汇聚能效“领跑”不竭动力
——记全国锌冶炼行业能效“领跑者”云南驰宏资源综合利用有限公司

2023-06-30 06:40张秋惠
中国有色金属 2023年9期
关键词:节能降耗能耗能源

张秋惠|文

云南驰宏资源综合利用有限公司秉持“善待自然、绿色发展”的理念,以“打造绿色环保冶炼标杆企业”为目标,积极推进能源管理体系建设,开展能耗对标提升工作,深度挖掘节能潜力,精益能源利用过程管控。通过推广运用新工艺、新技术,探索运用清洁能源、新能源等,促进生产方式向绿色低碳转变,锌冶炼能效指标领跑行业,实现节能降耗与效益双丰收。

2022年,云南驰宏资源综合利用有限公司(以下简称“驰宏综合利用”)在锌产品产量同比提升11.32%的同时,锌冶炼综合能耗同比下降1.16 个百分点,充分展现了驰宏综合利用在节能降耗方面取得的成效,是对驰宏综合利用持之以恒推动构建绿色低碳发展模式的肯定。

近年来,在国家“双碳”政策和建设美丽中国的大环境下,驰宏综合利用坚持“善待自然、绿色发展”理念,锚定“打造绿色环保冶炼标杆企业”的目标,以全要素对标、科技创新为抓手,在工艺、装备、技术、管理方面下苦功、做实功,善用新工艺,巧用新能源,深入挖潜降耗、精益过程管控,提升能源利用效率,迈出了构建节能降耗绿色生产模式的坚定步子,锌冶炼单位产品能耗领跑行业,成功获评2022 年度全国锌冶炼行业能效“领跑者”。

善用新工艺 为节能降耗提供“强引擎”

节能降耗的根本目的是提高能源利用效率。对企业而言,提高能源利用效率就是要用更少的能源消耗创造同等甚至更多的价值。对节能降耗矢志不渝的探索,是驰宏综合利用发展历程中浓墨重彩的一笔。驰宏综合利用始终坚持刀刃向内,紧盯能耗出血点,坚持用新技术、新工艺为节能降耗提供强有力的引擎,助力生产经营提质增效。

驰宏综合利用厂区图

驰宏综合利用厂区图

驰宏综合利用锌冶炼采用国内成熟的“焙烧-浸出-净化-电积-熔铸”工艺。锌冶炼过程中产出的酸浸渣要经过干燥后才能进入烟化炉进行无害化处理,这一过程能源消耗大,是一个重要的节能降耗“出血点”。

堵住“出血点”才能止住血。为了找到降低酸浸渣无害化处理能耗的办法,驰宏综合利用尊重职工首创精神,通过组织召开锌冶炼工艺变革研讨会寻求“破题解题之法”。

在第一次锌冶炼工艺变革研讨会上,时任制液厂副厂长的邓海波提出“既然处理酸浸渣能耗高,要想节能,少产酸浸渣不就行了吗?”看似简单直白的话语,一语中的,将参加研讨的技术骨干们瞬间拉到了一个方向,达成共识。

一石激起千层浪,邓海波的想法打开了技术人员的思路。沿着这个思路,大家从工艺着手,研究如何减少酸浸渣产出。随后,围绕“降低酸浸渣渣率”展开了轰轰烈烈的论证。经过多次研讨,集思广益,技术人员大胆提出三段浸出的想法,并展开了实验攻关。仅用了不到一个月的时间,驰宏综合利用就成功自主开发了“三段梯度控硅浸出”工艺,替代传统湿法炼锌工艺,有效解决了传统工艺存在的直收率低、杂质富集难处理等问题,不仅提升了锌冶炼处理复杂原料的能力,释放锌冶炼系统盈利能力,还使酸浸渣渣率大幅降低,新工艺的成功运用使酸浸渣渣率降低了27.77%,达到行业领先水平。酸浸渣产出减少,实现冶炼渣从“无害化”向“减量化”迈进,不仅为降低能源消耗做出了积极贡献,也为推动构建绿色环保发展模式奠定了基础。

此外,驰宏综合利用还新建了3.8万吨/年氧化锌烟尘综合回收项目,实现酸浸渣产耗平衡的同时,新增锌片、锗金属回收产能,形成新的利润增长点。

随着工艺技术的不断提高,富氧技术在有色冶金中的应用越来越多。驰宏综合利用紧跟行业发展步伐,积极探索富氧技术的运用,在烟化炉开展富氧熔炼工艺的运用,通过加大氧气使用量,提升熔炼燃烧效率,取得了显著成效,烟化炉粉煤消耗、碳排放量均大幅降低。

在提升水循环利用率方面,驰宏综合利用建设了一套雨水收集和回收利用系统,能够将厂区内的自然降雨收集处理达标后,作为绿化用水、生产用水回到生产中。同时,还将城市中水引入生产系统,作为除盐水供生产使用,有效减少新水的消耗。对厂区生产、生活污水按照“清污分流、污污分质”原则进行处理达标后,作为生产用水、绿化用水回用,实现废水循环回收利用,厂区生产废水实现零排放。

巧用新能源 为节能降耗增添“绿动能”

驰宏综合利用坚持将绿色发展理念融合到生产经营的方方面面,在积极应用新技术、新工艺节能降耗的同时,坚持推进新能源的使用,探索提升热能循环利用效率的方法,大力推进绿色能源的使用,为节能降耗增添一抹“绿色”。

驰宏综合利用厂区一角

驰宏综合利用锌冶炼系统采用大型流态化焙烧炉进行焙烧,过程中产生的烟气带有大量热能。驰宏综合利用配套烟气治理系统建设了余热锅炉系统,用于吸收烟气中的热能转化为蒸汽。驰宏综合建厂初期就配套建设了一套汽轮发电机组,专门用于回收锅炉蒸汽发电,每年可利用锅炉余热自主发电5200 万度,每年减少碳排放3.2万吨,将冶炼过程中产生的热能充分回收利用,提升热能利用率的同时,有效节约外购电力成本。

近年来,驰宏综合利用深耕能源的循环回收利用,在余热发电上持续发力,寻求突破。针对蒸汽发电机组具备的单侧发电功能进行研究,深挖蒸汽发电的潜力。2022年,对汽轮发电机组低压蒸汽母管自动排空阀、低压进气管、轴封蒸汽管道等进行改造,消除辅机系统性能缺陷导致的单侧发电安全隐患,成功实现单侧发电,攻克了蒸汽量每小时低于50吨不能回收发电的难题,充分回收利用蒸汽热能。

据驰宏综合利用动力厂厂长介绍,汽轮发电机组单侧发电成本投入极小,在蒸汽供应稳定的情况下,仅用30 千瓦时的辅机设备,每小时就可以生产2000 到3000 度电,热能利用率很高。2022年4月,回收低压蒸汽单侧发电量累计达150.92 万度,当月节约了外购电量成本约60万元。

依托蒸汽余热发电系统的优势,驰宏综合利用把重心放在热能的充分利用上,不浪费一点热能,做到能回收尽回收。锌硫酸生产流程中伴有大量的反应热、冷凝热和稀释热产生,这部分热能随着循环冷却水流失是极大的浪费,驰宏综合利用就在锌硫酸生产流程中新建低温余热回收系统,将硫酸生产过程中的热能回收,并入蒸汽发电管网系统进行发电,提升能源利用效率,每年可增加发电量840万度,每年回收余热发电节能量可达7502.5 吨标煤,将蒸汽热能的循环回收利用做到了极致。

在“双碳”政策指引下,驰宏综合利用还积极推进天然气等清洁能源的使用,用天然气替代了煤气。围绕耗能高的冶金炉窑进行清洁能源的推广运用,探索提升能效利用率的冶炼方式。在烟化炉开展利用天然气替代粉煤熔炼方式的探索,经过反复试验攻关,成功摸索出一种特殊的喷枪结构,能够实现天然气替代粉煤,被国家知识产权局授予实用新型专利权。积极推进太阳能使用,为厂区路灯全部插上太阳能光板“小翅膀”,并将传统高压汞灯替换成新型LED节能灯。

与此同时,驰宏综合利用积极参与到云南省电力市场化交易中,积极采购水电、风电等绿色电力,提升绿色能源利用率。近三年,驰宏综合利用外购电力中绿电占比均超过88%。

精益过程管控 为节能降耗注入“稳定剂”

节能降耗是铢积寸累的过程。驰宏综合利用以久久为功的定力和日就月将的毅力,在生产的各个环节践行节能降耗,通过发挥人的主观能动性,精益过程管控,提升能源利用效率,持续不断保持节能低耗生产。

硫酸铅烟气处理系统

国际首创炼铅新工艺——驰宏综合利用艾萨炉

锌电解过程中能源的消耗占锌冶炼综合能耗的37%以上,是锌冶炼系统节能降耗的必争之地。衡量锌电解能源利用率的一个重要指标就是锌电解电流效率。近年来,驰宏综合利用坚持“没有最好、只有更好”的理念,以全要素对标为抓手,深入开展能耗对标工作。通过“走出去+请进来”的方式,邀请长沙有色冶金设计研究院有限公司、昆明理工大学和行业标杆企业的学者、专家等到企业内部交流研讨;积极走出去,到南方有色、豫光金铅、华联锌铟等同行业企业对标学习,参加行业峰会等对标找差距。在对标过程中,技术人员看到,行业标杆企业锌电解电流效率可达92%以上,正是自身短板所在。为此,驰宏综合利用对症下药,围绕制约锌电解电流效率的关键因素展开了一场攻坚行动。技术人员摒弃传统锌电解铜条结构的设计思路,自主设计制作异型导电铜条结构,提升了导电接触效果,降低搭接电压50%左右,使得锌电解电流效率同比提升2.64%,直流电单耗同比降低1.80%。

驰宏综合利用还在锌电解引进红外热成像监控技术和大数据采集、分析技术,建成槽面温升智能监控系统,通过24个热像仪实时监测电解槽出口温度、阴阳极板温度、导电铜条温度等,实现可视化温度识别、温度智能分析、高温报警提醒,作业人员可根据监测数据及时作出流量调整、快速处理阴阳极板异常发热问题,有效降低槽面发热率,降低锌电解直流电单耗。在焙烧段建立数字孪生控制系统,进一步加强对沸腾炉的精细控制。

对能源使用过程的管控,除了依靠新工艺、新技术、新设备,最关键还是要靠人。思维方式决定行动。驰宏综合利用积极导入“人人都是经营者、人人都是利润中心”的理念,转变干部员工思维方式,通过构建“阿米巴”经营模式,激发主动作为的意识。将“人人都是经营者”的理念贯穿到能源管理工作中,把能耗指标纳入“阿米巴”经营指标体系,层层分解,挂钩各小“阿米巴”组织的经营利润目标,让员工人人肩上扛指标,刺激员工主动关注能耗指标。在“阿米巴”经营价值导向的影响下,员工主观能动性增强了,从“等、靠、要”转变为“干、闯、造”,紧盯用能的各节点,想方设法节能降耗。

其中,“珠源工匠”杨建斌带领“杨建斌创新工作室”的成员围绕提升锌电解电流效率节能的方面开展攻关,他们大胆尝试,突破传统工艺控制思维,通过反复的生产性试验,成功将锌电解酸锌比在限制值的基础上又提升了12.1%,极大改善了锌析出环境,有效提升锌电解电流效率,让每一度电变得更有价值。

干净整齐的长周期电解槽

驰宏综合利用锌电解自动剥锌机

深入挖潜降耗 为节能降耗打上“强心针”

锌冶炼是重点用能行业,关注能源有效利用率的同时,更不能忽视能源的无效损耗。

驰宏综合利用空压站专门负责生产用于阀门控制等的压缩空气。长期以来,主要采用低压螺杆机、离心机进行空气压缩,卸载时间长,能源损失严重。加之,各生产单位对压缩空气的使用波动较大,压缩空气供给调整滞后,存在压缩空气放空的情况,造成了极大的能源损耗。针对空压风单耗高、效能低等问题,驰宏综合利用引进了高效、节能型双螺杆式空气压缩机,提升气电比节能率至25%。通过对空压风干燥工艺技术和PLC 控制系统改造,实现了干燥机的零气耗,余热再生干燥机冷吹空压风损耗降为零,每年可节约用电204 万千瓦时。还建成了空压机云智能控制系统,采用5 套云自控系统对铅站螺杆机进行控制,精准控制空压机开停机,合理组合开停大小容量空压机,减少排空浪费,完成从单台设备节能到整站节能的升级改造。同时,缩短空压机停机卸载时间,每次停机可节省电耗137度电。空压机改造后,空压机产风量提升,空压风电单耗降低10.17%,节能降碳效果显著。

锌电解过程中电力的使用占比高,电力在输配过程中的损耗不容忽视。驰宏综合利用积极推广运用变频技术与连锁控制,实施变压器改造,降低电力在输配转换上的损耗。在设备稳定可靠运行上做节能降耗文章,强化设备预防性检修管理,转变设备管理模式,打破传统高价值、大型设备分类管理的原则,以“产品线为基础”对设备重新分类管理,强化对单一、小部件、关键设备的日常管理,减少设备管理中的“小部件”故障导致“大事故”的情况发生。设备责任到人,按“五定”原则开展点检、巡检、维护,发现问题及早处理,做到预防性检修,有效杜绝设备“非停”,通过设备“零非停”减少不必要的开停机能源消耗。

自主设计开发用于高酸、高锌溶液分析的自动在线分析设备,实现对电解废液酸锌自动在线分析,摆脱了人工滴定分析产生的人为误差,更精准地掌握酸锌含量变化。将槽面维护周期缩短50%,及时识别问题阳极板,及时进行处理、更换,保证了阳极完整性,减少短路发热情况,以过程的精细管理减少能源的无效损耗,降耗效果显著。

与此同时,驰宏综合利用不放过任何一个能耗“出血点”,坚持开展耗能设备盘点,认真对照工信部高耗能落后设备目录,针对高耗能落后设备及时制定计划,常态化淘汰替换。仅2022年,就完成38台、790千瓦高耗能落后机电设备的更新换代,实现高耗能落后设备的阶段性清零目标。

构建管理体系 为节能降耗打造“晴雨表”

管理节能是促进提升能源利用效率的有效手段。为推进节能降耗工作进一步提升,筑牢绿色可持续发展根基。驰宏综合利用从能源的管理入手,建立健全能源管理工作体制机制,运用信息化、数字化手段提升能源管理精准性,助力节能降耗工作。

云南省国资委规范化党支部——制液厂党支部所在办公区域

驰宏综合利用厂区内每年8月盛放的紫薇花

驰宏综合利用建立完整的《能源管理体系》和《测量管理体系》,并在实践中不断改进完善。积极推进能源管理工作责任制,依托组织绩效压实能源管理责任,每年年初分解落实节能降耗目标任务,并定期跟踪、检查、考核,形成能源管理闭环。驰宏综合利用还邀请外部专业机构针对能源消费状况、能源管理制度、能源计量网络图、计量器具配备、主要用能设备、能源月报、主要能耗指标达标对标情况等开展节能诊断工作,从专业角度分析能源结构、使用效率,为推进节能降耗工作奠定基础。注重能源专业管理人员的培养,定期组织能源计量相关人员参加专业的能源管理培训,提升专业管理人员素质,增强能源统计的标准化、专业化水平。

为充分盘活能源“家底”,加强对能源的精细管控,驰宏综合利用针对各个用能单元和主要用能设备,按照“应配尽配、完备有效”的原则,配备能源计量器具共520 多套,搭建形成公司级、内部独立核算次级用能单位,班组三级能源计量网络体系,为能源的计量、数据采集和分析等分级管理提供了支撑。在计量机器的配备上,除国家标准要求之外,还就氮气、氧气、空压风、余热等重点能源配备了计量器具,尽可能全面掌握能源情况。驰宏综合利用还积极推进能耗在线监测系统建设,在能源计量、抄表结算等方面实行多层级跟踪检查、监督管理,先后建成能源数据采集和监测系统、需量自动报警监控系统等,逐步搭建起以能源计量网络体系、能源数据采集、在线实时监测预警等子系统为主的能耗在线监测平台,具备能源数据在线采集、能源报表自动生成、动态传输至省网监测系统等功能。“以前查找数据,要在电脑里找很多表格对比着看,费时费力不说,还容易出错。现在有了能耗在线监测平台,只需要动动手指搜索一下就能自动分析,方便快捷不说,分析的还全面。”驰宏综合利用设备能源部能源主管介绍。能源在线监测平台的建成投用,实现了能源的信息化管理,增强了能源利用综合监控、能效分析评价、能源平衡调度等能力,为能源管理和生产管理提供实时有效的能源监测数据,打造了节能降耗的“晴雨表”,实现了对能源的精细管控。

当前,世界之变、时代之变正在以前所未见的方式展开,国际形势复杂多变,俄乌冲突导致的地缘政治紧张和经济格局演变,全球能源供需矛盾加剧,能源安全问题不容忽视。推进能源结构优化升级,推动构建绿色低碳发展模式势在必行。党的二十大报告也提出,“协同推进降碳、减污、扩绿、增长,推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。”这为今后做好节能降耗、积极稳妥推进碳达峰、碳中和工作指明了方向。

节能永无止境、降耗永不停步。下一步,驰宏综合利用将以党的二十大精神为指引,牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念,落细落实碳达峰、碳中和措施,持续优化能源结构,加快节能降耗减排新技术和绿色清洁能源的推广运用,持续深化工艺、技术、管理、设备方面的节能减排新模式,狠抓工作落实,在能效领跑的赛道上跑出“加速度”,为加快构建具有自身特色的清洁化、绿色化、低碳化的生产方式,实现绿色转型发展而不懈奋斗。

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