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銅冶煉企業綜合節能與能源優化研究

文檔作者：胡俊文檔來源：金隆銅業有限公司		點擊數：	更新時間： 2020年12月03日
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第第 355卷期 有 色 冶 金 設 計 與 研 究 2014焦
10 月
銅冶煉企業綜合節能與能源優化研究
胡俊
(金隆銅業有限公司，安徽銅陵244000)
[摘 要]銅冶煉企業生產能耗高，因此節能降耗是企業降低成本、提高效益的重要途徑。金隆銅業近年
來，在生產實踐中通過與大專院校和專業廠家合作，開展企業綜合節能與能源優化研究工作，改善了能源結構，
提高了能源綜合利用效率，經濟效益顯著，減少了環境污染，增強了企業競爭力。
[關鍵詞]銅冶煉企業；能源優化；節能降耗；稀氧燃燒；低壓蒸汽回收
中圖分類號：TF087 文獻標識碼：B 文章編號：1004—4345(2014)05—0038-03
Research on Integrated Energy Saving and Energy Optimization in Copper Smelting Enterprises
HU Jun
Oinlong Copper Co．，Ltd．，Tongling，Anhui 244000，China)
Abstract Due to hi gh production energy consumption in copper smelting enterprises，energy saving and consumption reduction
are important ways to reduce the cost and increase eficiency for the enterprises．In recent years，Jinlong Copper Co．，Ltd has
developed research on integrated energy saving and energy optimization by cooperation with colleges&amp;amp; universities and professional
factories，by which it can improve energy structure，increase energy comprehensive tttilization eficiency，reduce environmental
pollution and enhance enterprises competitive power．
Keywords copper smelting enterprises；energy optimization；energy saving and consumption reduction；dilute oxygen combustion；
low pressure steam recovery
金隆銅業主工藝采用當今世界先進的閃速煉銅
技術，主要流程為閃速爐富氧熔煉、PS轉爐吹煉、回
轉式陽極爐精煉工藝。冶煉過程中產生的高溫含塵
SO煙氣，經中壓廢熱鍋爐、電收塵器降溫除塵后送
入制酸系統。制酸系統采用絕熱蒸發稀硫酸洗滌、2
次轉化和2次吸收的制酸工藝。其生產所消耗的1
次能源以重油和煤為主，2次能源有電、蒸汽及氧氣
等。能源介質在各系統間轉換、流動，最終為生產工
序提供能源支持。金隆銅業近幾年通過產學研合作
開展企業綜合節能與能源優化研究工作，在優化生
產工藝的基礎上，改善了企業能源結構，加強能源介
質的合理利用，提高能源轉換效率，加大余熱資源的
回收利用，從能源介質的各個子系統全面節能。
1 綜合節能與能源優化研究
1．1 能源使用調查研究
銅冶煉企業在生產過程中各種能源介質相互關
聯，例如廢熱和燃煤可以轉換成蒸汽，蒸汽可轉換成
電力或進行干燥等，而原料成分、冶煉工況變化又會
對廢熱參數產生影響。因此如何有效及時地監測、調
度各種能源介質，在保證生產質量的條件下節能降
耗，成為能源管理工作的重點。2010年，金隆銅業與
安徽工業大學合作開展“能耗調查研究”工作，通過
對各工序、生產單元的能耗調查、統計分析，摸清了
用能現狀，為制定切實可行的節能改造計劃提供
依據。
1_2 節電研究
在節電研究方面，金隆銅業主要開展了以下2
收稿日期：2014—05—09
作者簡介：胡俊(1962一)，男，工程師，主要從事大型銅冶煉企業設備和能源管理工作。
第5期 銅冶煉企業綜合節能與能源優化研究 ．39．
項研究：
11電力消耗調研和諧波治理。2011年金隆銅業
與安徽工業大學合作開展了“供電系統電能質量評
估及節能降耗潛能挖掘”研究工作。根據企業生產過
程能源構成、負荷特點和供配電系統結構，對整個供
電系統和主要負荷特性進行測試，分析影響電能質
量的因素。經測試，PC1系統低壓I段，負載波動頻繁，
電流總諧波畸變率隨之波動，最大為8．7％；PC1系統
低壓II段，負載也存在波動。但較I段穩定，電流總諧
波畸變率15％左右。通過研究，2013年對PC1電解
低壓系統5、7次諧波進行治理，分別在PC1的I段、
II段增加了APF有源濾波柜。APF投入濾波后，PC1
的I段電流總畸變率基本穩定在3％以下，電壓畸變
率在1％以下，PC1系統低壓II段電流總畸變率基本
穩定在5％左右，電壓畸變率在l％以下，APF達到較
好的濾波效果。
21應用流體輸送環保節能技術，開展水泵節能研
究工作。2010年開始與杭州福鼎開展合作研究，應用
流體輸送環保節能技術，對循環水系統的水泵進行
節能研究。通過對水泵運行情況檢測，針對系統存在
的不利因素，進行系統分析、研究。結合系統流體力
學特性，構建專業流體力學數學模型，并按最佳運行
工況參數定做流體輸送高效環保節能泵，替換低效
率運行的水泵，提高輸送效率及水泵的有效利用率，
達到最佳的節能效果。近3年來，公司分別完成了硫
酸等4大循環水系統共9臺水泵節能研究改造工
作。節電達4．5~10 kW·h／a。
1．3 低壓蒸汽回收和利用研究
通過蒸汽平衡調研，查清余熱資源回收利用的
基本情況，制定實施方案并實施，將多余的低壓蒸汽
回收利用。
l 硫酸余熱回收利用研究。2套硫酸轉化工序
2007年用3臺熱管鍋爐取代SO 煙氣冷卻器，其中
I系統設置2臺熱管鍋爐。分別用于回收1次和2
次轉化后煙氣廢熱；11系統設置1臺熱管鍋爐，回收
1次轉化后煙氣廢熱f1]。通過能源調研，2012年又在
Ⅱ系統增加1臺熱管鍋爐，回收2次轉化后煙氣廢
熱，產生1．35 MPa飽和蒸汽16 t／Il。
2)提高蒸汽干燥機能力研究。2007年擴產改造
新建了1套干燥能力為110 t／ll蒸汽干燥機用于干
燥銅精礦，但由于蒸汽干燥能力小，原來使用重油加
熱的氣流干燥機仍在使用。為此金隆銅業開展了蒸
汽干燥機能力提高研究工作，對蒸汽盤管進行改造
并于2012年5月份完成。改造后蒸汽干燥系統能力
提升約50 t／h。通過提高蒸汽干燥機能力，降低氣流
干燥機運行率，每年可為公司節支1 500萬元左右，
經濟效益明顯。
31蒸汽消耗存在不平衡現象，蒸汽管網主要包括
4．7 MPa、1．3 MPa、0．6 MPa 3種壓力，其中4．7 MPa
蒸汽主要來自閃速爐和轉爐，1．3 MPa蒸汽主要來自
硫酸熱管鍋爐。0．6 MPa的蒸汽主要來自汽輪機發電
機組的背壓。在實際使用過程中，主要存在以下問
題：(1)生產正常時，由于產汽量大于總用汽量，0．6
MPa管網平均每小時有約15 t蒸汽放空；(2)4．7 MPa
管網內蒸汽不足，汽輪機進口調節汽門開度最大約
70％。因此，蒸汽合理利用方案的首要工作就是尋求
低壓蒸汽的合理利用，為此，金隆公司開展了汽汽引
射器節能技術研究，進行節能增效。通過引射器將
4．7 MPa蒸汽與0．6 MPa蒸汽混合成1-3 MPa蒸汽
使用，代替原來將4．7 MPa直接減壓至1．3 MPa蒸汽
的做法，可節省部分4．7 MPa蒸汽用于發電，節能效
果明顯。投人運行的2臺汽汽引射器，可增加發電量
約500 kW／ll。
另一方面，公司還利用螺桿膨脹動力機驅動鍋
爐給水泵實現了“能量梯級利用”。為了實現蒸汽熱
能利用最大化，采用1．3 MPa飽和蒸汽作為螺桿膨脹
動力機熱源，經螺桿膨脹動力機降壓至0．65 MPa的
排汽送人0．6 MPa低壓蒸汽管網，以滿足生產和生活
使用；螺桿膨脹動力機以1 100一l 500 r／rain轉速驅
動熱水循環泵，使鍋爐給水循環流量達到1 300 t／h
左右，以滿足鍋爐運行要求。該項措施節能效果顯著，
每年可產生直接經濟效益50萬元[21。
1．4 水綜合回收和利用研究
為了摸清生產用水情況，公司進行了工業用水
平衡調研工作。通過現場檢測，掌握了各項用水量情
況，建立起廠區用水的平衡關系，并通過測試與平衡
的分析研究，查找用水瓶頸，制定節水措施。1)根據水
平衡調研結果，2010年進行了熔煉、轉陽區域部分設
備冷卻水的回收工作，將閃速爐排風機、干燥風機臺
等設備冷卻水回收到硫酸循環系統使用，年節約用
水800 kt。21開展廢水電化學處理項目研究工作。由
于南廠區排水、脫硫廢水和電解液場面水經常性出
現重金屬超標的情況，需進行處理。通過調研，2013
年3月建設了1套處理能力為1 500 m3／d的電化學
處理裝置，處理后廢水作為冶煉渣緩冷冷卻水、硫酸
循環水及道路清洗水。提高了水資源綜合利用率。
． 40． 有 色 冶 金 設 計 與 研 究 第35卷
1．5 能源結構優化研究
生產使用的外購能源品種較多，有重油和柴油、
液化氣、煤、電等。部分能源介質燃燒效率不高，如重
油作為冶金爐燃燒保溫燃料，粘度高，雜質高，霧化效
果差，燃燒不完全，燃料消耗高。為改善能源結構，金
隆公司近幾年相繼進行了天然氣替代重油和柴油、
液化氣、煤研究工作，已用天然氣替代的有：陽極爐還
原用液化氣和燃燒用的重油；陽極爐出銅溜槽保溫
用的空混液化氣；低壓鍋爐用的煤；硫酸開工爐用的
柴油等。天然氣替代節能減排研究工作的實施，不僅
滿足了工藝要求。還取得節省2 300萬元，a的經濟效
益，環保效果也顯著。
1．6 研發陽極爐稀氧燃燒節能技術
陽極爐煉銅作業時，為了保持熱平衡，采用常溫
助燃空氣燒重油，存在冶煉廢氣量大、能耗高、反應
效率低的問題。主要是燃燒系統采用傳統常溫大風
量助燃燃料，大量含碳氧化物及氮氧化物煙氣帶走
熱損失大。金隆銅業與普萊克斯聯合進行科研攻關，
采用純氧取代常溫助燃風，研發出獨特的稀氧卷吸
性能結構燃燒設備，應用于陽極爐，實現全自動安全
在線控制。通過研究開發應用，提高冶金爐生產效率，
降低能耗，消除污染。天然氣稀氧燃燒技術研發、應
用成功后。填補我國有色冶煉行業天然氣稀氧燃燒
技術的空白，無論是對礦產粗銅的精煉還是2次銅
精煉，綜合節能至少50％以上，廢氣量減少70％以
上'燃料單耗處于國內同行領先水平，節能創效明顯嘲。
2 節能工作面臨的問題和今后工作方向
天然氣作為一種清潔能源。具有良好的經濟性
和環保性。越來越得到眾多的工業和民用領域廣泛
應用，但國產天然氣產能不足，要提高使用比例主要
依賴進口，而進口價格又高，漲價成為必然趨勢，這2
年天然氣價格不斷上漲。導致企業生產成本中燃料
費開支大幅增加。同時節能減排的基本國策也要求
耗能企業轉向使用清潔、高效的能源，因此尋找更清
潔、更廉價的能源是冶煉企業今后的一個課題。目前
金隆銅業正在開發研究使用更清潔、更廉價的生物
油替代天然氣工作。且已取得了一定成效。同時公司
還探索富氧燃燒節能研究，以進一步降低能源消耗，
降低生產成本。
3 結束語
節能降耗是企業的生存之本，隨著企業的發展，
節能是一項長期持續的工作，而且要求越來越高，難
度越來越大。金隆銅業通過與大專院校和專業廠家
合作，持續開展企業綜合節能與能源優化研究工作，
綜合節能成績顯著，促進產品能源整體單耗進一步
降低，生產成本下降，為企業創造良好的生存空間和
發展環境。
參考文獻
[1】黃國道，謝中建．熱管鍋爐在金隆銅業硫酸裝置的應用實踐硫酸
工業叨．2010(3)：40-43．
[2】黃國道，汪衛東．螺桿膨脹動力機在廢熱鍋爐系統中的應用硫酸
工業叨．201 l(2)：29—32．
【3】黃永峰，陳延進，王彤，等．稀氧燃燒技術的開發與應用有色金屬
(冶煉部分)叨．201 1(2)：9-1 1．

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