1、鋼鐵工業(yè)節(jié)能的思路和途徑研究報(bào)告 投資分析 市場(chǎng)調(diào)研 鋼鐵 思路 途徑鋼鐵工業(yè)是高物流、高能耗、高污染的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。目前，鋼鐵工業(yè)總能耗已占全國(guó)工業(yè)總能耗的15%左右，而鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的能源有效率僅為30%左右；全行業(yè)固體廢棄物回收利用率在53%，水資源利用率在40%左右。總體上講，中國(guó)鋼鐵工業(yè)的資源和能源綜合利用指標(biāo)與國(guó)際先進(jìn)水平相比，其差距在20%40%。國(guó)家“十一五”規(guī)劃綱要提出：落實(shí)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境基本國(guó)策，建設(shè)投入少、高產(chǎn)出、低消耗、少排放，能循環(huán)、可持續(xù)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。國(guó)家要求“十一五”期間，萬(wàn)元GDP產(chǎn)值的能耗要降低20%。對(duì)于鋼鐵工業(yè)來(lái)說(shuō)，這個(gè)任

2、務(wù)是十分艱巨的。目前，我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)噸鋼可比能耗值與國(guó)際先進(jìn)水平的差距在15%左右。只從能耗的角度分析，我國(guó)鋼鐵工業(yè)能耗再降20%，難度是非常大的。所以，我們應(yīng)當(dāng)從提高鋼鐵產(chǎn)品的價(jià)值和降低能耗兩個(gè)方面入手。鋼鐵企業(yè)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整可以促進(jìn)鋼鐵產(chǎn)品的升值。其措施是提高企業(yè)高附加值、高技術(shù)含量鋼材的比例，具體產(chǎn)品包括冷軋薄板、鍍層板、不銹鋼板、電工鋼板、汽車用板、高級(jí)石油管和耐大氣腐蝕鋼板等。本文僅對(duì)鋼鐵企業(yè)節(jié)約能源進(jìn)行描述，供鋼鐵界人士參考。 1.節(jié)能工作思路1.1節(jié)能概念節(jié)能的含義包括減少浪費(fèi)和增加回收兩個(gè)部分。減少浪費(fèi)就是要加強(qiáng)對(duì)用能的質(zhì)量和數(shù)量的管理，優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)、減少物流損失和能

3、源介質(zhì)的無(wú)謂排放等。增加回收就是大力回收生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二次能源(包括余壓、余熱、余能和副產(chǎn)煤氣等)。1.2 節(jié)能工作的目標(biāo)是，提高能源使用效率，降低單位產(chǎn)品的能耗1.3 鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作的內(nèi)容：管理節(jié)能、結(jié)構(gòu)節(jié)能和技術(shù)節(jié)能1.4 鋼鐵工業(yè)開(kāi)展節(jié)能工作會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生好的效應(yīng)生產(chǎn)1噸鋼會(huì)產(chǎn)生2.5噸SO2，2.96公斤SO2，約50公斤粉塵。如果要使生產(chǎn)過(guò)程中減少能源消耗，重要是少用煤(鋼鐵工業(yè)能源結(jié)構(gòu)中煤炭占80%左右)，就會(huì)減少CO2、SO2、粉塵等物質(zhì)的排放。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的噸鋼CO2發(fā)生量可減少到1.5噸，SO2為0.5公斤。1.5 鋼鐵工業(yè)節(jié)能工作首先要從減量化用能入手節(jié)能和環(huán)保工作都

4、要從源頭抓起。不能是先消耗、先污染，再去回收、再去治理的粗放式經(jīng)營(yíng)去開(kāi)展節(jié)能環(huán)保工作。我國(guó)鋼鐵工業(yè)從源頭抓起，開(kāi)展減量化用能的潛力還是較大的。煉鐵系統(tǒng)的能耗占鋼鐵工業(yè)總能耗的70%左右。所以說(shuō)，鋼鐵工業(yè)節(jié)能的工作重點(diǎn)是在煉鐵系統(tǒng)。高爐煉鐵燃料比的國(guó)際先進(jìn)水平是430kgcet鐵，國(guó)際水平是小于500kgcet鐵。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)的平均綜合焦比值為516kst，最先進(jìn)的寶鋼為483kgt，全國(guó)只有2個(gè)企業(yè)是低于500kgt，綜合焦比值最高的企業(yè)為634kgt。鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作的重點(diǎn)就是要在企業(yè)減量化用能上下功夫。企業(yè)開(kāi)展減量化用能工作的效益應(yīng)當(dāng)是大于開(kāi)展二次能源回收的收益。因?yàn)?/p>

5、，鋼鐵企業(yè)二次能源回收的能量，一般只占鋼鐵企業(yè)總能耗的12%左右。日本新日鐵節(jié)能工作開(kāi)展的最好，回收了二次能源的92%，寶鋼是68%，我國(guó)鋼鐵企業(yè)大多數(shù)是在50%以下。也就是說(shuō)，我國(guó)所開(kāi)展的二次能源回收量約占鋼鐵企業(yè)總能耗的6%左右。但是，鋼鐵企業(yè)大力開(kāi)展減量化用能工作是可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約總能源消耗的8%以上。1.6 鋼鐵企業(yè)減量化用能工作要科學(xué)、細(xì)化分解鋼鐵企業(yè)開(kāi)展節(jié)能工作首先要掌握本企業(yè)用能結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)；然后再與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，找出主要的差距在哪兒；最后再提出節(jié)能相應(yīng)的技術(shù)措施。要找出矛盾的主要方面，并具體分析出造成差距的主要原因是什么。據(jù)分析，我國(guó)鋼鐵工業(yè)各工序能耗水平與國(guó)際先進(jìn)

6、水平的最大差距是轉(zhuǎn)爐煉鋼工序。2006年我國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐工序能耗為8.17kgcet，國(guó)際先進(jìn)水平是-8.8kgcet。我國(guó)轉(zhuǎn)爐工序能耗水平比國(guó)際先進(jìn)水平高出19.21kgcet，這個(gè)差值是大于燒結(jié)、煉鐵、焦化、電爐、軋鋼工序能耗與國(guó)際先進(jìn)水平差值的。分析其具體原因是我國(guó)轉(zhuǎn)爐煤氣回收量小，且有一批中小企業(yè)尚不回收煤氣。2006年全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐煤氣回收平均值是56Mt鋼，約有20多個(gè)企業(yè)不回收煤氣。日本轉(zhuǎn)爐煤氣回收量年平均在110m3t鋼左右，最高的川崎公司煤氣回收量曾達(dá)到130140m3t鋼；我國(guó)轉(zhuǎn)爐蒸汽回收量也偏低，這就造成了全行業(yè)轉(zhuǎn)爐工序能耗高的局面。目前，國(guó)內(nèi)外的節(jié)能技術(shù)有上百

7、種，我們要加以研究分析，找出節(jié)能量最大，經(jīng)濟(jì)效益又好的技術(shù)。最好進(jìn)行系列的科學(xué)分析，排列出節(jié)能效果的各項(xiàng)技術(shù)順序，以供各企業(yè)結(jié)合自己的具體情況，加以實(shí)施。煉鐵系統(tǒng)節(jié)能工作的重點(diǎn)是要努力降低煉鐵的燃料比(包括焦比和噴煤比)。高爐煉鐵技術(shù)精料水平對(duì)高爐煉鐵技術(shù)進(jìn)步的影響率在70%，高爐操作水平的影響率在15%，煉鐵設(shè)備的影響率在5%，外圍因素(包括供應(yīng)、動(dòng)力、上下工序等)的影響因素約在10%。所以，我們說(shuō)高爐煉鐵是以精料技術(shù)為基礎(chǔ)。我們提倡煉鋼、軋鋼、焦化、燒結(jié)等工序也應(yīng)當(dāng)以精料為基礎(chǔ)開(kāi)展工作。因?yàn)榫蠒?huì)帶來(lái)高效益、高質(zhì)量、高效率。對(duì)于高爐煉鐵來(lái)說(shuō)，降低燃料比的技術(shù)還有高風(fēng)溫，優(yōu)化高爐操作技術(shù)，脫

8、濕鼓風(fēng)，提高噴煤比等。2.鋼鐵企業(yè)節(jié)能途徑2.1 抓好鋼鐵企業(yè)用能減量化的工作鋼鐵工業(yè)用能結(jié)構(gòu)是，煤炭占69.9%，電力26.4%，燃油3.2%，天然氣0.5%。鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作重點(diǎn)是降低煤炭和電力的用量。(1)降低煤炭消耗的工作主要是在煉鐵系統(tǒng)。2006年全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐焦比為396kgt，噴煤比為135kgt，燒結(jié)固體燃耗為54kgt，煉焦耗洗精煤1.390tt。鋼鐵企業(yè)節(jié)能的工作重點(diǎn)是在節(jié)煤上，體現(xiàn)在高爐煉鐵降低燃料消耗上。降低煉鐵燃耗的重點(diǎn)工作是要貫徹高爐煉鐵的精料方針。理論上講，高爐入爐礦品位提高1%，焦比下降1.5%，產(chǎn)量提高2.5%，噸鐵渣量減少30公斤，允許多噴吹15公斤噸

9、鐵煤粉。目前，高爐煉鐵節(jié)能的主要矛盾已不是要求入爐品位的高低。因?yàn)殍F礦石供應(yīng)緊缺，全國(guó)對(duì)進(jìn)口礦石的依賴度已超過(guò)53%，而進(jìn)口礦的含鐵品位也在下降，且進(jìn)口礦的質(zhì)量和數(shù)量(稱重)上的爭(zhēng)議開(kāi)始增多，鋼鐵企業(yè)的可控度在降低。當(dāng)前，煉鐵企業(yè)精料工作的重點(diǎn)應(yīng)是在提高煉鐵原燃料質(zhì)量上的穩(wěn)定，為高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行創(chuàng)造條件。另一方面，大型高爐要注重焦炭質(zhì)量的提高，特別是對(duì)熱性能的要求。在高噴煤比條件下，焦炭質(zhì)量對(duì)高爐生產(chǎn)的影響突出顯現(xiàn)出來(lái)了。降低煉鐵能耗的主要技術(shù)措施有：風(fēng)溫升高100，節(jié)約焦比15kgt，脫濕鼓風(fēng)：風(fēng)中每減少1gm3水，可提高風(fēng)溫9，降焦比0.7kgt。富氧鼓風(fēng)：富氧1%，高爐增產(chǎn)4.26%，高

10、爐煤氣發(fā)熱值升高3.4%，節(jié)焦1%，允許多噴吹1220kgt煤粉。焦炭和煤粉灰分降低1%，煉鐵焦比可下降1.5%。結(jié)構(gòu)節(jié)能：每噴吹1噸煤粉，可降低煉鐵系統(tǒng)能耗約lOOkgcet，每增加使用1噸球團(tuán)礦，可降低煉鐵系統(tǒng)能耗20kgcet左右。優(yōu)化高爐操作技術(shù)：生鐵含Si每降低0.1%，可降低焦比45kgt。爐頂煤氣壓力提高1kPa，可降焦比3%5%，增產(chǎn)1%左右。煤氣CO2含量提高0.5%，可減少燃耗10kgt。對(duì)熱風(fēng)爐管道進(jìn)行保溫，可使熱風(fēng)溫度升高917C。采用小球燒結(jié)厚料層燒結(jié)工藝，可減少燒結(jié)燃耗1520kgt燒。燒結(jié)對(duì)混合料進(jìn)行預(yù)熱，溫度升高10，減少固體燃耗2kgt。控制燒結(jié)點(diǎn)火負(fù)壓，可降

11、低燒結(jié)工序能耗4%5%。對(duì)煉焦煤進(jìn)行調(diào)濕，水份從10%降到6%，節(jié)能8%。(2)減少鋼鐵企業(yè)用電量的技術(shù)對(duì)全公司開(kāi)展電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行(包括變壓器，用電設(shè)備，輸電線路進(jìn)行優(yōu)化有專用軟件)，可以節(jié)約總量的1%左右。減少燒結(jié)機(jī)漏風(fēng)率10%，可節(jié)電2度t燒。煉焦用高壓氨水代替蒸汽噴射裝置，可節(jié)省蒸汽，又節(jié)電。燒結(jié)主風(fēng)機(jī)和除塵風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速裝置或液力偶合器可節(jié)電。高爐和轉(zhuǎn)爐煤氣采用干法除塵技術(shù)，即可節(jié)水，又可節(jié)電。高爐冷卻水采用軟水密閉循環(huán)設(shè)施，可節(jié)水7%，又可節(jié)電。電爐只完成熔化和氧化功能，把還原和精煉功能放在爐外精煉，噸鋼可節(jié)電60kwh。電爐采用水冷爐壁泡沫渣埋弧熔煉，供電是高電壓、低電流，噸鋼可節(jié)

12、電20kwh。將交流改為直流的電弧爐，電爐電耗降低10%15%。向電爐吹氧，3545m3t鋼，噸鋼電耗降低3035kwh。采用連續(xù)式加料的電爐，減少爐門(mén)和爐蓋的開(kāi)啟，噸鋼節(jié)電10kwh。采用留鋼法電爐冶煉，使供電平穩(wěn)，可節(jié)電15%。電爐偏心爐低出鋼，噸鋼節(jié)電1015kwh。將廢鋼進(jìn)行預(yù)熱到500600，可使電爐節(jié)電10%20%。對(duì)電爐實(shí)行計(jì)算機(jī)功率控制，優(yōu)化供電曲線，噸鋼可節(jié)電3347kwh。對(duì)大電機(jī)采用交交變頻調(diào)速技術(shù)，可以節(jié)約電能，有效功率高，動(dòng)態(tài)性能好，可靠性高，維修方便。用PLC和DCS系統(tǒng)控制冶金設(shè)備，使設(shè)備動(dòng)作快、運(yùn)行準(zhǔn)確可大幅度提高設(shè)備的使用效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，又有節(jié)電效應(yīng)。2.

13、2 充分、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)地用好鋼鐵企業(yè)的副產(chǎn)煤氣鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程所用煤炭(不包括發(fā)電用煤)的能量有34。12%。會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦碑a(chǎn)煤氣(高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、焦?fàn)t煤氣)。副產(chǎn)煤氣的能值高，發(fā)生量大，合理利用好，會(huì)對(duì)企業(yè)的節(jié)能工作產(chǎn)生重大影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年全國(guó)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐煤氣的放散率在9.78%，最高的達(dá)到28.66%；焦?fàn)t煤氣的放散率為4.18%，最高放散率的企業(yè)為36.95%。這說(shuō)明，我國(guó)鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣的利用不十分理想。要加大對(duì)此項(xiàng)工作的力度，充分、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)地用好副產(chǎn)煤氣，會(huì)對(duì)企業(yè)產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，也是企業(yè)節(jié)能工作的重點(diǎn)。(1)采用蓄熱式燃燒技術(shù)，擴(kuò)大低熱值高爐煤氣使用范圍。蓄熱式燃燒技

14、術(shù)就是對(duì)助燃空氣和煤氣先進(jìn)行加熱，可以達(dá)到5001000，再進(jìn)行燃燒時(shí)就可以其能值達(dá)到工業(yè)爐(窯)所需要的標(biāo)準(zhǔn)。如熱風(fēng)爐采用雙預(yù)熱技術(shù)之后，就可以在單燒高爐煤氣，使熱風(fēng)溫度達(dá)到1150以上。采用蓄熱式燃燒技術(shù)之后，高爐煤氣可以在烘烤鐵水包、鋼包、連鑄中間包和軋鋼加熱爐，以及熱處理爐上得到廣泛應(yīng)用。(2)努力提高全行業(yè)轉(zhuǎn)爐煤氣回收水平，拓寬使用范圍目前，全國(guó)煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煤氣回收水平低，除塵效果不好，使用范圍窄。建議大型鋼鐵企業(yè)要建設(shè)轉(zhuǎn)爐煤氣柜，以克服轉(zhuǎn)爐煤氣供應(yīng)的間斷性，品質(zhì)不穩(wěn)定等不利因素。轉(zhuǎn)爐煤氣的熱值(8370KJm3)比高爐煤氣熱值高一倍以上，可以用于熱風(fēng)爐燒爐，也可與高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣混

15、用。(3)提倡對(duì)焦?fàn)t煤氣進(jìn)行深加工焦?fàn)t煤氣中含H2為55%60%，燒掉太可惜。用焦?fàn)t煤氣去制二甲醚，可代替汽油，從焦?fàn)t煤氣中提取H2，去做清潔燃料；也可用焦?fàn)t煤氣進(jìn)行直接還原和熔融還原的還原劑。這樣做，其能源使用率會(huì)大大地提高，而且會(huì)有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)年產(chǎn)焦炭2.8億噸，噸焦煤氣發(fā)生量為420m3，全國(guó)焦?fàn)t煤氣發(fā)生量達(dá)1100億m3，是個(gè)十分巨大的資源，要科學(xué)地加以利用!(4)鋼鐵企業(yè)要向多買煤少買電、不用油和天然氣方向發(fā)展工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣的23是本企業(yè)的各工序中使用，13是用于發(fā)電，其電量可供本企業(yè)用量的一半左右。我國(guó)鋼鐵企業(yè)應(yīng)當(dāng)是最大限度地用好副產(chǎn)煤氣，將本企業(yè)的燃煤，燃

16、油爐窯全部改為用副產(chǎn)煤氣。在副產(chǎn)煤氣用不完的條件下，再去建煤氣發(fā)電設(shè)施。因?yàn)槊簹馊グl(fā)電，其能源轉(zhuǎn)化率為45%。這是使用煤氣的下策。3.大力開(kāi)展對(duì)二次能源的回收冶金行業(yè)大力推廣的二次能源回收技術(shù)如下：(1)干法熄焦技術(shù)(CDQ)干法熄焦可以回收紅焦顯熱的80%，噸焦可產(chǎn)生3.9Upa蒸氣0.45噸(最高可達(dá)0.6噸)。寶鋼、武鋼、通鋼等企業(yè)干法熄焦已可降低焦化工序能耗近70Kgcet。干熄焦的焦炭質(zhì)量得到提高，可使煉鐵焦比下降2%，產(chǎn)量提高1%。目前全國(guó)只有44套CDQ，使用比例低。(2)高爐煤氣壓差發(fā)電(TRT)高爐爐頂煤氣壓力大于120Kpa時(shí)，可使透平機(jī)發(fā)電，亞有一定經(jīng)濟(jì)效益。TRT發(fā)電量

17、取決于，煤氣壓力，煤氣發(fā)生量和煤氣溫度。TRT發(fā)電可達(dá)2040度電t鐵，干法除塵可提高發(fā)電能力36%。TRT所回收的能量是高爐鼓風(fēng)動(dòng)能的30%，可實(shí)現(xiàn)56度t鐵?，F(xiàn)開(kāi)發(fā)出兩臺(tái)中小高爐共一臺(tái)TRT的技術(shù)裝備，其經(jīng)濟(jì)效益更好。(3)燒結(jié)礦顯熱回收技術(shù)熱燒結(jié)礦溫度在700800，采用熱交換技術(shù)，生成蒸氣發(fā)電，可以回收燒結(jié)礦顯熱能量24Kgcet，扣除設(shè)備運(yùn)行耗能，可以降低燒結(jié)工序能耗10Kgcet。(4)熱風(fēng)爐廢氣余熱利用熱風(fēng)爐廢氣溫度250350，含氧量低，用于去烘干高爐噴煤粉的煤是最佳的選擇。廢氣溫度適中，不含氧，烘烤煤時(shí)，即不會(huì)使煤燃燒，又節(jié)約了能源。(5)高爐渣顯熱回收技術(shù)高爐渣在13501

18、450，其顯熱占高爐支出熱量的5.55%，開(kāi)展?fàn)t渣顯熱回收很有意義。在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的園筒內(nèi)用高壓水或風(fēng)去淬爐渣，會(huì)產(chǎn)生高熱蒸汽或氣體，且爐渣粒度可細(xì)化，又節(jié)水，回收其能量，減少對(duì)環(huán)境的污染。技術(shù)摘要一種轉(zhuǎn)爐煤氣回收的方法屬于綜合利用的方法。其解決采取引風(fēng)機(jī)恒速或爐口采用微負(fù)壓控制的方式使煙氣燃燒過(guò)剩系數(shù)未得到有效控制，使煤氣中的CO氣體燃燒后體積成倍增大、煙塵氧化后粒度細(xì)微較難凈化，所回收的煤氣單位發(fā)熱值低，回收量少等問(wèn)題。其技術(shù)措施：回收步驟：當(dāng)開(kāi)始對(duì)轉(zhuǎn)爐進(jìn)行吹氧冶煉時(shí)，首先將裙罩與轉(zhuǎn)爐爐口進(jìn)行密閉接觸，并同時(shí)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)速的7882范圍內(nèi)運(yùn)行，在此轉(zhuǎn)速下運(yùn)行1.52.5分鐘；然后提升風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速到額定值，即到達(dá)最大轉(zhuǎn)速：在轉(zhuǎn)爐吹氧結(jié)束前1