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【正文】 ,在基礎研究的基礎 ,建設了半工業(yè)試驗生產線并進行了半工業(yè)試驗 ,取得重大突破 ,并形成了具有自主知識產權的熔融還原技術 (Coal Oxygen Smelting Reduction Ironmaking),為本項目的實施打下了堅實的基礎。 國家工程實驗室的機構設置與職責 構建合理高效的組織結構 ,營造和諧開放的學術 氛圍是中試基地形成良好運行機制的基礎。機構設置的原則是有利于中試基地的“技術、資金、人才、效益”的良性運行機制的形成。為此 ,機構設置如圖 41 所示 : 圖 41 機構設置圖 中試基地設立理事會和技術委員會 ,理事會由有關部門、產業(yè)界、科技界和依托單位等方面的管理和技術專家組成 ,技術委員會由鋼鐵冶金、熱能工程和環(huán)境工程等方面相關專家組成。 中試基地下設四個專業(yè)開發(fā)部和一個實驗室。 (1)熔融還原工藝技術開發(fā)部 :主要從事熔融還原煉鐵新工 藝的開發(fā) ,包括一步熔融還原和二步熔融還原煉鐵新工藝 ,制定技術路線和實施方案、試驗方法。 (2)節(jié)能減排工藝開發(fā)部。以熔融還原工藝為主軸 ,研究開發(fā)熔融還原爐渣的干法?；c余熱回收技術和裝備 ,研究開發(fā)熔融還原爐頂煤氣的新型干法除塵技術與裝備。 (3)系統(tǒng)控制及其裝備開發(fā)部。圍繞熔融還原工藝進行冶煉過程的智能控制、高效化生產管理、能源集中管控、電機系統(tǒng)節(jié)能、多目標高效控制等技術和裝備研發(fā)。 (4)系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測控制部。圍繞熔融還原工藝進行廢水、廢氣、廢棄物等檢測 ,以及環(huán)境監(jiān)測和評估等工程化應用技術 研究。 (5)熔融還原流程模擬仿真實驗室。構建熔融還原工藝流程模擬仿真平臺 ,支持熔融還原工藝的精準設計、技術經濟評價體系和操作模式優(yōu)化等工程化應用。 運行和管理機制 中試基地的運行和管理實行理事會領導下的實驗室主任負責制。 理事會負責聘任中試基地主任、確定中試基地的發(fā)展方向和重要研究領域、審定中試基地發(fā)展規(guī)劃和年度計劃、審議和批準財務預決算、指導和監(jiān)督中試基地的運行。技術委員會主要負責中試基地的發(fā)展目標、研究任務、研究方向以及成果應用實施等方面的咨詢。 中試基地主任 由依托和建設單位有限責任公司和鋼鐵研究總院推薦、理事會聘任。中試基地主任負責執(zhí)行理事會決議 ,主持實驗室的日常工作 ,提出中試基地發(fā)展規(guī)劃和年度工作計劃 ,負責組織和實施中試基地的研究項目 ,聘任中試基地有關工作人員等。 中試基地將建立有效的人才培養(yǎng)及開發(fā)機制。保持一支相對穩(wěn)定、水平高、不斷更新的人才隊伍 ,建立人才培訓體系和人才競爭激勵機制 ,加大人才培養(yǎng)投入力度 ,有計劃有目標地不斷培養(yǎng)新型專業(yè)人才 ,開發(fā)具有自主知識產權的熔融還原工藝和節(jié)能減排技術。通過與國內外合作研究 ,培養(yǎng)、引進一批學科帶頭人 ,不斷提高中試基 地的技術創(chuàng)新能力 ,以適應鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。第五章 中試基地的建設方案 半工業(yè)試驗的工藝流程 半工業(yè)試驗線主要由原燃料的工配系統(tǒng)、氧煤噴吹系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、爐頂系統(tǒng)、熔融還原爐本體、爐頂煤氣除塵與回收系統(tǒng)和渣鐵處理系統(tǒng)。工藝流程見圖 51。 建設方案和建設內容 原燃輔料供、配系統(tǒng) 配料間位于試驗爐的西側 ,占地面積 5 15m。配料間設球團礦、燒結礦、焦炭等受料倉各 1 個。 表 51 受料倉設置 爐料名稱 數(shù)量 (個 ) 有效容積 (m3 ) 貯存時間 (h) 單個 總容積 球團礦 1 15 15 21 燒結礦 1 15 15 7 焦炭 1 15 15 3 爐頂裝料及煤氣除塵系統(tǒng) 爐頂裝料設備為串罐式爐頂結構 ,設備由上料罐、下料罐、上密封閥及下密封閥等組成 . 煤氣采用新型折波式干式除塵器除塵 ,調壓閥組系統(tǒng) ,部分煤氣并入廠區(qū)管網 ,其余煤氣將經過變壓吸附脫除 CO2 后 ,經過加熱后噴入熔融還原爐的爐身內。 煤氣經 2 根φ 350mm 的煤氣導出管從爐內引出 ,上升后合并進入一根φ400mm 的上升管和直徑為φ 400mm 的下降管進入新型折波式耐高溫干式除塵器。 爐體系統(tǒng) 爐體系統(tǒng)試驗高爐及其基礎、框架、平臺、冷卻設備、冷卻水系統(tǒng)、及其相關的儀表和附屬設備組成。試驗爐采用開路工業(yè)水冷卻系統(tǒng) ,系統(tǒng)分高壓和低壓兩個系統(tǒng)。 高壓系統(tǒng)主要冷卻氧氣風口、爐頂設備等。低壓水系統(tǒng)主要冷卻爐底水冷管和爐皮打水。 爐底封板上滿鋪 2 層半石墨大塊炭磚 ,爐底炭磚高度為 460mm。其上砌筑一層高 230mm 陶瓷墊。爐缸采用模壓小炭塊或者大塊炭 磚砌筑 ,內側砌筑復合棕剛玉陶瓷杯。 氧氣風口和鐵口采用復合棕剛玉組合磚。 爐腹及爐腰采用 SiC,爐身采用高鋁磚。 設置 1 個鐵口。 爐頂安裝紅外攝像儀 ,在爐缸爐底設置爐襯熱電偶 ,用以檢測爐底部位的溫度分布、推斷爐缸爐底的侵蝕狀況、指導爐底維護操作、冷卻壁的損壞狀況 ,對鐵口區(qū)進行檢測等。爐頂設置煤氣溫度、壓力檢測。工業(yè)水冷卻系統(tǒng)內設有溫度、壓力、流量、液位等完善的檢測設施以保證水系統(tǒng)安全運行。 渣鐵系統(tǒng) 采用固定式主溝、電動泥炮、電動開口機、和爐前吊車 (利舊 )等設備 ,設置爐前工人休息室、工具室等建筑物 ,優(yōu)化出鐵場布置 ,方便操作和維護 ,減輕勞動強度。 為改善出鐵場環(huán)境 ,設置出鐵場除塵系統(tǒng) ,在出鐵口和平板車上方設置除塵罩 ,出鐵時的煙塵通過除塵罩收集后經除塵管道送到出鐵場除塵器脫除煙氣中的粉塵。 由渣口和通過撇渣器分流出的爐渣經溜渣槽流入干?；鲀?,通過換熱器產生的熱空氣可以作為助燃空氣等。 氧煤粉噴吹 目前營口中板廠的高爐噴煤系統(tǒng)富余能力能夠同時滿足中試基地試驗項目的噴吹需要 ,但考慮到噴吹距離較遠 ,噴吹量大 ,氣源壓力不足 ,因此不考慮直接噴吹 ,將煤粉通過倉式泵送到在試驗區(qū)新建的噴吹站?，F(xiàn)有高爐噴煤系統(tǒng)可抽出兩個噴粉罐作為倉式泵為新建噴吹站供應煤粉。 新建噴吹站由布袋收粉器、粉倉、噴吹罐、噴煤總管、過濾器、煤粉分配器、噴煤支管、煤槍、噴煤調節(jié)控制和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)等組成。噴吹系統(tǒng)的流化、充壓采用氮氣 ,補氣采用壓縮空氣。 氧氣由全廠管道系統(tǒng)送到實驗高爐的煤氧槍、出鐵場其它用氧點。 熱力設施 熱力設施包括壓縮空氣供應、蒸汽供應、采暖熱水供應、區(qū)域熱力管道。 (1)壓縮空氣 壓縮空氣綜合最大消耗量為 。 壓縮空氣由廠區(qū)管網供應。因營口中板廠 壓縮空氣管網為凈化壓縮空氣 ,本工程所需壓縮空氣均按凈化壓縮空氣供應。煉鐵區(qū)域與廠區(qū)管網接點處壓縮空氣壓力為 。 (2)蒸汽供應 蒸汽綜合最大消耗量為 。 所需蒸汽由廠區(qū)管網供應。煉鐵區(qū)域與廠區(qū)管網接點處壓力 。 (3)采暖熱水供應 本工程采暖介質為 95℃ /70℃熱水 ,采暖熱負荷為 10kW,所需采暖熱水由廠區(qū)管網供應。 (4)區(qū)域熱力管道 區(qū)域熱力管道主要包括蒸汽管道、凈化壓縮空氣管道、采暖供回水管道 。 熱力管道一般采用架空敷設 ,并盡可能與其它管道統(tǒng)一考慮共架敷設 ,壓縮空氣管道、采暖供回水管道在沒有共架管道支架處 ,采用埋地敷設。 本設計凈化壓縮空氣管道擬采用鈍化處理的碳鋼管及管件。蒸汽管道、采暖供回水管道需保溫 ,主保溫材擬采用復合硅酸鹽制品 ,保護層采用鍍鋅鐵皮。 凈化壓縮空氣主管管徑 ?108 4,蒸汽主管管徑 ?219 6,采暖供回水主管管徑 ?73 3。 給排水設施 (1)用水要求 各生產工藝設備用水要求見表 41。 表 42 生產工藝設備用水要求 序號 用戶名稱 流 量 m3/h 溫度℃ 壓力 Mpa 備注 最大 平均 進 出 進 出 凈循環(huán)低壓系統(tǒng) 1 試驗爐本體 3 33 43 循環(huán)水量小計 3 凈循環(huán)高壓系統(tǒng) 1 風口 33 41 2 爐頂設備 33 41 循環(huán)水量小計 5 生活用水系統(tǒng) 1 主控樓等生活設 1 生活用水 施用水量小計 1 生產新水系統(tǒng) 1 凈循環(huán)系統(tǒng)補水 用水量小計 總計 (2)供水系統(tǒng) 高壓供水系統(tǒng)主要供風口、爐頂設備冷卻用水。 低壓水系統(tǒng)本系 統(tǒng)主要供爐體間接冷卻用水。 供水經用戶使用后 ,僅溫度升高 ,熱回水經加壓上冷卻塔冷卻后流至凈環(huán)冷水池 ,再經循環(huán)泵加壓后供用戶冷卻使用。 生產、消防給水系統(tǒng)主要供循環(huán)水系統(tǒng)補水、平臺灑水除塵等車間直流用 水 和 消 防 用 水 。 系 統(tǒng) 補 水 和 直 流 用 水 量 為 , 供水壓