炼铁系统能耗和成本的集成优化及分析

炼铁系统是钢铁生产流程中至关重要的一环。基于物质与能量守恒规律和反应动力学,结合系统节能的理论和混合整数线性规划方法,建立了炼铁系统(烧结、球团、高炉工序)能耗-生产成本集成优化模型,采用企业实际数据验证了其有效性,并获得了目标下各工序最优配料和操作参数。结果表明,综合考虑能耗和成本进行多目标优化时,铁水能耗和成本分别降低了0.35 GJ/t和68.40元/t。此外,分析了高炉中球团比变化对系统能耗、成本及高炉铁渣、焦比、煤比等参数的影响关系,指出了提高球团矿比是降低高炉能耗、焦比、渣量的有效措施。

钢铁企业炼铁系统[火用]损优化及影响因素分析

钢铁工业是典型的高能耗行业。中国是世界上最大的钢铁生产国,粗钢产量常年稳居世界首位。中国钢铁生产主要以高炉→转炉长流程为主,其中炼铁系统能耗占比巨大。减少炼铁系统的用能损失,提高炼铁系统的能源利用率,对中国钢铁工业节能减排的进一步发展有着重要意义。[火用]分析法从能量的“量”和“质”角度揭示了能量中[火用]的转移、损失、利用和贬损情况,便于挖掘节能潜力,推动系统的节能降耗工作。基于能量平衡、物质平衡和[火用]平衡等理论,结合实际设备生产模式以及技术参数,建立了包含焦化、烧结、球团和高炉4个工序的炼铁系统[火用]优化模型,以炼铁系统最小[火用]损为目标对其进行优化,进而分析了影响炼铁系统[火用]损降低的主要因素及其作用规律。结果表明,优化后炼铁系统的[火用]损由优化前的5474.89 MJ/t降低至4775.84 MJ/t,降幅为12.77%,其中高炉工序贡献了45.91%的[火用]损;系统因为工序内部[火用]损降低而导致的直接节[火用]量为202.98 MJ/t,因为铁比系数的改变而导致的间接节[火用]量为496.08 MJ/t;降低炼焦煤水分、灰分,降低烧结生产的自返矿率和烧结机漏风率将有助于降低系统[火用]损。提高烧结矿品位,提高高炉鼓风风温、富氧率,提高高炉喷吹煤量,提高炉料结构中的块矿比和球团矿比有助于降低系统[火用]损。