Введение
Многограннымивозможностями, новыми впечатлениями и ежедневными усовершенствованиями наполнена жизнь человека 21-го столетия - эпохи невероятных технических достижений.
Современное развитие научно-технического процесса предопределяет постоянноеусовершенствование существующих технологий. Неизбежность этих явлений связана, прежде всего, с ориентированием сегодняшних экономических сообществ на получение максимальной прибыли при наименьших затратах. Инновационный бум (инновации - новые или улучшенные технологии, продукция или услуги, а так же организационно-технические идеи, воплощенные в производственных решениях, улучшающие структуру производства) уверенно набирает свои обороты в современном обществе. Так, тяжелая промышленность и, в частности металлургическая отрасль не является исключением по данному вопросу и имеет мощную базу инновационных разработок, многие из которых перевернули представление о каждом переделе в отдельности, гарантируя стабильность и процветание металлургических предприятий.
Актуальность темы .
Мировое доменное производство, ориентированное на выплавку качественныхмарок чугуна, так же преобразилось за счет инновационных преобразований за последние несколько десятков лет. Что касается ситуации в Украине, то мы медленно, но уверенно движемся к мировым стандартам технологий, оборудования, организации труда. Наша страна обладает, на мой взгляд, весьма немалым научным потенциалом и имеет неплохие шансы достойно выйти из кризисной ситуации, господствующей на данный момент в мире.
Краткое описание магистерской работы.
Современная
энергетическая обстановка в Украине предопределяет активное развитие научных
изысканий в области сбережения топливных ресурсов, их эффективного
использования в производственных процессах, разработку малоотходных технологий,
сохранение исчерпаемых природных ресурсов.
Одним из
таких мероприятий является внедрение технологии выплавки чугуна с
применением пылеугольного топлива (ПУТ), что, в свою очередь, вызывает необходимость воплощения новаторских идей по
вопросам улучшения качества железорудной шихты и кокса, газодинамики доменного
процесса, применения современных средств контроля работы оборудования и
протекания плавки. Необходимость отказа от вдувания в доменные печи природного
газа в связи со сложившейся экономико-политической ситуацией так же
способствует ускорению освоения данной
технологии с учетом комплекса вышеперечисленных мероприятий.
В
условиях работы ОАО «Енакиевский металлургический завод» данная проблема
приобретает особую актуальность. Предлагаемая технология для доменной печи №5
предусматривает вдувание до 200 кг ПУТ/т чугуна. Принимая коэффициент замены
кокса альтернативным топливом 0,8 (в
зависимости от различных технологических факторов, важнейшим из которых
является качество применяемого топлива, в частности содержание в нем золы,
серы, теплота сгорания угля, на практике данная величина принимает значения от
0,7 до 1,4), имеем 160 кг/т экономии
кокса, что позволит сократить расход кокса до 300 кг/т чугуна. Повышение
качества загружаемого материала даст дополнительную экономию кокса 5-10%. Учитывая перспективу работы
Енакиевской агломерационной фабрики, уместным является сопутствующая корректировка
для данной технологии шихтового
режима (агломерат+окатыши). Качественно подготовленный прочный материал будет
давать меньше выноса пыли при загрузке в
печь.
Рассмотрим работу системы
пылеприготовления.Через шиберный затвор (поз. 1) сырой уголь поступает в питатель сырого угля (поз.
2), регулирующий подачу угля в шаровую мельницу (поз. 5). Затем уголь поступает
в устройство для нисходящей сушки (поз. 4).
К
этому устройству подводятся дымовые газы из топки (поз. 3), запыленный воздух
от вентилятора линии рециркуляции и возврат крупной фракции
пыли от сепаратора (поз. 6).
В
устройстве для нисходящей сушки во время совместного продвижения сверху вниз
сырого угля и сушильного агента мы имеем частичное удаление влаги из угля.
Газовоздушная
смесь получается в результате сжигания природного газа в топке с добавлением
азота в топку. Она имеет температуру
600-8000 С и по трубопроводу поступает в устройство для нисходящей
сушки (поз. 4).
Затем
смесь угля и сушильного агента поступает в шаровую барабанную мельницу (поз.
5), в которой имеем размол угля и окончательное удаление влаги. Аэросмесь
поступает в сепаратор (поз. 6), где крупные частицы пыли сепарируются и по тракту возврата поступают в устройство
нисходящей сушки, а затем в мельницу для последнего помола.
Пылегазовая
смесь содержит угольную пыль заданной тонины помола. Она из сепаратора (поз. 6)
поступает в пылевой циклон (поз. 7). В циклоне угольная пыль отделяется от
пылегазовой смеси и по трубопроводу ссыпается в бункер пыли.
Для
повышения взрывобезопасности имеется трубопровод отвода газовоздушной смеси из
бункера пыли (трубопровод поз. 43).
Из
пылевого циклона (поз. 7) малозапыленная пылегазовая смесь по трубопроводу
поступает в вентилятор ВВДН-17 (мех.
2.1), который обеспечивает циркуляцию смеси в системе пылеприготовления.
От
мельничного вентилятора ВВДН-17 часть
смеси по линии рециркуляции (поз. 36) подаётся в устройство для
нисходящей сушки (поз. 4). Другая часть
состоит из паров влаги, угольной пыли, присоса воздуха в систему, азота
подаётся на двухступенчатую газоочистку. Количество пылегазовой смеси
регулируется клапаном 1-054.
Система
очистки сушильного агента является ступенчатой
– через циклон СКЦН-34 (поз. 10) и через рукавный фильтр (поз. 11) .
После
очистки пылегазовоздушная смесь (избыток сушильного агента) при помощи дымососа
(мех. 3.1), через дымовую трубу выбрасывается в атмосферу. Отделенная в циклоне
и рукавном фильтре угольная пыль ссыпается в бункер пыли.
В бункере запаса угольная пыль откачивается в
бункеры распределительно-дозировочных отделений
с помощью откачивающих насосов (поз. 30). В качестве транспортирующего
агента используется очищенный и сухой воздух в смеси с азотом.
Управление
клапанами пневмокамерного насоса осуществляется с центрального пульта
управления. Откачивающий насос работает от АСУ
в автоматическом и дистанционном режиме.
На блоке пылеприготовления установлены два
насоса. Они работают раздельно: один из насосов загружается пылью, другой в это
время разгружается.
Угольная
пыль из отделения пылеприготовления на РДО может транспортироваться по четырем
пылепроводам от каждого насоса на любой блок любого РДО.
Общая характеристика инновационного процесса.
Итак, если характеризовать предлагаемую инновацию по различним классификациям, получим следующие обозначения. В зависимости от технологических параметров она является процессной, поскольку включает новую технологию и метод организации производства. Стимулом появления инновации является рынок, диктующий в современных условиях, ориентирование на снижение затрат на производство. По типу новизны- новая для ОАО «ЕМЗ». По месту на предприятии находится в системной структуре. В зависимости от глубины вносимых изменений- улучшающая.
Оценка экономической эффективности внедрения технологии выплавки чугуна с применением ПУТ.
Итак,
предлагаемая технология предусматривает построение установки для вдувания
приготовления и вдувания пылеугольного топлива (как пример, в первом разделе
имеем схему и краткое описание функционирования установки Донецкого
металлургического завода).
Экономический
эффект определяют по суммарной стоимости топлива (кокса, угольной
пыли и природного газа),
израсходованного на 1 тонну чугуна. Принимают, что при сохранении состава шихты
и производительности
печи все прочие (кроме стоимости топлива) статьи калькуляции существенно не изменяются.
Стоимость
угольной пыли рассчитывают с учетом потерь угля при сушке и на выпыливание, а
так же с учетом стоимости приготовления пыли, которая составляет, согласно
данным Укрэнергочермета, ~10% стоимости угля.
Принимаем стоимость угля 400 грн.
за 1 т, и, соответственно 40 грн. за приготовление 1 т, т.е. суммарные
затраты - 440 грн. за 1т.
Высокая
стоимость металлургического кокса обусловлена рядом причин объективного
характера: ухудшением природных условий добычи
в связи с увеличением объема добычи; истощением находящихся близко к
поверхности разведанных ресурсов коксующихся углей; ухудшением качества
добываемых углей, что связано с
дополнительными затратами на их обогащение; неравномерным размещением запасов
по территории страны, что вызывает увеличение транспортных издержек;
трудоемкость добычи угля, так как около 60 % затрат в угольной промышленности
приходится на заработную плату.
Принимаем в современных условиях стоимость одной тонны кокса - 1200 грн.
Принимаем расход кокса на тонну чугуна
на ДП№5 при наилучшем базовом периоде
460кг/т чугуна. Как отмечалось ранее, имеем 160 кг экономии кокса, т.е.
300кг кокса /т чугуна, стоимостью 0,3*1200=360 грн. /т Расходы на 200кг ПУТ на
тонну чугуна - 0,2*440=88грн. /т. Имеем 0,5*1200=600 грн. /т без внедрения
предлагаемой инновации и 360+88=448 грн.
/т, а в итоге – 600-448=152 грн. экономии на каждой тонне выплавляемого чугуна.
Так, при годовом объеме выпуска продукции равном 1млн. т можно сделать вывод,
что установка, стоимостью 100млн. $ окупится при сегоднешнем курсе за 1,5 года
при условии вдувания ПУТ на 3-х доменных печах предприятия.
Заключение
Принимая
во внимание тот факт, что предлагаемое нововведение сможет значительно снизить затраты на топливо,
поднять технологию на новый уровень, а также улучшить экологические показатели
доменного процесса в целом, можно сделать вывод, что построение установки ПУТ на ОАО «ЕМЗ»
является необходимостью на пути становления экономически стабильного
предприятия.