钢铁行业节能减排方向及措施_3.doc

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟钢铁行业节能减排方向及措施 作者：节能减排课题组单位：中国钢铁工业协会报告访问次数：1086 次发布时间：08-12-24 一、钢铁行业节能减排现状 目前，钢铁工业的发展已面临资源和环境的双重制约，从长远来看，资源环境问题已是影响钢铁工业生存和发展的重大问题，只有转变增长方式，大幅度提高能源利用效率，以能源的有效利用促进钢铁工业的可持续发展，才能使钢铁工业有更大的生存和发展空间 近年来，我国钢铁工业节能减排进展情况如下 1.环境明显改善 通过各项节能措施的实施，我国大中型钢铁企业的环境污染局部得到控制，环境得到明显改善2021年大中型钢铁企业二氧化硫排放总量756368吨，比2021年下降0.51%；化学需氧量排放总量59965吨，比2021年下降8.76%；工业粉尘排放总量382275吨，比2021年下降2.79%烟尘排放总量156648吨，比2021年上升3.02% 2.能耗指标进一步好转 2021－2021年我国钢产量和吨钢综合能耗变化情况见表1 虽然由于电力折算系数的改变，2021年以后的吨钢综合能耗数据出现了断层，但从总的趋势上可以看出，是在不断下降的。

2021－2021年重点统计钢铁企业工序能耗变化情况见表2 2021－2021年重点统计钢铁企业各工序能耗有不同程度下降，烧结工序、炼铁工序、焦化工序、转炉工序分别下降了14.84%、6.56%、14.40%和83.41% 重点大中型钢铁企业工业增加值能耗由2021年6.94吨标准煤/万元，下降到2021年的5.8吨标准煤/万元，今年能耗与去年同期相比降低5%左右，总体呈逐年递减趋势 目前，宝钢、鞍钢、武钢、马钢、太钢等大型钢厂的综合装备、技术水平已经达到世界先进水平高炉利用系数、入炉焦比、高炉喷煤比、转炉炉衬平均寿命、连铸比、轧钢综合成材率等技术指标都接近或达到了世界先进水平. 宝钢股份2021年吨钢综合能耗同比下降2.04%，万元产值能耗达到1.19吨标准煤/万元，同比下降11.85%，节能量达到33.3万吨标准煤二氧化硫、烟粉尘和化学需氧量（cod）等主要污染物排放量分别比2021年下降12.38%， 17.87%， 36.76%2021年万元产值能耗降低到1.07吨标准煤，同比下降10.08%，节能29.7万吨标准煤，二氧化硫、烟粉尘和化学需氧量（cod）等主要污染物排放量分别比2021年下降13.74%、9.26%、36.67%。

3.装备大型化、现代化水平进一步提高 我国钢铁企业之间规模、装备、能耗水平差距较大，大企业的装备、能耗水平相对小企业要高，环保设施配备较完善 “十一五”以来，钢铁工业结构调整、工艺装备大型化、现代化步伐加快，推进了节能减排，加大了节能力度，已取得了一定成效2021年底2021m3以上高炉63座，生产能力达到13750万吨，较2021年增加17座，生产能力增加了3600万吨，增长35%；100吨以上转炉98座，生产能力增加到13465万吨，较2021年增加8座，生产能力增加1000万吨，增长8% 装备的大型化和现代化使得主要耗能设备的能耗显著降低，排放减少，钢铁工业总体节能减排指标得到了改善 4.重点节能技术普及率不断提高 干熄焦（cdq）截至2021年5月底，完全采用我国自主创新技术并建成投产的75t/h－160t/h干法熄焦装置共59套，与2021年相比增加39套，加上国产化前已投产的17套，共计71套当前正在设计施工的有56套，进行可行性研究的9套，共计124套，总计干熄焦能力10957万吨，占我国焦炭生产能力三分之一，钢铁企业内焦化厂干熄焦率由2021年不足30%提高到目前45%以上。

trt到2021年底，49座2021m3以上高炉装备了trt目前采用全干法除尘的大型高炉已有莱钢、包钢、鞍钢等多家企业，首钢曹妃甸5500m3大型高炉也设计采用干法除尘系统 转炉干式除尘2021年继宝钢之后已有莱钢、包钢、太钢、天钢、承钢等企业的20余座转炉实现了干法除尘包钢投入运行以来，取得了显著成效，净化后的烟气含尘量可达到≤10mg/m3的先进水平，节电、节水效果显著据包钢测算，一座210吨转炉采用干法除尘后年增加经济效益在1200万元以上 ccpp目前我国钢铁企业中已有10个钢厂15套ccpp发电机组投产此外，宝钢梅山、沙钢、太钢、浦钢、武钢、首钢京唐、莱钢、潍钢、萍钢、云南双友钢铁公司也拟建或在建不同规模的ccpp 能源管理中心（ems）建立能源中心的目的，一是确保生产用能的稳定供应；二是充分利用低价能源代替高价能源；三是集中管理与自动化操作，提高劳动生产率能源中心在宝钢自1991年投产以来，显示了其在能源管理的优越性鞍钢、武钢、酒钢、首钢、攀钢、本钢、济钢、唐钢、太钢、华菱、邯钢等钢厂都已在建或准备建能源中心 二、钢铁行业节能减排方向 我国钢铁工业用能特点决定了节能减排的方向。

2021年我国重点统计钢铁企业的外购能源结构主要是煤炭，占79.43%，外购电力占19.05%，天然气占0.43%，油类占1.09%而日本钢铁工业能源消费结构中，煤炭占56.4%，电力占23.7%，石油占19.9% 2021年中国转炉钢占产量的近90%从转炉钢比看，2021年美国是41.1%，德国69.1%，日本74.2%，俄罗斯56.9%，世界平均是66.3%，而我国是89.9%，比世界平均高23.6个百分点 电炉钢企业较高炉—转炉长流程企业吨钢综合能耗要低从两种钢铁生产流程在能源、排放方面的比较看，高炉—转炉流程消耗能源是670—730kgce/t，排放固态物质是0.6t/t，排放co2等废气是2.1t/t；电炉流程则依次是340—400kgce/t，0.2t/t，0.52t/t 借鉴日本钢铁联盟对本国钢铁企业的铁/钢比与吨钢能耗研究，按我国钢铁工业情况测算，铁钢比每提高0.1，可造成吨钢综合能耗上升约20kgce，中国比其他国家铁钢比高0.4左右，因而影响吨钢综合能耗约80kgce/t 我国钢铁行业节能减排重点应围绕以下几个方面： 1.优化能源网络，建设能源管理中心 对于钢厂能量系统优化而言，能量高效利用与动态有序管理同时对运行过程物质流和能量流动态控制，从而使物质流和能量流在流程工序中“耦合”又有所分离。

分别形成了物质流的“物流网络”和能量流的“能流网络”，因此，要特别重视各种能源介质利用的优化集成 如果能够对各工序各自的能量排放（二次能源）和一次能源按一定的“程序”组织起来，并充分利用，就可以构成钢厂内部的“能源转换网络”—“能量流网络”再通过能源管理中心的建设，对各种能源介质合理调控，将实现钢厂能量系统优化 2.装备的大型化 我国钢铁企业总体发展不均衡，设备规模参差不齐大型装备与小型设备相比有以下区别：＜300m3高炉的吨铁工序能耗较＞1000m3高炉高出近80kgce/t，相差19%左右；入炉焦比相差200kg/t；炼钢的金属料消耗高出约7.0kg/t等小型设备环保设施缺乏，导致粉尘、so2等污染物排放量大，环境污染严重：一次能源消耗量大，且二次能源回收利用率低：现有成熟的节能技术，如trt、转炉煤气回收等，小型设备由于工艺落后、装备水平差，基本上无法应用，这也正是能耗高的一个主要原因 我国钢铁工业设备大型化与国际水平比较见表3 （1）高炉大小对能耗的影响 大高炉能耗比小高炉低，铁水温度比小高炉高，有利于低硅冶炼从大气环境污染方面看，一座高炉就是一个污染点，不论高炉容积大小。

高炉容积越大，座数少，大气污染就较轻当然，片面追求大型化是不对的高炉容积应以建厂条件、规模和品种决定，应在可能范围内减少高炉座数高炉结构的合理化还包括技术装备的合理配置合理的高炉结构是炼铁节能的重要物质基础 （2）转炉大小对能耗的影响 装机容量对单位产品能耗的影响并不是很明显，但是在排除人为管理的因素后，其总体趋势是在同样的煤气回收配备方式上，装机容量越大，其相应的单位产品能耗就越低 （3）烧结机面积大小对能耗的影响 烧结工序能耗与烧结机的面积基本上呈反比，因此，烧结机大型化不仅是提高产量的需要，而且也是节约单位产品能源消耗的途径之一 （4）焦炉大小对能耗的影响 大容积焦炉具有机械化自动化程度高、焦炭质量好、动力消耗低、生产率高、生产环境清洁以及经济效益好等优点在产量相同的条件下，可减少炉孔数，相应减少焦炉的占地面积，减少每天出炉次数，从而减少污染物的排放 6m焦炉相对于4.3m焦炉在节能上具有不小的优势，6m焦炉单位产品能耗是125.93k8ce/t焦， 4.3m焦炉是167.57kgce/t焦同时，6m焦炉与4.3m焦炉相比，污染物排放量可减少1/3以上，同时可提高劳动生产率和焦炭质量（m40提高1个百分点，m1o降低0.5个百分点），降低生产成本。

3.提高二次能源利用率 我国钢厂在节能方面，已经经历了两个主要阶段即80年代的单体节能及相应的系统节能，90年代的工序取代优化和流程结构优化的系统节能进入21世纪以来，通过“三干”（干熄焦、高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘）、“系统节水”、“发电”等措施，逐步进入到全面深入地充分开发钢铁制造流程的“能源转换功能”时期 目前，钢铁工业已有不少成熟的节能减排技术，使得二次能源的利用率有了很大提高在现阶段，能源转换环节节能减排的首要任务是推广、普及现有节能技术，充分发挥现有节能技术的节能潜力同时，要积极开发新型节能技术，努力将现有技术条件下无法回收利用的二次能源运用新技术加以回收利用 对高炉—转炉流程而言，其以铁矿、煤为源头，在加工—转换过程中，产生大量的副产煤气——cog、bfg、ldg和余热余能由此，高炉—转炉流程节能的突破口在于副产煤气、余热余能的利用 二次能源中，各种副产煤气所占比例最大，总计达到约74.97%，其中焦炉煤气约占22.29%，高炉煤气约占43.66%，转炉煤气约占9.02% 我国钢铁企业余热资源的回收率仅25.8%大量低品质余热资源尚未得到有效利用。

按余热资源的品质统计：回收高温余热居多，回收率为44.4%；其次是中温余热，回收率为30.2%：低温余热回收率还不足1%若按携带余热的物质形态统计：回收最多的是产品显热，回收率为50.4%，其次是烟气显热，回收率为14.92%：冷却水的显热回收率只有1.90%；各种渣显热的回收率更少，只有1.59% 副产煤气的充分、合理利用是降低能源消耗的关键所在但目前我国钢铁工业焦炉煤气、高炉煤气放散率仍较高，转炉煤气回收量也比较低重点统计钢铁企业副产煤气放散和利用情况见表4 各种余热余能资源中，焦炭显热、烧结矿显热、高炉炉顶余压和转炉煤气显热等是余热回收的重点，目前已有成熟技术，在进一步开发新技术、提高回收效率的基础上，重点应加强节能技术的推广，提高普及率烧结、焦化废烟气等低温显热回收技术尚不成熟，高炉渣和钢渣显热利用技术有待开发，是未来钢铁工业节能技术创新的方向和突破点 我国钢铁企业中年产粗钢500万吨以上的大型钢铁企业节能设备相对较完善，二次能源回收水平较高，但与日本等先进产钢国家相比仍有一定的差距一些小企业二次能源回收装置配备很少即使是目前比较先进的大型设备，二次能源回收设备的潜力也。