Koncern stalowy ArcelorMittal
„Wtrysk gazu ziemnego do wielkiego pieca”
Przemysł odpowiada za prawie jedną piątą globalnej emisji CO2. Zmniejszenie bilansu CO2 powinno być przedmiotem troski każdej firmy, przynajmniej od czasu wprowadzenia cen emisji CO2. Koncern stalowy ArcelorMittal podejmuje ten temat w ramach swojej strategii zrównoważonego rozwoju w celu zmniejszenia swoich emisji CO2. Dzięki wspólnemu projektowi z firmą Nopa ogranicza 163 000 ton emisji CO2 rocznie.
Zleceniodawca: ArcelorMittal
Okres realizacji projektu: 2021
Lokalizacja: Eisenhüttenstadt
Cechy szczególne:
- Projektowanie i rozplanowanie przez NOPA
- Zastąpienie węgla brunatnego gazem ziemnym
- Ograniczenie emisji CO2
- Zwiększona dostępność instalacji
Osoba wyznaczona do kontaktu w NOPA:
Robert Mytzka
Ograniczenie emisji CO2
Wtrysk gazu ziemnego do wielkiego pieca
Koncern stalowy ArcelorMittal we współpracy z firmą Nopa przystąpił do redukcji bilansu CO2. Celem projektu było zbudowanie instalacji wtrysku gazu ziemnego do wielkiego pieca ho5a, dzięki której można wtryskiwać do wielkiego pieca odmierzoną ilość gazu ziemnego.
Firma Nopa wspierała ArcelorMittal już na etapie planowania projektu, zoptymalizowała planowane zawory i przyczyniła się do znacznych oszczędności dzięki zmniejszeniu średnic rur i liczby zaworów. Jednocześnie dzięki przebudowie naszym technikom serwisu udało się uzyskać docelowe ograniczenie CO2.
Zastąpienie węgla gazem ziemnym
Wieloetapowy plan redukcji emisji CO2
Piec ho5a to nowoczesny wielki piec. Na każdą tonę wyprodukowanej surówki przypada około 1,6 tony emisji CO2 do atmosfery. Wynika to z procesu zachodzącego w wielkim piecu, w którym węgiel i tlenek węgla są wykorzystywane do redukcji rudy żelaza. Aby wytworzyć docelowy produkt, piec ho5a wdmuchuje teraz około 230 kg/thm węgla, z czego 60% stanowi węgiel kamienny, a 40% węgiel brunatny.
Ze względu na istniejące ograniczenia i wymogi środowiskowe konieczne jest zmniejszenie emisji CO2 z wielkiego pieca. W tym celu koncern stalowy ArcelorMittal opracował wieloetapowy plan. Pierwszy etap – zastąpienie węgla brunatnego gazem ziemnym – firma Nopa wdrożyła razem ze swoim zleceniodawcą w roku 2021. Dzięki temu rocznie można ograniczyć znaczną ilość CO2.
Najważniejsze kluczowe dane projektu w skrócie:
- Wtrysk do 20 000 m³ gazu ziemnego pod ciśnieniem 10–16 barów
- Transport gazu ziemnego do stacji dystrybucji i zasilanie przy użyciu 26 lanc
- Sterowanie systemem przy użyciu sterownika PLC w celu podawania odmierzonej ilości
- Zakres regulacji przepływomierza (MFC) od 30 nm³/h do 900 nm³/h
- Wyłączanie poszczególnych lanc przy minimalnym poziomie wtrysku
- Warunki klimatyczne: wysokość nad poziomem morza ok. 45 metrów, przyjęta temperatura powietrza od -25°C do +45°C
- Maksymalna dostępność instalacji
Od planowania do realizacji projektu
Doradztwo, obliczenia i optymalizacja przez NOPA
Opracowywany proces przewiduje, że gaz ziemny będzie kierowany z punktu wtrysku pierwotnego dostawcy do instalacji kontroli i pomiaru ciśnienia gazu, gdzie zostanie wytworzone ciśnienie 10–16 barów wymagane w procesie wielkopiecowym. Następnie rurociąg przetransportuje gaz ziemny do stacji dystrybucji, gdzie zostanie on podzielony na 26 lanc i będzie wtryskiwany do wielkiego pieca ho5a przez most rurowy. Firma Nopa wspierała ten projekt już na etapie planowania.
Skupiono się tutaj na dwóch obszarach:
- Przekroje rurociągów: firma Nopa obliczyła przekroje rurociągów wymagane do realizacji projektu. Przy obliczaniu wymaganego natężenia przepływu oraz strat ciśnienia możliwe było zmniejszenie rozmiaru niektórych rurociągów. W rezultacie koncern stalowy ArcelorMittal zaoszczędził z jednej strony na materiale i kosztach, a z drugiej – cenną przestrzeń.
- Optymalizacja zastosowanych zaworów: nasi inżynierowie zaplanowali zawory służące do regulacji wtrysku oraz odcięcia dopływu. Planowane wcześniej trzy zawory (z funkcją podwójnego odcięcia, funkcją regulacji) zostały zastąpione jednym zaworem hybrydowym, który łączy w sobie trzy funkcje: podwójnego odcięcia oraz funkcję regulacji. W ten sposób udało się zaoszczędzić 26 zaworów.
Firma Nopa wspierała cały projekt od etapu doradztwa w fazie projektowej oraz późniejszej optymalizacji związanej ze zmianami, aż po dostawę zaworów i ponowną optymalizację w fazie realizacji.
Korzyści związane z projektem
Ograniczenie emisji CO2 dzięki modernizacji o 163 000 ton rocznie
Projekt wtrysku gazu ziemnego do wielkiego pieca ho5a przybliżył ArcelorMittal do osiągnięcia głównego celu, jakim jest poprawa śladu węglowego firmy. Dzięki temu huta stali odniosła następujące korzyści:
- Ograniczenie emisji CO2 o 163 000 ton rocznie
- Większa dostępność instalacji
- Ograniczenie kosztów dzięki niższym kosztom materiałów
- Lepsze wykorzystanie przestrzeni