節(jié)能減排潛力

1、我國能源以化石能源為主，化石燃料消耗是引起世界范圍二氧化碳排放增加的主要因素，將化石燃料折算成能源消耗量用來計算二氧化碳的排放量已形成共識。鋼鐵生產過程產生的二氧化碳排放95%以上來自能源消耗，即在很大程度上節(jié)能和二氧化碳減排實質是一致的。 2008年我國鋼鐵工業(yè)二氧化碳排放最占全球球鋼鐵工業(yè)二氧化碳總排放的51而歐盟為12日本為8，俄羅斯為7，美國為5其他國家17。在鋼鐵生產的高溫物料流程中，各種工業(yè)爐窯的熱效率均低于70。如圖3所示，五個中高溫平臺保溫設施不完善，大量熱能散失；五個降溫期中有三個降溫過程的絕大部分熱量未回收，兩個過程的熱量進行了回收；其中焦炭的熱量通過CDQ得到了有效回收；

2、而燒結礦、球團礦熱回收效率低，冶金渣的熱量幾乎未進行有效回收。整個流程中近70的能源處于散失狀態(tài)。從能源轉化功能的角度，系統(tǒng)分析鋼鐵流程中的能量流代謝過程，可以發(fā)現能源利用的潛力依然很大：冶金生產過程中消耗的有效能量僅占283，而轉化為余熱余能的占717，達到1434GJt，折合490kgcet。過去，國內鋼鐵企業(yè)關注工序能耗的下降，特別是一、二類載能體單耗的下降，也關注了過程余熱余能的回收利用，但在余熱余能的高效轉化、余熱余能回收的高效利用方面關注度不夠，潛力依然很大。資料顯示，世界先進產鋼國的噸鋼燃料消耗小于500kg，而我國重點鋼鐵企業(yè)（除寶鋼外）的噸鋼燃料消耗都在500kg以上，比世界

3、先進水平高出約12%。煉鐵系統(tǒng)能耗在噸鋼綜合能耗中約占70%，而煉鐵工序在煉鐵系統(tǒng)能耗中又占70%以上，因此，煉鐵工序節(jié)能是鋼鐵企業(yè)節(jié)能的重點。我國煉鐵工序的能耗指標與國際先進水平還有很大差距。高爐入爐焦比的國際先進水平已經達到240-300kg/t，高爐煉鐵燃料比達到439kgce/t(芬蘭)。據對國內20家有代表性的鋼鐵企業(yè)余熱余能資源回收利用情況進行調查，2005年這些企業(yè)余熱資源平均回收率為258，其中產品顯熱回收率為5004，煙氣顯熱回收率為1492，冷卻水的顯熱回收率只有190，各種渣的顯熱回收率僅為159”J。而國外先進國家對余熱余能資源(包括副產煤氣)的回收率已達到90以上，如

4、日本新日鐵達到了92。分析影響節(jié)能的主要因素包括以下幾點：(1)長期以來，人們一直關注鋼鐵流程中產品形成技術的開發(fā)和主流程的資源保證及管理，而較忽視產品形成過程中能質轉化價值及技術的開發(fā)和管理，忽視能質轉化及傳遞、使用過程的耦合匹配。恰恰是這些能質轉化技術直接涉及資源、能源的高效利用和轉化，因而造成過程運行成本高、效率低、污染重，其實質是資源、能源的流失。(2)鋼鐵流程各生產工序基本上都是余熱余能的閾值工序，在工序無熱“阱”，工序回收的余熱余能效率低，且數量不足。(3)鋼鐵企業(yè)余熱余能資源載體多樣、分布分散、衰變快、不可儲存、穩(wěn)定性差、數量和質量差別大，集中回收利用難度大。(4)鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)的

5、余熱余能回收方式忽視回收能的質量，以低參數熱風、熱水、蒸汽等為工質，回收效率低，且受能量品質低、衰變快、不穩(wěn)定、用戶不匹配等因素影響，能源利用效率低，甚至造成回收后又放散的無效狀態(tài)。(5)鋼鐵企業(yè)以鋼鐵產品生產為主的工藝，能量指標體系設置裕度大，指標優(yōu)化技術落后，能量輸送、轉化、使用時耗損大，缺少集成優(yōu)化智能控制手段。(6)余熱余能回收利用的理論研究滯后，能源高效利用、轉化的關鍵裝備技術、工藝技術和管理技術依賴進口，缺乏集成創(chuàng)新?；厥諢崮苜H值嚴重、能效低，甚至還有大量高、中、低品位余熱余能尚沒有形成有價值回收利用的手段。(7)鋼鐵企業(yè)中焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣均是優(yōu)質化工合成原料，并且作為

6、副產物其成本較低。鋼鐵企業(yè)化工合成功能有待深度開發(fā)，并可為社會的可持續(xù)發(fā)展提供新價值和資源。23 我國鋼鐵企業(yè)能源配置、能源管理潛力我國鋼鐵企業(yè)在用能結構、用能管理方面還存在很大潛力，主要表現在：(1)鋼廠用能以煤炭為主，占8349蟑1，大量使用蒸汽作為傳熱介質，導致過程能量損失嚴重。如某鋼鐵企業(yè)使用蒸汽狀況：每年產生及消耗蒸汽500余萬t，折合55萬tee；其構成為08一135MPa占22、0508MPa占37、0305MPa占28、小于03MPa的還有13。從蒸汽管網14MPa到用戶通過減壓降至05MPa，煙損失達128以上?？梢娔茉崔D化效率低、使用效率低，優(yōu)化提高能效的潛力巨大。(2)鋼

7、廠在能源介質配置、轉化、使用、回收再利用等環(huán)節(jié)，大量存在能量、能質、能級用戶不匹配和高質低用、低質不用的問題，遠未實現。分配得當、各得所需、溫度對口、梯級利用”。存在的問題包括：高品質蒸汽節(jié)流減壓為低品質蒸汽使用，用燃氣干燥物料，用高品質燃氣烘烤，焦爐煤氣與高爐煤氣混合用于工藝加熱，蒸汽噴射抽真空精煉，水淬高溫爐渣，高溫煙氣濕法除塵等。(3)能源流遠未實現“動態(tài)、有序、高效”運行。能量流從“無序”到“有序”，管理潛力很大。并且工藝過程指標裕度大，轉化效率低、回收能質低、用戶不匹配，系統(tǒng)能效潛力很大。余熱余能中，煤氣具有較高的棚值，可作為發(fā)電的理想燃料，可采用CCPP自發(fā)電或與電力部分合作追求規(guī)

8、模發(fā)電效益。除煤氣以外，其他余熱資源溫度超過700。C的占718，具有較高的煙值，因此這部分余熱資源從質量上來講，具有發(fā)電的可行性。改變將余熱余能低效回收轉化為低品質蒸汽、熱水等低煙值工質且不易集中高效和 匹配耦合使用的回收方式，通過建設分布式電站，將不同種類余熱余能轉化為統(tǒng)一形式的高能級的電能，就近回收、就近輸送、就近使用，余熱余能轉化效率高、輸送效率高、使用效率高。煉鐵節(jié)能潛力爐渣顯熱回收普通高爐液態(tài)爐渣的溫度在1400左右，熱焓為1670-1880kJ/kg,約為煉鐵工序能耗的4%-10%，當采用低品位礦石冶煉時還會更高。目前高爐熱態(tài)爐渣的顯熱基本沒有回收利用。我國鋼鐵工業(yè)的能源消耗結構

9、以煤為主。據世界鋼鐵組織統(tǒng)計：長流程噸鋼碳排放量1.7噸短流程噸鋼碳排放量在0.4噸左右而據我國統(tǒng)計長流程噸碳排放量在2.2噸，短流程噸鋼碳排放量在0.8噸左右，以廢鋼為源頭的電爐流程與以鐵礦為源頭的高爐-轉爐流程相比每噸鋼可節(jié)約鐵礦石1.3t降低能耗35Okgce減排c02 1.3 t減拌廢渣600kg。我國鋼鐵工業(yè)能耗約占全國總能耗的12。而軋鋼能耗約占全國鋼鐵工業(yè)總能耗的1320t”。隨著現代鋼鐵產品質量品種的升級，深加工層次的不斷增長，軋鋼工序能耗在不斷增加。1999年國際先進水平的熱軋工序為4782kgcet，冷軋工序為8028kgcet，中國鋼鐵的軋鋼工序無論是冷軋還是熱軋與國際先

10、進軋鋼工序相比，工序能耗均有一定差距。若考慮兩者的差異并取我國軋鋼工序與國外相同的水平，則可比能耗要比先進產鋼國高達172，即112kgcet鋼12|。其中由于裝備、技術和管理落后，折合每噸鋼高出國外能耗404kgce。因為軋鋼加熱爐是軋鋼系統(tǒng)的主要耗能設備，占軋鋼能耗的6070，軋鋼節(jié)能的潛力很大。目前，我國以煤炭和電力為主要能源，而鏈源轉佬率較高懿石油和天然氣應用較少，僅此頊存在的節(jié)能潛力可達標煤鋼1520 kgt鋼鐵工業(yè)用能結構是，煤炭占699，電力264，燃油32，天然氣05。鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作重點是降低煤炭和電力的用量。降低煉鐵能耗的主要技術措施有：風溫升高100，節(jié)約焦比15kgt，

11、脫濕鼓風：風中每減少1 gms水，可提高風溫9，降焦比07kgt。富氧鼓風：富氧1，高爐增產426，高爐煤氣發(fā)熱值升高34，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15。結構節(jié)能：每噴吹1噸煤粉，可降低煉鐵系統(tǒng)能耗約100kgcet，每增加使用1噸球團礦，可降低煉鐵系統(tǒng)能耗20kgcet左右。優(yōu)化高爐操作技術：生鐵含Si每降低01，可降低焦比45kgt。爐頂煤氣壓力提高lkPa，可降焦比35，增產1左右。煤氣co z含量提高05，可減少燃耗10kgt。對熱風爐管道進行保溫，可使熱風溫度升高917。采用小球燒結厚料層燒結工藝，可減少燒結燃耗1520kgt燒。燒結

12、對混合料進行預熱，溫度升高1 0，減少固體燃耗2kgt?？刂茻Y點火負壓，可降低燒結工序能耗45對煉焦煤進行調濕，水份從10降到6，節(jié)能8。(2)低溫煙氣回收技術。目前，我國鋼鐵企業(yè)煙氣余熱利用中，高溫煙氣余熱的回收利用情況較好，而中低溫煙氣余熱的回收利用率較低。鋼鐵企業(yè)用高溫煙氣預熱助燃空氣，而通過空氣預熱器后約400500的中溫煙氣則沒有被大部分企業(yè)加以利用，至于溫度更低的3000C以下的低溫煙氣利用的更少。國外已研究開發(fā)利用200以下的低溫煙氣余熱用于供暖和制冷。就現有的技術而言，排人煙囪的最佳溫度可以達到150180，而如何利用中低溫煙氣余熱是一個亟需研究的問題?，F在國內燒結余熱回收應用較多的是熱管式余熱鍋爐，寶鋼每噸燒結礦可回收75182kg中壓蒸汽，并入公司蒸汽管網，多數企業(yè)回收的是低壓蒸汽，未并入管網，只是就近使用。高爐工序能耗占鋼鐵聯合企業(yè)總能耗的50以上，高爐煉鐵用能有78足來自碳素燃燒(就是燃料比)。所以，降低高爐燃料比是鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排工作的霞點，也是減少污染物排放的主要手段。2010年重點企業(yè)高爐燃料比的降低，為我國噸鋼綜合能耗降低做出了重要貢獻。我們應當大力推廣能夠大幅度降低燃料比企業(yè)的好經驗。副產煤氣產生量大(噸鐵產生14001700ms煤氣，噸焦產生380-420m3