鋼鐵工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)狀與發(fā)展前景講義課件

溫燕明

2011年4月萊鋼我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)狀與發(fā)展前景溫燕明2011年4月萊鋼我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)提綱一、前言二、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)狀

三、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的潛力四、我國(guó)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新五、結(jié)論提綱一、前言經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放30年的艱苦努力，中國(guó)鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，已成為在國(guó)際鋼鐵界具有舉足輕重地位的鋼鐵大國(guó)。在歷史新階段，鋼鐵企業(yè)面臨著轉(zhuǎn)型發(fā)展的沉重壓力和歷史機(jī)遇，需要深入研究、利用鋼鐵流程自身工藝特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，從能量流、能流量網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的新視角深入挖掘節(jié)能潛力，依靠裝備技術(shù)、工藝技術(shù)、管理技術(shù)創(chuàng)新，提升系統(tǒng)能效，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)境友好、社會(huì)友好的發(fā)展目標(biāo)。一、前言經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放30年的艱苦努力，中國(guó)鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越二、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)狀

1、我國(guó)鋼鐵工業(yè)創(chuàng)造了舉世矚目的生產(chǎn)力我國(guó)粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)14年據(jù)世界第一位。新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)鋼鐵工業(yè)進(jìn)入了連續(xù)10年的高速發(fā)展期，依年均18.5％的增長(zhǎng)速度，于2009年達(dá)到5.68億噸。人均產(chǎn)鋼量超過(guò)420kg，超過(guò)了工業(yè)化國(guó)家人均300kg的用鋼水平和供鋼水平。今年全國(guó)粗鋼產(chǎn)量預(yù)計(jì)將突破6億噸。1980～2008中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量二、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)狀1、我國(guó)鋼鐵工業(yè)創(chuàng)造了舉世矚目的目前中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量已經(jīng)遠(yuǎn)超排名其后的日本、俄羅斯、美國(guó)、印度、韓國(guó)、德國(guó)、烏克蘭、巴西、土耳其等9國(guó)產(chǎn)量的總和。至2009年，建國(guó)60年來(lái)，中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量從占全世界的0.1%提高到46.56％，取得巨大進(jìn)步和成就。目前中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量已經(jīng)遠(yuǎn)超排名其后的日本、俄羅斯、美國(guó)2、我國(guó)鋼鐵工業(yè)取得節(jié)能減排豐碩成果我國(guó)鋼鐵企業(yè)通過(guò)生產(chǎn)流程的工藝結(jié)構(gòu)調(diào)整，淘汰落后工藝，優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)及節(jié)能新技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了能源消耗大幅下降。2005年噸鋼綜合能耗比1990年下降了54.1％，至0.741tce/t；2005年以后，電的折標(biāo)系數(shù)改用“電熱當(dāng)量值”后，噸鋼可比能耗由0.714tce/t降低到2009年的0.595tce/t。2、我國(guó)鋼鐵工業(yè)取得節(jié)能減排豐碩成果我國(guó)鋼鐵企業(yè)通過(guò)7

我國(guó)鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗的歷程注：2000年以后僅為重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。1980-2005電力折算系數(shù)為0.404

kgce/kWh；2006-2009電力折算系數(shù)為0.1229kgce/kWh。

中國(guó)鋼鐵工業(yè)噸鋼綜合能耗的變化7

我國(guó)鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗的歷程注：2000年以后僅為重點(diǎn)大中我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)的能耗水平已經(jīng)達(dá)到歐盟鋼鐵企業(yè)的水平，國(guó)內(nèi)一些先進(jìn)的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的主體指標(biāo)已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)的能耗水平已經(jīng)達(dá)到歐盟鋼鐵與此同時(shí)，我國(guó)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)取水量（噸鋼耗新水）、外排廢水量和生產(chǎn)水重復(fù)利用率等指標(biāo)明顯改善。

2002年至2009年，噸鋼耗新水由15.58t降低到4.43t、噸鋼外排廢水由10.97t降低到1.69t、水的重復(fù)利用率由90.56％提高到96.9％；我國(guó)重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)取水量、外排廢水量和生產(chǎn)水復(fù)用率的變化與此同時(shí)，我國(guó)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)取水量（噸鋼耗新水）、主要污染物排放明顯降低，噸鋼工業(yè)粉塵由2.858kg降低到0.743kg、噸鋼COD排放由0.556kg降低到0.073kg。主要污染物排放明顯降低，噸鋼工業(yè)粉塵由2.858三、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的潛力1、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能進(jìn)程回顧中國(guó)鋼鐵工業(yè)的節(jié)能降耗發(fā)展歷程，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一個(gè)15年，主要著重第一、二載能體的工序節(jié)能、單體設(shè)備節(jié)能；第二個(gè)15年，主要著重以流程優(yōu)化為主的系統(tǒng)節(jié)能，包括連鑄、噴煤、一火成材、三干一電等新工藝，以及淘汰落后工藝及裝備，采用能源的“梯級(jí)利用、高效轉(zhuǎn)化”等措施；我們分析，下一個(gè)15年應(yīng)是能源高效轉(zhuǎn)化，能量流智能調(diào)度、集成匹配優(yōu)化，以能源價(jià)值最大化為目標(biāo)的能源結(jié)構(gòu)、用能方式系統(tǒng)優(yōu)化的新階段。三、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的潛力1、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能進(jìn)程2、我國(guó)鋼鐵企業(yè)流程節(jié)能潛力分析在鋼鐵生產(chǎn)的高溫物料流程中，各種工業(yè)爐窯的熱效率均低于70%。五個(gè)中高溫平臺(tái)有一半以上保溫設(shè)施簡(jiǎn)陋，大量熱能散失；五個(gè)降溫期中有四個(gè)降溫過(guò)程中的熱量絕大部分未回收，一個(gè)過(guò)程的熱量回收率不到30%。整個(gè)流程中近70%的能源處于散失狀態(tài)。原燃料處理工序煉鐵、煉鋼工序熱軋工序冷軋工序溫度粉礦石熟料焦炭鑄坯熱軋帶卷酸洗帶卷冷軋帶卷煉焦加熱爐退火爐鐵水鋼水2、我國(guó)鋼鐵企業(yè)流程節(jié)能潛力分析在鋼鐵生產(chǎn)的高溫物從能源轉(zhuǎn)化功能的角度系統(tǒng)分析鋼鐵流程中的能量流代謝過(guò)程，能源利用的潛力依然很大：冶金生產(chǎn)過(guò)程中消耗的有效能量?jī)H占28.3％，而轉(zhuǎn)化為余熱余能的占71.7％，達(dá)到14.34GJ/t鋼材，折合490kgce/t鋼材。從能源轉(zhuǎn)化功能的角度系統(tǒng)分析鋼鐵流程中的能量流代謝過(guò)過(guò)去，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)關(guān)注工序能耗的下降，特別是一、二類(lèi)載能體單耗的下降，也關(guān)注了過(guò)程余熱余能的回收利用。但在余熱余能的高效轉(zhuǎn)化、余熱余能回收的高效利用方面關(guān)注度不夠，潛力依然很大。

余熱資源種類(lèi)過(guò)去，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)關(guān)注工序能耗的下降，特別是

而國(guó)外先進(jìn)國(guó)家對(duì)余熱余能資源（包括副產(chǎn)煤氣）的回收率已達(dá)到90％以上，如日本新日鐵達(dá)到了92％。新日鐵的節(jié)能進(jìn)程如下：而國(guó)外先進(jìn)國(guó)家對(duì)余熱余能資源（包括副產(chǎn)煤氣）的回（1）長(zhǎng)期以來(lái)，我們一直關(guān)注鋼鐵流程的產(chǎn)品形成技術(shù)的開(kāi)發(fā)和主流程的資源保證及管理，而較忽視產(chǎn)品形成過(guò)程中能質(zhì)轉(zhuǎn)化價(jià)值及技術(shù)的開(kāi)發(fā)和管理，忽視能質(zhì)轉(zhuǎn)化及傳遞、使用過(guò)程的耦合匹配，恰恰是這些能質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)直接涉及資源、能源的高效利用和轉(zhuǎn)化，因而造成過(guò)程運(yùn)行成本高、效率低、污染重，其實(shí)質(zhì)是資源、能源的流失。我們分析影響節(jié)能的主要因素包括以下幾點(diǎn)：（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(chǔ)存、穩(wěn)定性差、數(shù)量和質(zhì)量差別大，集中回收利用難度大。（2）鋼鐵流程各生產(chǎn)工序基本上都是余熱余能的閾值工序，在工序無(wú)熱“阱”，工序回收的余熱余能效率低，且數(shù)量不足。（4）鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)的余熱余能回收方式忽視回收能的質(zhì)量，以熱風(fēng)、熱水、蒸汽等為工質(zhì)形式，回收效率低，且受能量品質(zhì)低、衰變快、不穩(wěn)定、用戶(hù)不匹配等因素影響，能源利用效率很低，甚至造成回收后又放散的無(wú)效狀態(tài)。（1）長(zhǎng)期以來(lái)，我們一直關(guān)注鋼鐵流程的產(chǎn)品形成技術(shù)的開(kāi)發(fā)（5）鋼鐵企業(yè)以鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)為主的工藝，能量指標(biāo)體系設(shè)置裕度大，指標(biāo)優(yōu)化技術(shù)落后，能量輸送、轉(zhuǎn)化、使用時(shí)耗損大，缺少集成優(yōu)化智能控制手段。（7）鋼鐵企業(yè)是化石能源－煤的清潔氣化工藝，其焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣均是優(yōu)質(zhì)化工合成原料資源，其合成功能的開(kāi)發(fā)，可大大降低化學(xué)工業(yè)氣體合成的成本，鋼鐵工業(yè)也可為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供新價(jià)值和資源。（6）余熱余能回收利用的理論研究滯后，能源高效利用高效轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵裝備技術(shù)、工藝技術(shù)和管理技術(shù)依賴(lài)進(jìn)口，缺乏集成創(chuàng)新?；厥諢崮苜H值嚴(yán)重、能效低，甚至還有大量高、中、低品位余熱余能尚沒(méi)有形成有價(jià)值回收利用的手段。（5）鋼鐵企業(yè)以鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)為主的工藝，能量指標(biāo)3、我國(guó)鋼鐵企業(yè)能源配置、能源管理潛力（1）鋼廠用能以煤炭為主,占83.49％，大量使用蒸汽作為傳熱介質(zhì)，導(dǎo)致過(guò)程能量損失嚴(yán)重。如某鋼鐵企業(yè)使用蒸汽狀況：每年產(chǎn)生及消耗蒸汽500余萬(wàn)噸，折合55萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤；其構(gòu)成為：0.8～1.35MPa僅占22％、0.5～0.8MPa占37％、0.3～0.5MPa占28％、小于0.3MPa的還有13％。從蒸汽管網(wǎng)1.4MPa到用戶(hù)通過(guò)減壓降至0.5MPa，火用損失達(dá)12.8％以上?？梢?jiàn)能源轉(zhuǎn)化效率低、使用效率低，優(yōu)化提高能效的潛力巨大。我國(guó)鋼鐵企業(yè)在用能結(jié)構(gòu)、用能管理方面還存在很大潛力，主要表現(xiàn)在：0.3-0.5MPa0.5-0.8MPa0.8-1.35MPa《0.3MPa《0.3MPa0.8-1.35MPa0.5-0.8MPa0.3-0.5MPa按用戶(hù)蒸汽壓力需求（按個(gè)數(shù)）按用戶(hù)蒸汽壓力需求（按用汽量）3、我國(guó)鋼鐵企業(yè)能源配置、能源管理潛力（1）鋼廠用（2）鋼廠在能源介質(zhì)配置、轉(zhuǎn)化、使用、回收再利用等環(huán)節(jié)，大量存在能量、能質(zhì)、能級(jí)用戶(hù)不匹配和高質(zhì)低用、低質(zhì)不用的問(wèn)題，遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)“分配得當(dāng)、各得所需、溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”。高品質(zhì)蒸汽節(jié)流減壓為低品質(zhì)蒸汽使用用燃?xì)飧稍镂锪嫌酶咂焚|(zhì)燃?xì)夂婵窘範(fàn)t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?zé)煔鉂穹ǔ龎m等存在的問(wèn)題有：（3）能源流遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)、有序、高效”運(yùn)行。能量流從“無(wú)序”到“有序”，管理潛力很大。并且工藝過(guò)程指標(biāo)裕度大，轉(zhuǎn)化效率低、回收能質(zhì)低、用戶(hù)不匹配，系統(tǒng)能效潛力很大。（2）鋼廠在能源介質(zhì)配置、轉(zhuǎn)化、使用、回收再利用等環(huán)節(jié)四、我國(guó)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新1、創(chuàng)新鋼鐵裝備技術(shù)、工藝技術(shù)、管理技術(shù)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是物質(zhì)、能量及相關(guān)信息的流動(dòng)、演變過(guò)程，其動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程的物理本質(zhì)是：物質(zhì)流（主要是鐵素流）在能量流（主要是碳素流）的驅(qū)動(dòng)下，按設(shè)定的“程序”，沿著特定的“流程網(wǎng)絡(luò)”作動(dòng)態(tài)－有序運(yùn)行，是鐵素物質(zhì)流和碳素能量流在全流程范圍內(nèi)形態(tài)演變的持續(xù)表征。這就需要我們以鐵素物質(zhì)流同樣的重視程度深層次研究能量流的高效轉(zhuǎn)換和全價(jià)值開(kāi)發(fā)。四、我國(guó)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新1、創(chuàng)新鋼鐵裝備技術(shù)、工藝鋼鐵制造流程是開(kāi)放的、非平衡的、不可逆的耗散過(guò)程。鋼鐵流程的價(jià)值在于鐵素流是增值過(guò)程、能量流是耗散過(guò)程，其價(jià)值在于防止和減少能量的貶值和耗散。優(yōu)化鋼鐵流程就要致力于物質(zhì)流、能量流耗散最小化和效率最大化。要追求提升系統(tǒng)能效為目標(biāo)的“動(dòng)態(tài)有序、連續(xù)緊湊、高效轉(zhuǎn)化、耦合匹配”的新流程技術(shù)集成。因此，要通過(guò)對(duì)組成流程的“三傳一反”裝置高效化來(lái)實(shí)現(xiàn)工序功能的解析優(yōu)化；要通過(guò)降低流程過(guò)程裕度及采用界面技術(shù)的協(xié)同優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能效提升；要通過(guò)能源介質(zhì)及物質(zhì)流和工序之的間耦合匹配、集成重構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，來(lái)實(shí)現(xiàn)集成能效提升。鋼鐵制造流程是開(kāi)放的、非平衡的、不可逆的耗散過(guò)程。鋼鐵鋼界面“一罐到底”模式：200t以上鐵水罐（一罐到底）模式，脫硫模式下鐵水入轉(zhuǎn)爐溫度可以達(dá)到1350℃，可多吃廢鋼約40kg/t鋼，降低噸鋼能耗約23kgce。鐵鋼界面“一罐到底”模式：200t以上鐵水罐（一

余熱余能的回收與利用技術(shù)余熱余能的回收與利用技術(shù)開(kāi)發(fā)原燃料預(yù)處理技術(shù)強(qiáng)化過(guò)程節(jié)能開(kāi)發(fā)原燃料預(yù)處理技術(shù)強(qiáng)化過(guò)程節(jié)能能源管理體系及能源管控中心：實(shí)現(xiàn)鋼鐵制造流程能源流網(wǎng)絡(luò)化高效集成運(yùn)行。以能源體系文件化運(yùn)行和能源中心為載體，提高能源流網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)優(yōu)化的符合性、可靠性、及時(shí)性、有效性。實(shí)現(xiàn)能源介質(zhì)優(yōu)化節(jié)能、工藝創(chuàng)新節(jié)能、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化節(jié)能、管理優(yōu)化節(jié)能的最佳綜合目標(biāo)，追求系統(tǒng)能效。在更高層次上建設(shè)第三代鋼廠，使鋼廠產(chǎn)品制造功能、能源轉(zhuǎn)換功能、廢棄物消納和資源化三大功能，得以充分發(fā)揮。實(shí)現(xiàn)物質(zhì)流、能源、信息流的“動(dòng)態(tài)有序、緊湊連續(xù)、高效集成、耦合匹配”。能源管理體系及能源管控中心：實(shí)現(xiàn)鋼鐵制造流程

從靜態(tài)優(yōu)化到動(dòng)態(tài)優(yōu)化，在線(xiàn)即時(shí)優(yōu)化；從過(guò)程局部?jī)?yōu)化到系統(tǒng)集成優(yōu)化；從人工操作優(yōu)化到智能軟件在線(xiàn)優(yōu)化；從單項(xiàng)優(yōu)化到跨品種、區(qū)域轉(zhuǎn)化優(yōu)化；從局部目標(biāo)優(yōu)化到綜合總體目標(biāo)優(yōu)化；從開(kāi)環(huán)優(yōu)化到閉環(huán)智能優(yōu)化。能源管控中心:鋼鐵流程能量流全過(guò)程優(yōu)化、集成、智能控制，建立能量流網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)能源流可視化、過(guò)程集成優(yōu)化、操控智能化。從靜態(tài)優(yōu)化到動(dòng)態(tài)優(yōu)化，在線(xiàn)即時(shí)優(yōu)化；能源管2、創(chuàng)新鋼鐵企業(yè)分布式發(fā)電運(yùn)行模式對(duì)余熱余能的利用，主要有兩種方式，一是熱利用，二是動(dòng)力利用。對(duì)于熱利用，已經(jīng)得到了較好的開(kāi)發(fā)，但由于鋼鐵流程中熱量總體過(guò)剩，并且熱利用的途徑已非常有限，因此需要考慮動(dòng)力利用，若將其轉(zhuǎn)化為電能，則可擴(kuò)大其利用途徑。改變將余熱余能低效回收轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)蒸汽、熱水等低火用值工質(zhì)，不易集中高效和匹配耦合使用的回收方式，通過(guò)建設(shè)分布式電站，將不同種類(lèi)余熱余能轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一形式的高能級(jí)的電能，就近回收，就近輸送，就近使用，余熱余能轉(zhuǎn)化效率高、輸送效率高、使用效率高。余熱余能發(fā)電應(yīng)追求效益規(guī)模。2、創(chuàng)新鋼鐵企業(yè)分布式發(fā)電運(yùn)行模式對(duì)余熱余能的利用，目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)鋼廠用電自給。能源使用：溫度對(duì)口、梯級(jí)利用、能級(jí)匹配、高效回收。能源優(yōu)化：高質(zhì)高用、等效替代、職能集成、系統(tǒng)能效。經(jīng)測(cè)算，按照目前已經(jīng)成熟的工藝技術(shù)水平，年產(chǎn)1000萬(wàn)噸規(guī)模鋼鐵企業(yè)余熱余能回收發(fā)電量可達(dá)到41.61億kWh。年產(chǎn)1000萬(wàn)噸規(guī)模的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程

目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)鋼廠用電自給。經(jīng)測(cè)算，按照目前已經(jīng)成若進(jìn)一步挖掘鋼鐵企業(yè)余熱余能發(fā)電的潛力，通過(guò)新工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，可以回收利用球團(tuán)、燒結(jié)礦、焦?fàn)t荒煤氣、冶金渣、低溫?zé)煔獾鹊挠酂徇M(jìn)行發(fā)電，則建設(shè)鋼電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)用電完全自給甚至外供將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。發(fā)電方式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電量/億度干法TRT發(fā)電噸鐵發(fā)電45kWh4.05高溫高壓CDQ發(fā)電噸焦發(fā)電150kWh5.1燒結(jié)礦發(fā)電噸礦發(fā)電20kWh2.06轉(zhuǎn)爐煙道余熱蒸汽回收發(fā)電按噸鋼回收蒸汽90kg，發(fā)電12kWh1.20燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電500MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組29.20合計(jì)41.61

目前日本鋼鐵企業(yè)已經(jīng)基本上做到了這一點(diǎn)：根據(jù)2007年9月28日《第二屆中日節(jié)能環(huán)保綜合論壇》的資料介紹，新日鐵余熱發(fā)電占總用電量22％，副產(chǎn)氣體發(fā)電占74％，外購(gòu)電10％，外供電6％，基本實(shí)現(xiàn)自給。濟(jì)鋼2009年自發(fā)電量達(dá)到30億度，自用電率達(dá)到65％以上，實(shí)現(xiàn)了余熱余能的初步高效轉(zhuǎn)化。若進(jìn)一步挖掘鋼鐵企業(yè)余熱余能發(fā)電的潛力，通過(guò)新工藝技濟(jì)鋼發(fā)電機(jī)組分布圖3800m3煉鐵冷軋廠1750m3煉鐵焦化廠150t轉(zhuǎn)爐120t轉(zhuǎn)爐熱軋廠寬厚板廠中厚板廠球團(tuán)廠320燒結(jié)濟(jì)鋼分布式發(fā)電布置圖爐渣余熱回收發(fā)電3800TRT發(fā)電余熱蒸汽發(fā)電加熱爐余熱蒸汽發(fā)電燃?xì)庹羝l(fā)電干熄焦發(fā)電1750TRT發(fā)電上升管余熱發(fā)電球團(tuán)余熱回收發(fā)電煙道余熱發(fā)電煙道余熱發(fā)電燒結(jié)余熱回收發(fā)電正在實(shí)施項(xiàng)目已實(shí)施項(xiàng)目圖例濟(jì)鋼發(fā)電機(jī)組分布圖3800m3冷軋廠1750m3焦化廠1503、創(chuàng)新長(zhǎng)壽命周期清潔產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使行業(yè)質(zhì)升量降，提高行業(yè)綠色度目前及今后較長(zhǎng)一段時(shí)期，與其它材料相比，鋼鐵材料無(wú)論是在其性能還是其回收利用率等方面，仍然具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，鋼鐵產(chǎn)品仍然是社會(huì)發(fā)展所必選和優(yōu)選的材料。各種材料的回收利用率（%）鋼鐵材料的性能指標(biāo)3、創(chuàng)新長(zhǎng)壽命周期清潔產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使行業(yè)質(zhì)升量降，提高行業(yè)綠色要發(fā)展高強(qiáng)、高品質(zhì)鋼材，做到用材減量化，促進(jìn)社會(huì)節(jié)能減排的重要措施，如：循環(huán)經(jīng)濟(jì)型社會(huì)需要鋼鐵企業(yè)提供更多的節(jié)約型“綠色鋼材”，要以最少的消耗實(shí)現(xiàn)材料的功能，要生產(chǎn)清潔、長(zhǎng)壽、低污染、高技術(shù)含量的鋼鐵產(chǎn)品，為用戶(hù)和社會(huì)供應(yīng)可循環(huán)利用的優(yōu)質(zhì)鋼鐵材料，達(dá)到供需雙贏，減輕社會(huì)環(huán)境負(fù)荷，促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

Ⅲ級(jí)(400MPa)及以上級(jí)別熱軋帶肋鋼筋、各類(lèi)用途的高強(qiáng)度鋼板、H型鋼等；高強(qiáng)型鋼Q420B代替現(xiàn)有Q235～Q345型鋼，能有效節(jié)約鋼材6～8％；采用Q460B可節(jié)約鋼材10％；抗硫化氫、抗二氧化碳腐蝕的油井管和管線(xiàn)鋼板、耐大氣腐蝕鋼板和型鋼、耐火鋼等長(zhǎng)壽命周期產(chǎn)品等。

要發(fā)展高強(qiáng)、高品質(zhì)鋼材，做到用材減量化，促進(jìn)社會(huì)節(jié)能減發(fā)展高強(qiáng)、高品質(zhì)鋼，做到用材減量化，推進(jìn)CO2減排。2008年1月14日，中國(guó)“汽車(chē)輕量化技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟”成立，共12家汽車(chē)廠、寶鋼等組成。力爭(zhēng)在2010年，使我國(guó)轎車(chē)減重8～10％，商用車(chē)減重300kg。發(fā)展高強(qiáng)、高品質(zhì)鋼，做到用材減量化，推進(jìn)CO2減排。Ⅲ級(jí)螺紋鋼應(yīng)用，節(jié)材10～15％，CO2減排1900～2850萬(wàn)噸/年。2007年細(xì)晶和超細(xì)晶鋼筋1300萬(wàn)噸/年；微合金鋼筋1800萬(wàn)噸/年。Ⅲ級(jí)螺紋鋼應(yīng)用，節(jié)材10～15％，CO2減排1900

采用高強(qiáng)度塔桅鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行特高壓電網(wǎng)建設(shè)（1000千伏交流輸電或800千伏直流輸電）。采用高強(qiáng)度塔桅鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行特高壓電網(wǎng)建設(shè)（1000千伏4、創(chuàng)新鋼鐵企業(yè)流程轉(zhuǎn)換價(jià)值，構(gòu)造產(chǎn)業(yè)集群

鋼鐵流程存在流程功能多樣性、目標(biāo)多樣性、價(jià)值多樣性的特點(diǎn)。不能只關(guān)注鐵素流的產(chǎn)品制造功能，而是需要充分發(fā)掘鋼鐵流程優(yōu)勢(shì)，在裝備技術(shù)、流程技術(shù)、管理技術(shù)上開(kāi)發(fā)能源轉(zhuǎn)換功能、廢棄物處理－消納和再資源化功能，使綜合價(jià)值的提升成為企業(yè)的新競(jìng)爭(zhēng)力，使鋼鐵企業(yè)融入循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會(huì)。要以工業(yè)生態(tài)學(xué)的理論，開(kāi)發(fā)物質(zhì)生態(tài)工業(yè)鏈、能源生態(tài)工業(yè)鏈、水資源生態(tài)工業(yè)鏈，構(gòu)建以鋼鐵企業(yè)為核心，其他企業(yè)，如機(jī)械、建材、電子、醫(yī)藥、化工等企業(yè)緊密聯(lián)系的鋼鐵生態(tài)工業(yè)園，形成互利共生的產(chǎn)業(yè)集群（如圖8所示），使產(chǎn)業(yè)使園區(qū)內(nèi)物質(zhì)和能量得到最優(yōu)利用。4、創(chuàng)新鋼鐵企業(yè)流程轉(zhuǎn)換價(jià)值，構(gòu)造產(chǎn)業(yè)集群鋼鐵流程存產(chǎn)業(yè)生態(tài)化無(wú)共生有共生環(huán)境影響企業(yè)數(shù)量和規(guī)模產(chǎn)業(yè)生態(tài)化無(wú)共生有共生環(huán)境影響企業(yè)數(shù)量和規(guī)模如煤氣資源產(chǎn)業(yè)鏈：利用焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣可生產(chǎn)商品甲醇63.47萬(wàn)噸/年、H21萬(wàn)m3/h、乙二醇20萬(wàn)噸/年、醋酸產(chǎn)品20萬(wàn)噸/年，投資42億元，年產(chǎn)值39.6億元；引入清華爐生產(chǎn)清潔燃?xì)猓c尾氣、高爐煤氣實(shí)施燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電，并實(shí)施余熱余能分布式發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)用電自給及外送。清華爐如煤氣資源產(chǎn)業(yè)鏈：利用焦?fàn)t煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣可生產(chǎn)商品甲醇63.以鋼鐵企業(yè)為核心的產(chǎn)業(yè)集群模式以鋼鐵企業(yè)為核心的產(chǎn)業(yè)集群模式五、結(jié)論1、新世紀(jì)鋼廠應(yīng)發(fā)揮三種功能，即鋼鐵產(chǎn)品制造功能、能源轉(zhuǎn)化功能、廢棄物處理－消納和再資源化功能。2、新世紀(jì)鋼廠應(yīng)發(fā)揮鋼鐵流程產(chǎn)業(yè)的功能多樣性、目標(biāo)多樣性、價(jià)值多樣性的能質(zhì)轉(zhuǎn)換價(jià)值優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新裝備技術(shù)、工藝技術(shù)、管理技術(shù)，培育我國(guó)鋼鐵企業(yè)新優(yōu)勢(shì)。五、結(jié)論1、新世紀(jì)鋼廠應(yīng)發(fā)揮三種功能，即鋼鐵產(chǎn)品制造3、新世紀(jì)鋼廠應(yīng)努力提高資源、能源轉(zhuǎn)化率，建設(shè)以鋼廠為核心的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)集群，拓展服務(wù)社會(huì)功能，提高社會(huì)價(jià)值，融入循環(huán)經(jīng)濟(jì)型、低碳發(fā)展型社會(huì)。4、處在轉(zhuǎn)型中的中國(guó)鋼鐵企業(yè)，要重新審視鋼鐵流程的功能和價(jià)值定位及巨大潛力，靠差異化產(chǎn)品、技術(shù)、裝備及管理創(chuàng)新，就能夠構(gòu)筑新的競(jìng)爭(zhēng)力，為社會(huì)做出更大貢獻(xiàn)。3、新世紀(jì)鋼廠應(yīng)努力提高資源、能源轉(zhuǎn)化率，建設(shè)以鋼廠謝謝！謝謝！演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！溫燕明

2011年4月萊鋼我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)狀與發(fā)展前景溫燕明2011年4月萊鋼我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)提綱一、前言二、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)狀

三、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的潛力四、我國(guó)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新五、結(jié)論提綱一、前言經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放30年的艱苦努力，中國(guó)鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，已成為在國(guó)際鋼鐵界具有舉足輕重地位的鋼鐵大國(guó)。在歷史新階段，鋼鐵企業(yè)面臨著轉(zhuǎn)型發(fā)展的沉重壓力和歷史機(jī)遇，需要深入研究、利用鋼鐵流程自身工藝特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，從能量流、能流量網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的新視角深入挖掘節(jié)能潛力，依靠裝備技術(shù)、工藝技術(shù)、管理技術(shù)創(chuàng)新，提升系統(tǒng)能效，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)境友好、社會(huì)友好的發(fā)展目標(biāo)。一、前言經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放30年的艱苦努力，中國(guó)鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越二、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)狀

1、我國(guó)鋼鐵工業(yè)創(chuàng)造了舉世矚目的生產(chǎn)力我國(guó)粗鋼產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)14年據(jù)世界第一位。新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)鋼鐵工業(yè)進(jìn)入了連續(xù)10年的高速發(fā)展期，依年均18.5％的增長(zhǎng)速度，于2009年達(dá)到5.68億噸。人均產(chǎn)鋼量超過(guò)420kg，超過(guò)了工業(yè)化國(guó)家人均300kg的用鋼水平和供鋼水平。今年全國(guó)粗鋼產(chǎn)量預(yù)計(jì)將突破6億噸。1980～2008中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量二、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的現(xiàn)狀1、我國(guó)鋼鐵工業(yè)創(chuàng)造了舉世矚目的目前中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量已經(jīng)遠(yuǎn)超排名其后的日本、俄羅斯、美國(guó)、印度、韓國(guó)、德國(guó)、烏克蘭、巴西、土耳其等9國(guó)產(chǎn)量的總和。至2009年，建國(guó)60年來(lái)，中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量從占全世界的0.1%提高到46.56％，取得巨大進(jìn)步和成就。目前中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量已經(jīng)遠(yuǎn)超排名其后的日本、俄羅斯、美國(guó)2、我國(guó)鋼鐵工業(yè)取得節(jié)能減排豐碩成果我國(guó)鋼鐵企業(yè)通過(guò)生產(chǎn)流程的工藝結(jié)構(gòu)調(diào)整，淘汰落后工藝，優(yōu)化用能結(jié)構(gòu)及節(jié)能新技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了能源消耗大幅下降。2005年噸鋼綜合能耗比1990年下降了54.1％，至0.741tce/t；2005年以后，電的折標(biāo)系數(shù)改用“電熱當(dāng)量值”后，噸鋼可比能耗由0.714tce/t降低到2009年的0.595tce/t。2、我國(guó)鋼鐵工業(yè)取得節(jié)能減排豐碩成果我國(guó)鋼鐵企業(yè)通過(guò)50

我國(guó)鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗的歷程注：2000年以后僅為重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。1980-2005電力折算系數(shù)為0.404

kgce/kWh；2006-2009電力折算系數(shù)為0.1229kgce/kWh。

中國(guó)鋼鐵工業(yè)噸鋼綜合能耗的變化7

我國(guó)鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗的歷程注：2000年以后僅為重點(diǎn)大中我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)的能耗水平已經(jīng)達(dá)到歐盟鋼鐵企業(yè)的水平，國(guó)內(nèi)一些先進(jìn)的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的主體指標(biāo)已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)的能耗水平已經(jīng)達(dá)到歐盟鋼鐵與此同時(shí)，我國(guó)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)取水量（噸鋼耗新水）、外排廢水量和生產(chǎn)水重復(fù)利用率等指標(biāo)明顯改善。

2002年至2009年，噸鋼耗新水由15.58t降低到4.43t、噸鋼外排廢水由10.97t降低到1.69t、水的重復(fù)利用率由90.56％提高到96.9％；我國(guó)重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)取水量、外排廢水量和生產(chǎn)水復(fù)用率的變化與此同時(shí)，我國(guó)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)取水量（噸鋼耗新水）、主要污染物排放明顯降低，噸鋼工業(yè)粉塵由2.858kg降低到0.743kg、噸鋼COD排放由0.556kg降低到0.073kg。主要污染物排放明顯降低，噸鋼工業(yè)粉塵由2.858三、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的潛力1、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能進(jìn)程回顧中國(guó)鋼鐵工業(yè)的節(jié)能降耗發(fā)展歷程，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一個(gè)15年，主要著重第一、二載能體的工序節(jié)能、單體設(shè)備節(jié)能；第二個(gè)15年，主要著重以流程優(yōu)化為主的系統(tǒng)節(jié)能，包括連鑄、噴煤、一火成材、三干一電等新工藝，以及淘汰落后工藝及裝備，采用能源的“梯級(jí)利用、高效轉(zhuǎn)化”等措施；我們分析，下一個(gè)15年應(yīng)是能源高效轉(zhuǎn)化，能量流智能調(diào)度、集成匹配優(yōu)化，以能源價(jià)值最大化為目標(biāo)的能源結(jié)構(gòu)、用能方式系統(tǒng)優(yōu)化的新階段。三、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能的潛力1、我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能進(jìn)程2、我國(guó)鋼鐵企業(yè)流程節(jié)能潛力分析在鋼鐵生產(chǎn)的高溫物料流程中，各種工業(yè)爐窯的熱效率均低于70%。五個(gè)中高溫平臺(tái)有一半以上保溫設(shè)施簡(jiǎn)陋，大量熱能散失；五個(gè)降溫期中有四個(gè)降溫過(guò)程中的熱量絕大部分未回收，一個(gè)過(guò)程的熱量回收率不到30%。整個(gè)流程中近70%的能源處于散失狀態(tài)。原燃料處理工序煉鐵、煉鋼工序熱軋工序冷軋工序溫度粉礦石熟料焦炭鑄坯熱軋帶卷酸洗帶卷冷軋帶卷煉焦加熱爐退火爐鐵水鋼水2、我國(guó)鋼鐵企業(yè)流程節(jié)能潛力分析在鋼鐵生產(chǎn)的高溫物從能源轉(zhuǎn)化功能的角度系統(tǒng)分析鋼鐵流程中的能量流代謝過(guò)程，能源利用的潛力依然很大：冶金生產(chǎn)過(guò)程中消耗的有效能量?jī)H占28.3％，而轉(zhuǎn)化為余熱余能的占71.7％，達(dá)到14.34GJ/t鋼材，折合490kgce/t鋼材。從能源轉(zhuǎn)化功能的角度系統(tǒng)分析鋼鐵流程中的能量流代謝過(guò)過(guò)去，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)關(guān)注工序能耗的下降，特別是一、二類(lèi)載能體單耗的下降，也關(guān)注了過(guò)程余熱余能的回收利用。但在余熱余能的高效轉(zhuǎn)化、余熱余能回收的高效利用方面關(guān)注度不夠，潛力依然很大。

余熱資源種類(lèi)過(guò)去，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)關(guān)注工序能耗的下降，特別是

而國(guó)外先進(jìn)國(guó)家對(duì)余熱余能資源（包括副產(chǎn)煤氣）的回收率已達(dá)到90％以上，如日本新日鐵達(dá)到了92％。新日鐵的節(jié)能進(jìn)程如下：而國(guó)外先進(jìn)國(guó)家對(duì)余熱余能資源（包括副產(chǎn)煤氣）的回（1）長(zhǎng)期以來(lái)，我們一直關(guān)注鋼鐵流程的產(chǎn)品形成技術(shù)的開(kāi)發(fā)和主流程的資源保證及管理，而較忽視產(chǎn)品形成過(guò)程中能質(zhì)轉(zhuǎn)化價(jià)值及技術(shù)的開(kāi)發(fā)和管理，忽視能質(zhì)轉(zhuǎn)化及傳遞、使用過(guò)程的耦合匹配，恰恰是這些能質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)直接涉及資源、能源的高效利用和轉(zhuǎn)化，因而造成過(guò)程運(yùn)行成本高、效率低、污染重，其實(shí)質(zhì)是資源、能源的流失。我們分析影響節(jié)能的主要因素包括以下幾點(diǎn)：（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(chǔ)存、穩(wěn)定性差、數(shù)量和質(zhì)量差別大，集中回收利用難度大。（2）鋼鐵流程各生產(chǎn)工序基本上都是余熱余能的閾值工序，在工序無(wú)熱“阱”，工序回收的余熱余能效率低，且數(shù)量不足。（4）鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)的余熱余能回收方式忽視回收能的質(zhì)量，以熱風(fēng)、熱水、蒸汽等為工質(zhì)形式，回收效率低，且受能量品質(zhì)低、衰變快、不穩(wěn)定、用戶(hù)不匹配等因素影響，能源利用效率很低，甚至造成回收后又放散的無(wú)效狀態(tài)。（1）長(zhǎng)期以來(lái)，我們一直關(guān)注鋼鐵流程的產(chǎn)品形成技術(shù)的開(kāi)發(fā)（5）鋼鐵企業(yè)以鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)為主的工藝，能量指標(biāo)體系設(shè)置裕度大，指標(biāo)優(yōu)化技術(shù)落后，能量輸送、轉(zhuǎn)化、使用時(shí)耗損大，缺少集成優(yōu)化智能控制手段。（7）鋼鐵企業(yè)是化石能源－煤的清潔氣化工藝，其焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣均是優(yōu)質(zhì)化工合成原料資源，其合成功能的開(kāi)發(fā)，可大大降低化學(xué)工業(yè)氣體合成的成本，鋼鐵工業(yè)也可為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供新價(jià)值和資源。（6）余熱余能回收利用的理論研究滯后，能源高效利用高效轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵裝備技術(shù)、工藝技術(shù)和管理技術(shù)依賴(lài)進(jìn)口，缺乏集成創(chuàng)新。回收熱能貶值嚴(yán)重、能效低，甚至還有大量高、中、低品位余熱余能尚沒(méi)有形成有價(jià)值回收利用的手段。（5）鋼鐵企業(yè)以鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)為主的工藝，能量指標(biāo)3、我國(guó)鋼鐵企業(yè)能源配置、能源管理潛力（1）鋼廠用能以煤炭為主,占83.49％，大量使用蒸汽作為傳熱介質(zhì)，導(dǎo)致過(guò)程能量損失嚴(yán)重。如某鋼鐵企業(yè)使用蒸汽狀況：每年產(chǎn)生及消耗蒸汽500余萬(wàn)噸，折合55萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤；其構(gòu)成為：0.8～1.35MPa僅占22％、0.5～0.8MPa占37％、0.3～0.5MPa占28％、小于0.3MPa的還有13％。從蒸汽管網(wǎng)1.4MPa到用戶(hù)通過(guò)減壓降至0.5MPa，火用損失達(dá)12.8％以上。可見(jiàn)能源轉(zhuǎn)化效率低、使用效率低，優(yōu)化提高能效的潛力巨大。我國(guó)鋼鐵企業(yè)在用能結(jié)構(gòu)、用能管理方面還存在很大潛力，主要表現(xiàn)在：0.3-0.5MPa0.5-0.8MPa0.8-1.35MPa《0.3MPa《0.3MPa0.8-1.35MPa0.5-0.8MPa0.3-0.5MPa按用戶(hù)蒸汽壓力需求（按個(gè)數(shù)）按用戶(hù)蒸汽壓力需求（按用汽量）3、我國(guó)鋼鐵企業(yè)能源配置、能源管理潛力（1）鋼廠用（2）鋼廠在能源介質(zhì)配置、轉(zhuǎn)化、使用、回收再利用等環(huán)節(jié)，大量存在能量、能質(zhì)、能級(jí)用戶(hù)不匹配和高質(zhì)低用、低質(zhì)不用的問(wèn)題，遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)“分配得當(dāng)、各得所需、溫度對(duì)口、梯級(jí)利用”。高品質(zhì)蒸汽節(jié)流減壓為低品質(zhì)蒸汽使用用燃?xì)飧稍镂锪嫌酶咂焚|(zhì)燃?xì)夂婵窘範(fàn)t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?zé)煔鉂穹ǔ龎m等存在的問(wèn)題有：（3）能源流遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)、有序、高效”運(yùn)行。能量流從“無(wú)序”到“有序”，管理潛力很大。并且工藝過(guò)程指標(biāo)裕度大，轉(zhuǎn)化效率低、回收能質(zhì)低、用戶(hù)不匹配，系統(tǒng)能效潛力很大。（2）鋼廠在能源介質(zhì)配置、轉(zhuǎn)化、使用、回收再利用等環(huán)節(jié)四、我國(guó)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新1、創(chuàng)新鋼鐵裝備技術(shù)、工藝技術(shù)、管理技術(shù)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是物質(zhì)、能量及相關(guān)信息的流動(dòng)、演變過(guò)程，其動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程的物理本質(zhì)是：物質(zhì)流（主要是鐵素流）在能量流（主要是碳素流）的驅(qū)動(dòng)下，按設(shè)定的“程序”，沿著特定的“流程網(wǎng)絡(luò)”作動(dòng)態(tài)－有序運(yùn)行，是鐵素物質(zhì)流和碳素能量流在全流程范圍內(nèi)形態(tài)演變的持續(xù)表征。這就需要我們以鐵素物質(zhì)流同樣的重視程度深層次研究能量流的高效轉(zhuǎn)換和全價(jià)值開(kāi)發(fā)。四、我國(guó)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展需要?jiǎng)?chuàng)新1、創(chuàng)新鋼鐵裝備技術(shù)、工藝鋼鐵制造流程是開(kāi)放的、非平衡的、不可逆的耗散過(guò)程。鋼鐵流程的價(jià)值在于鐵素流是增值過(guò)程、能量流是耗散過(guò)程，其價(jià)值在于防止和減少能量的貶值和耗散。優(yōu)化鋼鐵流程就要致力于物質(zhì)流、能量流耗散最小化和效率最大化。要追求提升系統(tǒng)能效為目標(biāo)的“動(dòng)態(tài)有序、連續(xù)緊湊、高效轉(zhuǎn)化、耦合匹配”的新流程技術(shù)集成。因此，要通過(guò)對(duì)組成流程的“三傳一反”裝置高效化來(lái)實(shí)現(xiàn)工序功能的解析優(yōu)化；要通過(guò)降低流程過(guò)程裕度及采用界面技術(shù)的協(xié)同優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能效提升；要通過(guò)能源介質(zhì)及物質(zhì)流和工序之的間耦合匹配、集成重構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，來(lái)實(shí)現(xiàn)集成能效提升。鋼鐵制造流程是開(kāi)放的、非平衡的、不可逆的耗散過(guò)程。鋼鐵鋼界面“一罐到底”模式：200t以上鐵水罐（一罐到底）模式，脫硫模式下鐵水入轉(zhuǎn)爐溫度可以達(dá)到1350℃，可多吃廢鋼約40kg/t鋼，降低噸鋼能耗約23kgce。鐵鋼界面“一罐到底”模式：200t以上鐵水罐（一

余熱余能的回收與利用技術(shù)余熱余能的回收與利用技術(shù)開(kāi)發(fā)原燃料預(yù)處理技術(shù)強(qiáng)化過(guò)程節(jié)能開(kāi)發(fā)原燃料預(yù)處理技術(shù)強(qiáng)化過(guò)程節(jié)能能源管理體系及能源管控中心：實(shí)現(xiàn)鋼鐵制造流程能源流網(wǎng)絡(luò)化高效集成運(yùn)行。以能源體系文件化運(yùn)行和能源中心為載體，提高能源流網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)優(yōu)化的符合性、可靠性、及時(shí)性、有效性。實(shí)現(xiàn)能源介質(zhì)優(yōu)化節(jié)能、工藝創(chuàng)新節(jié)能、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化節(jié)能、管理優(yōu)化節(jié)能的最佳綜合目標(biāo)，追求系統(tǒng)能效。在更高層次上建設(shè)第三代鋼廠，使鋼廠產(chǎn)品制造功能、能源轉(zhuǎn)換功能、廢棄物消納和資源化三大功能，得以充分發(fā)揮。實(shí)現(xiàn)物質(zhì)流、能源、信息流的“動(dòng)態(tài)有序、緊湊連續(xù)、高效集成、耦合匹配”。能源管理體系及能源管控中心：實(shí)現(xiàn)鋼鐵制造流程

從靜態(tài)優(yōu)化到動(dòng)態(tài)優(yōu)化，在線(xiàn)即時(shí)優(yōu)化；從過(guò)程局部?jī)?yōu)化到系統(tǒng)集成優(yōu)化；從人工操作優(yōu)化到智能軟件在線(xiàn)優(yōu)化；從單項(xiàng)優(yōu)化到跨品種、區(qū)域轉(zhuǎn)化優(yōu)化；從局部目標(biāo)優(yōu)化到綜合總體目標(biāo)優(yōu)化；從開(kāi)環(huán)優(yōu)化到閉環(huán)智能優(yōu)化。能源管控中心:鋼鐵流程能量流全過(guò)程優(yōu)化、集成、智能控制，建立能量流網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)能源流可視化、過(guò)程集成優(yōu)化、操控智能化。從靜態(tài)優(yōu)化到動(dòng)態(tài)優(yōu)化，在線(xiàn)即時(shí)優(yōu)化；能源管2、創(chuàng)新鋼鐵企業(yè)分布式發(fā)電運(yùn)行模式對(duì)余熱余能的利用，主要有兩種方式，一是熱利用，二是動(dòng)力利用。對(duì)于熱利用，已經(jīng)得到了較好的開(kāi)發(fā)，但由于鋼鐵流程中熱量總體過(guò)剩，并且熱利用的途徑已非常有限，因此需要考慮動(dòng)力利用，若將其轉(zhuǎn)化為電能，則可擴(kuò)大其利用途徑。改變將余熱余能低效回收轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)蒸汽、熱水等低火用值工質(zhì)，不易集中高效和匹配耦合使用的回收方式，通過(guò)建設(shè)分布式電站，將不同種類(lèi)余熱余能轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一形式的高能級(jí)的電能，就近回收，就近輸送，就近使用，余熱余能轉(zhuǎn)化效率高、輸送效率高、使用效率高。余熱余能發(fā)電應(yīng)追求效益規(guī)模。2、創(chuàng)新鋼鐵企業(yè)分布式發(fā)電運(yùn)行模式對(duì)余熱余能的利用，目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)鋼廠用電自給。能源使用：溫度對(duì)口、梯級(jí)利用、能級(jí)匹配、高效回收。能源優(yōu)化：高質(zhì)高用、等效替代、職能集成、系統(tǒng)能效。經(jīng)測(cè)算，按照目前已經(jīng)成熟的工藝技術(shù)水平，年產(chǎn)1000萬(wàn)噸規(guī)模鋼鐵企業(yè)余熱余能回收發(fā)電量可達(dá)到41.61億kWh。年產(chǎn)1000萬(wàn)噸規(guī)模的鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)流程

目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)鋼廠用電自給。經(jīng)測(cè)算，按照目前已經(jīng)成若進(jìn)一步挖掘鋼鐵企業(yè)余熱余能發(fā)電的潛力，通過(guò)新工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，可以回收利用球團(tuán)、燒結(jié)礦、焦?fàn)t荒煤氣、冶金渣、低溫?zé)煔獾鹊挠酂徇M(jìn)行發(fā)電，則建設(shè)鋼電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)用電完全自給甚至外供將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。發(fā)電方式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電量/億度干法TRT發(fā)電噸鐵發(fā)電45kWh4.05高溫高壓CDQ發(fā)電噸焦發(fā)電150kWh5.1燒結(jié)礦發(fā)電噸礦發(fā)電20kWh2.06轉(zhuǎn)爐煙道余熱蒸汽回收發(fā)電按噸鋼回收蒸汽90kg，發(fā)電12kWh1.20燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電500MW燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組29.20合計(jì)41.61

目前日本鋼鐵企業(yè)已經(jīng)基本上做到了這一點(diǎn)：根據(jù)2007年9月28日《第二屆中日節(jié)能環(huán)保綜合論壇》的資料介紹，新日鐵余熱發(fā)電占總用電量22％，副產(chǎn)氣體發(fā)電占74％，外購(gòu)電10％，外供電6％，基本實(shí)現(xiàn)自給。濟(jì)鋼2009年自發(fā)電量達(dá)到30億度，自用電率達(dá)到65％以上，實(shí)現(xiàn)了余熱余能的初步高效轉(zhuǎn)化。若進(jìn)一步挖掘鋼鐵企業(yè)余熱余能發(fā)電的潛力，通過(guò)新工藝技濟(jì)鋼發(fā)電機(jī)組分布圖3800m3煉鐵冷軋廠1750m3煉鐵焦化廠150t轉(zhuǎn)爐120t轉(zhuǎn)爐熱軋廠寬厚板廠中厚板廠球團(tuán)廠320燒結(jié)濟(jì)鋼分布式發(fā)電布置圖爐渣余熱回收發(fā)電3800TRT發(fā)電余熱蒸汽發(fā)電加熱爐余熱蒸汽發(fā)電燃?xì)庹羝l(fā)電干熄焦發(fā)電1750TRT發(fā)電上升管余熱發(fā)電球團(tuán)余熱回收發(fā)電煙道余熱發(fā)電煙道余熱發(fā)電燒結(jié)余熱回收發(fā)電正在實(shí)施項(xiàng)目已實(shí)施項(xiàng)目圖例濟(jì)鋼發(fā)電機(jī)組分布圖3800m3冷軋廠1750m3焦化廠1503、創(chuàng)新長(zhǎng)壽命周期清潔產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使行業(yè)質(zhì)升量降，提高行業(yè)綠色度目前及今后較長(zhǎng)一段時(shí)期，與其它材料相比，鋼鐵材料無(wú)論是在其性能還是其回收利用率等方面，仍然具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，鋼鐵產(chǎn)品仍然是社會(huì)發(fā)展所必選和優(yōu)選的材料。各種材料的回收利用率（%）鋼鐵材料的性能指標(biāo)3、創(chuàng)新長(zhǎng)壽命周期清潔產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使行業(yè)質(zhì)升量降，提高行業(yè)綠色要發(fā)展高強(qiáng)、高品質(zhì)鋼材，做到用材減量化，促進(jìn)社會(huì)節(jié)能減排的重要措施，如：循環(huán)經(jīng)濟(jì)型社