Модернизация промышленных предприятий металлургического и энергетического комплексов

Специалисты компании  «Энергия Украины» успешно проводят модернизацию промышленных предприятий металлургического и энергетического комплексов Украины. Ниже - перечень объектов, на которых нашим специалистам удалось достигнуть экономию газа и в целом улучшить работу предприятия.

1. Модернизация горелочных устройств нагревательных печей стана МС 250-4 СПЦ-2 ПАО «Арселормиталл» (г. Кривой Рог) при переходе отопления на природно-коксо-доменную-смесь (ПКДС)

Цель работы: снижение затрат по статье «топливо технологическое» за счет замены природного газа смесью доменного, коксового и природного газов с минимальным содержанием в смеси природного газа, а также уменьшение потерь металла в угар при нагреве заготовок в печи вследствие снижения окислительной способности дымовых газов. 

Выполнена реконструкция горелочных устройств нагревательных печей стана МС 250-4 применительно к условиям сжигания низкокалорийной газовой смеси. Длительная эксплуатация печей (в течение месяца) показала устойчивую работу горелок при качественном сжигании топлива. При калорийности газовой смеси 2300-2400 ккал/м3 обеспечивается производительность печи 57-71т/ч (100-120шт/ч), при этом сохраняется примерно 25% запас тепловой мощности. Удельный расход топлива после реконструкции не превышает показателей, достигаемых при отоплении природным газом.

Результаты промышленного опробования модернизированных горелочных устройств на левой и правой печах стана МС 250-4 показали их надежность в эксплуатации и возможность обеспечить требуемый температурный режим печей для этого стана при удельной теплоте сгорания значительно ниже предусмотренной первоначальным заданием.

2. Модернизация системы отопления методических печей рельсобалочного цеха ПАО «МК «АЗОВСТАЛЬ» (г. Мариуполь)

В рамках работы по модернизации системы отопления нагревательных печей РБЦ ПАО «МК «АЗОВСТАЛЬ» было проведено комплексное исследование конструктивных особенностей методических печей, существующего теплового режима нагрева металла.

Полученные экспериментальные данные позволили сделать анализ теплового режима и качества нагрева заготовок, составить тепловой баланс печей. Разработаны и проведены мероприятия по модернизации горелочных устройств, усовершенствованию конструкции печей, оптимизации тепловых и температурных режимов нагрева заготовок. Предложен вариант по модернизации автоматизированной системы регулирования горения топлива.

Целью реконструкции горелочных устройств нагревательных печей РБЦ ПАО «МК «АЗОВСТАЛЬ» являлось улучшение смешивания газа с воздухом. На этой основе предполагалось обеспечить полное сжигание топлива с коэффициентом расхода воздуха, близким к 1,0. Это позволило поддерживать заданный температурный режим в зонах печи при существенно меньшем расходе топлива.

В результате работы была произведена модернизация горелочных устройств на всех методических печах РБЦ, разработан тепловой режим нагрева металла и проведено опытное опробование воздушной завесы на нагревательной печи №2.

В ходе работ были выполнены:

- модернизация горелочных устройств на всех методических печах РБЦ;

- разработан новый тепловой режим нагрева металла;

- проведено опытное опробование воздушной завесы на нагревательной печи №2.

Проведены экспериментальные исследования распределения давления, температуры и концентрации кислорода в продуктах сгорания по длине рабочего пространства печей. Выполнены расчеты полного сгорания природно-коксодоменной смеси газа, составлен тепловой баланс печи до и после модернизации горелочных устройств. Проведены режимно-наладочные работы газогорелочных устройств и регулирующей арматуры методических печей. Разработаны режимные карты теплового режима работы методических печей рельсобалочного цеха.

3. Модернизация системы управления печного участка стана 150 ЗАО «Макеевский металлургический завод»

Цель работы: замена морально устаревшего оборудования первого уровня автоматизации. Разработка и внедрение второго уровня автоматизации для автоматического управления тепловым режимом в зависимости от темпа выдачи и марки стали, а также автоматизация на базе новой системы управления таких подсистем печного участка, как котёл-утилизатор и система испарительного охлаждения.

Объем оборудования первого уровня автоматизации, подлежащего замене:

  • Две корзины контроллера Simatic S5-155;
  • Двадцать пять станций распределённого ввода-вывода ET100U;
  • Два контролера управления тепловым режимом Ремиконт120;
  • Станция визуализации и управления печного участка, установленная на посту управления взвешиванием заготовок и загрузки печи;
  • Станция визуализации и управления тепловым режимом печи на посту управления выдачи заготовок под прокатку.

В ходе проекта было реализовано следующее:

Созданы новые программы управления механизмами печного участка для контроллеров Simatic  S7-400. 

Взамен контроллеров Ремиконт-120 был применен контроллер Simatic S7-300. Для него была разработана программа «с нуля», так как Ремиконт-120 не был программируемым контроллером, а выполнял только функции регулятора.

Для поста загрузки и поста выдачи были разработаны программы визуализации на Scada-системе WinCC от фирмы Siemens и установлены два промышленных компьютера SIMATIC Rack PC IL 43.

Спроектированы новые шкафы управления для замены существующих и схемы их подключения на объекте. Электрическая документация была разработана на 18 шкафов автоматизации. Общая численность страниц более 2000, формата А3. При реализации проекта было использовано электрооборудование таких известных немецких фирм, как Siemens AG, LappKabel, Weidmuller, PhoenixContact, Rittal. На монтажном участке была произведена сборка, наладка и тестирование 18 шкафов автоматизации.

Во время капитального ремонта печи стана 150 новое оборудование было установлено и подключено. Пуск в эксплуатацию после окончания капитального ремонта печи осуществлён на новой системе управления без замечаний.

Новая система показала свою надёжность и работоспособность. Она также включила в общую систему автоматизации печного участка такие локальные подсистемы, как управление котлом-утилизатором и системой испарительного охлаждения.

В систему автоматического управления работой печного участка заложена разработанная теплотехниками математическая модель, автоматически управляющая тепловым режимом печи в зависимости от темпа прокатки и марки стали.

4. Совершенствование режимов нагрева в методических печах на основе модернизации горелочных устройств типа «труба в трубе»

Снижение удельного расхода топлива достигается за счет снижения коэффициента расхода воздуха в целом по печи до значений не более 1,1,при этом в сварочной зоне его значения существенно ниже (до 1,04). Следствием является снижение окислительной способности дымовых газов в рабочем пространстве печи, что приводит к снижению потерь металла в угар.

Это подтверждается данными экспериментальных исследований угара металла, выполненных ТТЛ прокатного производства по образцам окалины, взятым с поверхности заготовок при выдаче из печи, а также существенным снижением накоплений окалины на подине нагревательной печи.

Техническая и нормативная документация:

  • Проект реконструкции горелочных устройств;
  • Экспертное заключение Института газа НАНУТУ У 29.2.-13495380-006-2003«Горелки дутьевые печные газовые без предварительного смешивания газов типа «труба в трубе»;
  • Госкомитет Украины по стандартизации, метрологии сертификации;
  • Сертификат соответствия N 170595 от 22.11.2004 г.;
  • УкрСЕПРО;
  • Подтверждение соответствия модернизированных горелочных устройств нормативным актом по вопросам энергосбережения;
  • Экспертное заключение Территориального управления Государственной инспекции по энергосбережению Донецкой области.

Достигнутые результаты:

Объем реализации:

  • Пять печей мелкосортных и проволочных станов (природный газ - 4; природно-коксо-доменная смесь - 1) 

Техническая эффективность:

  • Увеличение производительности на 10-15%;
  • Снижение удельного расхода топлива не менее чем на 10%;
  • Снижение угара металла на 20-25%;
  • Возможность использования газовой смеси с меньшей теплотой сгорания;
  • Улучшение условий эксплуатации печи.

Экологическая эффективность:

  • Содержание CO и NOx в дымовых газах удовлетворяет требованиям стандартов 0,05% 250 мг/м куб.