刍议轧钢加热炉综合节能技术.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 23 日 作者简介：沈良冲（1985），男，汉族，江苏如皋人，助理工程师，本科，研究方向为轧钢厂加热炉节能减排技术的研究。-196-刍议轧钢加热炉综合节能技术 沈良冲 江苏南方科技有限公司，上海 200082 摘要：摘要：近年来，社会在实际发展建设的过程中，对生态环境造成了严重的不良影响，针对此情况，我国提出了绿色发展理念。而对于钢铁行业的发展来说，其为社会发展提供了强有力的支持，也需要贯彻落实绿色发展理念，积极应用轧钢加热炉综合节能技术，不仅有助于降低能源消耗，也起到了环境保护的目的。从当前钢铁行业生产运营的实际情况来看，轧钢加热炉综合节能技术已经成为重点内容，并将其应用于实际生产之中，为企业的发展奠定了坚实的基础。本文以此为基础，对轧钢加热炉综合节能技术的应用探究。关键词：关键词：轧钢加热炉；综合节能技术；应用分析 中图分类号中图分类号：TG659 0 引言 自改革开放以来，我国工业发展不断进步，尤其是钢铁行业，但是在此过程中消耗了大量的化石能源，同时也对生态环境造成了严重的影响。而现阶段，国家越来越重视节能环保技术，从出台碳达峰行动方案，启动全国碳排放权交易市场可以看出我国在生态环保领域的决心。针对此情况，相关技术人员针对轧钢加热炉提出了综合节能技术，经过不断地研究分析，不断进行完善和优化，将其应用于实际生产运营之中。轧钢加热炉综合节能技术在很大程度上降低了资源能源的消耗，同时也为碳中和、碳达峰奠定了坚实的基础，也为提升生产效率提供了强有力的支持。1 轧钢加热炉综合节能技术应用重点 1.1 明确轧钢加热炉结构 想要进一步提升轧钢加热炉综合节能技术应用的有效性，相关工作人员需要明确轧钢加热炉结构。现阶段，从企业生产运营的实际情况来看，煤气种类对于轧钢加热炉会造成一定的影响，因此一定要明确轧钢加热炉结构。通常情况下来讲，主要分为两种情况，一种是煤气种类较为齐全的情况，那么此时对于轧钢加热炉结构来说，需要根据企业的实际情况进行设计，并考虑企业的经济效益，具有针对性地选择结构形式，而对于加热炉结构选择来说，还需要考虑节能效果、生产稳定性等内容，一般可以应用蓄热-换热联用结构等。另外一种是使用低热值煤气，且在实际运行生产的过程中主要对普通钢种进行加热，那么对于此种情况来说，可以应用空、煤气双蓄热的结构1。1.2 考虑加热炉装备水平 在实际应用综合节能技术之前，还需要考虑轧钢加热炉装备水平情况，其直接对钢坯加热情况造成影响，进而影响后续应用的实际情况，因此一定要考虑此类内容，进而提升综合节能水平应用的有效性。对加热炉装备水平进行检测的过程中，不能只是依靠人工进行，需要在装备上装置科学有效的检测仪表，反映设备实际情况。而对于仪表的选择来说，不能只考虑当前，需要考虑长远发展，并预留发展空间，同时还需要将节能作为核心内容，提升整体装备的智能化水平以及现代化水平，更有效地应用综合节能技术。2 轧钢加热炉综合节能技术应用分析 2.1 综合性考量 为了进一步实现轧钢加热炉综合节能技术，并提升技术应用的有效性，降低能源资源消耗，相关工作人员需要进行综合性考量，从多个角度入手，进而实现节能减排的目的，在实际进行考量的过程中，可以结合 PDCA 循环方法，从策划、实施、检查以及处理 4个方面进行考量。（1）制定节能方案：为了保证生产优化的有效性，相关工作人员还需要以节能计划为基础，并根据当前生产运行的实际情况制定节能方案，但是需要进行综合性考量，以此为基础，对节能方案进行策划，并保证内容的全面性。比如说生产设备、操作环境以及材中国科技期刊数据库 工业 A-197-料供应商等，其都会对生产造成一定的影响，因此一定要重视此项内容，以此为基础制定科学有效的节能方案，实现节能目的，这也是 PDCA 循环方法的最初阶段（策划阶段）。（2）生产过程：从整体上来看，企业在实际运行的过程中，主要是生产过程中产生了能源消耗，因此可以从此方面入手，讨论应用何种方法有效降低能源消耗，从而确定目标值，并将节能方案贯彻落实于实际生产之中，对其进行相应的检验。为了进一步降低能源消耗，在实际生产运行的过程中，需要坚持节约成本的原则，以此为动力，对制造技术进行完善和优化，同时也需要强化整体管理，积极应用先进的管理方法以及管理理念，从根本上降低能源消耗。在实际开展工作的过程中，需要优化生产流程，并根据当前实际生产情况，将能源节约作为核心，设计降低能耗比例2。（3）确定节能计划：轧钢企业在实际运行的过程中，主要是生产过程中产生了能源消耗。因此可以从此方面入手，充分采集、分析能源消耗数据，论证节能实施可行性，确定节能计划，并明确节能目标。（4）监测有效性：钢铁厂在实际进行生产运行的过程中，最为重要的就是轧钢加热炉，而为了贯彻落实节能环保的理念，需要对轧钢加热炉进行监测，了解基本情况，进而制定相关改善措施，并将其落实在实际生产运行的过程中，并检验整体运行的有效性和质量。针对此情况，为了提升节能技术应用的有效性，需要保证监测的精准性以及可靠性，因此可以聘请专业人士进行监测，同时也需要引进先进的监测系统，对设备耗能情况进行实时监测，提升整体处理的有效性，保证监测的质量。2.2 强化创新意识并明确资金使用计划 首先，为了实现节能减排的目的，降低轧钢加热炉生产运行过程中消耗多余的能耗，那么企业领导人员以及技术人员一定要意识到节能技术应用的重要性，并不断根据当前的实际情况进行相应的创新。因此一定要具有节能技术应用意识以及创新意识，这样才能进一步提升节能技术应用的有效性。其次，为了保证可以安心地进行创新和研究，企业一定要明确资金使用计划。成立专项资金用于节能实际好的开发和研制。还可以形成一定的激励机制，使相关技术人员更主动发挥能动性，同时为了可以更有效地应用节能技术，还需要人才支持，因此需要聘请专业人才以及经验丰富的工作人员，了解节能技术的应用，这样不仅可以降低资源能源消耗，同时还有提升生产效率以及生产质量。且在实际开展工作的过程中，还需要借鉴之前的成功经验，并结合企业的实际情况以及节能技术应用情况，对整体技术进行相应的创新和优化，推动轧钢加热炉节能技术的改革，也可以落实“绿色发展”战略，推动企业的发展和进步。最后，还需要组建专业的团队，强化节能型人才的培养，为节能技术的应用和开发提供支持，并根据具体生产运行情况，对其进行相应的调整和优化，提升节能技术应用的有效性。无论是何种技术，最为重要的就是技术团队的组建，其是保证技术创新和研究顺利进行的关键，同时其也对节能技术应用效果造成一定的影响，因此想要进一步提升节能技术应用的有效性，提升整体应用效果，那么一定要组建专业的技术团队，不断提升工作人员的专业素养以及综合技能水平。首先，相关企业需要定期开展培训，以此丰富工作人员的理论知识，同时也可以帮助工作人员掌握相关的技术原理，为整体技术研究提供而来强有力的支持。其次，还可以通过科研大会的方式，为相关技术人员提供良好的沟通交流的环境，分享相关经验。最后，还需要为技术人员提供实践操作环境，以此提升技术应用的有效性，同时也可以将理论知识与实践相结合。只有得到充足的资金支持，才能吸引人才，为节能技术的应用和创新提供支撑，因此一定要强化资金扶持力度，以此推动轧钢加热炉综合节能技术的发展和进步。2.3 科学利用轧钢加热炉热能技术（1）充分利用轧钢加热炉余热：轧钢加热炉在生产运行的过程中会产生大量的热量，而其中一部分被称之为废热，无法发挥自身的效用和价值。而为了节约耗能，可以将此部分废热进行收集，并进行有效利用。针对此情况，可以在生产的过程中增设烟气余热回收系统，利用此系统对废热进行回收，可以用于发电，同时也可以为蒸汽锅炉的生产提供支持。此种方式，不仅可以有效提升热能的有效利用率，同时也可以降低对周围生态环境的破坏3。（2）积极利用太阳能：现阶段，太阳能逐渐走进中国科技期刊数据库 工业 A-198-大众视野，并被广泛应用于各行业和领域之中，而这主要是因为其是一种绿色、可再生能源。对于钢铁厂来说，也要积极利用太阳能，利用其为轧钢加热炉提供热能，减少煤炭资源的应用。对于太阳能的应用来说，可以利用光伏电池板以及太阳能集热器等设备对太阳能进行收集，随后再将收集的太阳能转化为可应用的热能，为轧钢加热炉生产运行提供动力支持。此种方式，不仅可以降低能源消耗，同时也实现环境保护的目的。2.4 强化管理 对于管理来说，可以从两个方面入手：第一，需要对热传递的方式进行优化，轧钢加热炉在实际运行的过程中，对于热传递来说，通常采用辐射的传递方式，从整体上来看此种方式的效果较低；针对此情况，可以采用强制对流传热技术，此项技术的应用可以有效提升热传递的面积，降低传热阻力，进而提升热传递效率，同时也可以应用红外线辐射技术或者是超声波技术，进而提升定位和控制的精准性以及可靠性，为能源节约奠定了坚实的基础。第二，需要根据当前实际情况对燃烧方式进行优化和改善，进而提升燃烧的有效性，在实际进行生产运行的过程中，最为重要的就是燃烧，此部分也是能源消耗最大的阶段。针对此情况，需要改善燃烧方式，可以应用富氧燃烧技术。在燃烧过程中只有空气中的氧参与了燃烧反应，而氮气作为稀释剂吸收大量的燃烧生成热。试验表明，当空气中的氧含量增加 10%左右，即相当于将空气预热到 500左右的效果。因此采用富氧燃烧技术，实现提高燃烧效率的目的，同时还可以降低烟气排放，实现生态环境保护的目的 此外，在实际开展管理的过程中，传统轧钢加热炉工作方式已经无法满足当前的需求，其在实际运行的过程中，热效率比较低，严重影响企业的经济效益，也不利于开展节能环保工作。而针对此种情况，在生产过程中，可以应用强制对流传热技术，加强炉气和炉内钢坯之间的对流换热。它是一种先进的综合节能技术，应用有效性较强，投资相对较小。另外，还可以通过增加热传递面积的方式，提升热传递效率，同时也可以有效降低传热阻力。对于高温炉，也可以采用增加炉内辐射面积或在工作层表面采用红外线辐射技术以及超声波定位技术等综合节能技术，进而对轧钢加热炉工作中的加热进行定位和控制，以此实现提升加热效率的目的。2.5 完善健全轧钢加热炉技术操作流程 由于轧钢加热炉处于长期高温连续运行工作的状态，因此一定要保证技术操作流程的规范性以及有序性，并以此为基础进行操作，这样才能避免轧钢加热炉应用过程中出现故障问题，延长轧钢加热炉应用年限，保证整体提供用质量。在实际开展工作的过程中，司炉人员需要深知不同钢坯的加热工艺，并了解轧钢加热炉工作原理和结构，结合企业实际生产情况，制定相应的操作流程，保证整体的科学性以及合理性。其不仅可以保证操作的规范性，同时也有助于降低轧钢加热炉使用过程中产生的热量以及能源消耗，有助于落实节能环保理念。与此同时，在实际开展工作的过程中，还需严格遵循勤检查、勤联系和勤调整（即“三勤”）和“定点烧钢”的操作方法规范定检巡查流程，及时发现轧钢加热炉存在的故障，并明确故障问题所在，避免酿成更大的损失。在进行检修的过程中需要问故障问题进行详细的记录，包括故障问题出现时间、具体位置、检修时间以及检修方法等，进而为后续的检修提供数据支持，提升整体检修的效率，也可以保证检修质量。此外，在实际开展工作的过程中，还需要制定相应的规章制度，以此对工作人员以及检修人员进行规范和约束，避免出现“自由烧钢”和“烧太平钢”的情况，同时也可以保证按照技术操作流程开展工作，保证工作开展的有序性。在实际开展检修的过程中，还需要制定奖惩制度，调动工作人员的积极性，也可以提僧静安修质量和检修效率。2.6 积极运用先进的节能技术 第一，相关工作人员可以对空燃比进行有效的控制，保证应用最佳空燃比。在实际开展工作的过程中，需要考虑煤气热值变化的实际情况，并以此为基础进行相应的控制，对煤气热值以及烟气残氧进行检查，明确数据变化趋势，并对数据进行分析，进而对空气以及煤气的流量比例进行控制，保证空气煤气比例的科学性。此种方式，不仅可以保证煤气充分燃烧，同时也避免鼓入过量的空气吸收燃烧热，浪费能源。中国科技期刊数据库 工业 A-199-第二，现阶段，大部分钢铁企业还是以人工操作为主，当前科学技术飞速发展的支持下，可以借助人工智能技术与人工操作结合，可以从根本上提升工作质量以及工作效率。人工智能在应用的过程中，可以建立人工智能专家系统，增加算例算法，并相关数据信息进行自动化统计和整理，随后根据相关数据信息进行推理分析，对原料、钢种以及变化情况等数据进行系统化操作，慢慢减少人工干预，实现自动烧钢。而且人工智能专家系统还可以提供自动监测功能可以对热能进行相应的监测，随后相关工作人员根据企业的实际情况设置各段炉温，进而实现节能环保的目标、目的。3 结语 综上所述，在实际进行生产的过程中轧钢加热炉是最为重要的设备，也是造成资源能源消耗最为严重的环节，因此在实际进行生产建设的过程中，需要加强应用综合节能技术，进而实现节能减排的目的，同时也实现了保护生态环境的目的，更满足国家“双碳”的政策，为提升企业的经济效益以及社会效益奠定了坚实的基础。参考文献 1张宇连,林博,张佳有,杨栋.轧钢加热炉综合节能改造分析J.冶金工程,2022,9(2):99-104.2孙博.板材轧钢行业加热炉节能新技术及应用思考J.冶金与材料,2021,41(5):101-102 3汪寿伟,信新月.智能控制在轧钢加热炉上的节能应用J.冶金与材料,2023,43(1):181-183.