口碑上,对新技术系统评价不俗。该技术的成功应用,已成为包钢股份2022年十件大事之一。业主认为:该技术使用全程无泄爆,运行安全稳定,设备维护简便,无需停炉检修,系统自动化程度高,操作简便,可作为转炉一次烟气实现超低排放的典型案例。”业主评价是:“运行效果优良,实现了转炉烟尘排放浓度低至每立方米10毫克,大大降低厂区粉尘污染物排放量,不仅减少了维检费用及职工劳动强度,在节能降耗的同时稳定达到国家超低排放要求,并有效改善了城市空气质量,为全国钢铁行业转炉一次除尘发展方向开拓了新的思路和途径。”
在行业和社会影响上,新技术受到了业界的高度关注。中国金属学会,还有宝钢、建龙集团、三钢集团、河钢集团、山钢集团、沙钢集团、泰山钢铁等国内数十家知名钢企来现场进行了考察和交流。2023年7月由中国金属协会主办并分别召开了科学技术评价会和行业推广交流会,国内知名行业专家前来进行了评审,认为该技术行业首创、国际领先,值得广泛推广。
中冶东方相关负责人表示,虽然取得了可喜的成绩,但并没有停止发展的脚步,下一步,中冶东方将针对钢厂“双碳”的目标实现深化科技创新,作出更大的贡献,创出更多的辉煌。
(马振春 张如海 于学锋)