鋼鐵行業(yè)綜合能源能效提升服務(wù)解決方案

鋼鐵行業(yè)綜合能源能效提升服務(wù)解決方案一、鋼鐵企業(yè)能效服務(wù)市場分析1.市場規(guī)模分析鋼鐵行業(yè)作為公民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，為國家的繁榮發(fā)展做出了巨大貢獻，我國也從缺鋼少鐵一躍成為世界上鋼產(chǎn)量最高的國家，并且中國的鋼產(chǎn)量達到全世界粗鋼總量的60%左右。圖1我國鋼鐵粗鋼產(chǎn)量趨勢圖上圖是我國鋼鐵行業(yè)從1980年至2020年的粗鋼產(chǎn)量增長情況，1980-2000年的20年間，粗鋼產(chǎn)量年均增長較為緩慢，但2000-2020年的20年，是粗鋼產(chǎn)量快速增長的時期，盡管鋼鐵生產(chǎn)的能效水平在不斷提升，單位產(chǎn)品能耗也呈下降趨勢，但全國鋼鐵生產(chǎn)總能源消耗量依然在不斷增長，目前鋼鐵工業(yè)總能源約占全國總能耗的10%以上，相比發(fā)達國家以及我國先進企業(yè)的能效水平，我國鋼鐵行業(yè)整體上仍存在較大的節(jié)能潛力和空間。當(dāng)前，國內(nèi)鋼企的生產(chǎn)能力遠遠超過當(dāng)前的實際粗鋼產(chǎn)量10.53億噸，這其中有處于世界領(lǐng)先水平的龍頭企業(yè)，也有大量具有相當(dāng)節(jié)能潛力的一般性企業(yè)，總體來說，我國鋼鐵企業(yè)的能效水平與發(fā)達國家以及先進企業(yè)存在較大的差距，并且國內(nèi)鋼鐵企業(yè)仍有巨大的產(chǎn)能沒有得到釋放，這勢必會造成更加激烈的市場競爭，企業(yè)的生存環(huán)境非常嚴峻。節(jié)能挖潛、提質(zhì)增效是鋼鐵企業(yè)今后發(fā)展的必經(jīng)階段，開展鋼鐵行業(yè)的綜合節(jié)能服務(wù)，市場前景非常廣闊。保守估計：鋼鐵行業(yè)整體能效水平提升3~5%，相當(dāng)于年節(jié)約能源2000-3000萬噸標準煤，節(jié)約價值約160-240億元，能效服務(wù)市場空間巨大。2.政策環(huán)境分析控制能源消耗是我國工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一項重要戰(zhàn)略。節(jié)能降耗是貫徹科學(xué)發(fā)展觀、實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、建設(shè)節(jié)約型社會的重要組成部分，是實現(xiàn)經(jīng)濟、社會和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的一項重要措施，也是減少碳排放的重要途徑。近年來，降低能源消耗已經(jīng)成為我國各級政府的工作重點。我國是一個發(fā)展中國家，人均資源擁有量遠遠低于發(fā)達國家和世界平均水平。隨著人口規(guī)模和經(jīng)濟規(guī)模的不斷增長，我國的工業(yè)化進程對資源的依賴程度越來越高，必須要轉(zhuǎn)變現(xiàn)行的發(fā)展方式，走一條科技含量高、經(jīng)濟效益好、生活富裕、生態(tài)良好、人與自然和諧的文明發(fā)展道路，實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式由粗獷型向集約型轉(zhuǎn)變。鋼鐵行業(yè)作為能源消耗重點行業(yè)，其面臨的行業(yè)發(fā)展和地區(qū)發(fā)展生存環(huán)境受到越來越嚴重的擠壓，《鋼鐵行業(yè)規(guī)范條件》（2015年修訂）、《關(guān)于印發(fā)浙江省煤炭消費減量替代工作方案和浙江省燃煤發(fā)電項目煤炭替代管理暫行辦法的通知》（蘇政辦發(fā)〔2016〕5號）、浙江省政府關(guān)于推進綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見（蘇政發(fā)〔2020〕28號）、《鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級十三五規(guī)劃》等限煤、限焦、行業(yè)準入等要求不斷提高。此外，《粗鋼生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能源消耗限額》（GB21256-2013）、浙江省地方標準《單位能耗限額》（DB32/2060-2018）等各種文件、標準對能耗的指標要求越來越嚴格，將有效加速推動鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排工作的高效開展。二、鋼鐵行業(yè)概況及用能現(xiàn)狀1.行業(yè)概況及用能現(xiàn)狀1）作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)支撐了國民經(jīng)濟的平穩(wěn)發(fā)展。近20年來，中國經(jīng)濟保持了較高的增長速度，粗鋼產(chǎn)量從不足2億噸增加到超過10億噸，年均增長10%以上，并且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化，鋼材品種齊全，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，為建筑、機械、汽車、家電、造船等行業(yè)以及國民經(jīng)濟的快速發(fā)展提供了重要的原材料保障。2）技術(shù)裝備水平大幅度提高。通過限制、淘汰落后產(chǎn)能，技術(shù)裝備水平向大型化、自動化、節(jié)能方向發(fā)展。特別是高爐和轉(zhuǎn)爐，1000立方米以上高爐和100噸以上轉(zhuǎn)爐比重越來越高，相關(guān)的配套工藝也得到同步提高。寶鋼4966立方米、京唐5500立方米和沙鋼5800立方米高爐的投產(chǎn)更使得我國特大型高爐在世界范圍占有一席之地。3）鋼鐵行業(yè)能耗水平整體偏高。我國鋼鐵經(jīng)過一段較長時期的快速發(fā)展，淘汰了陳舊落后的產(chǎn)能，目前裝備水平和工藝技術(shù)都得到提升，產(chǎn)品能耗特別是噸鋼綜合能耗下降顯著，目前噸鋼綜合能耗大約在580-600kgce/t，相比本世紀初能耗水平，下降了25%-30%。但是，當(dāng)前我國鋼鐵的能耗水平相比國內(nèi)先進企業(yè)以及世界先進水平，仍有較大差距。4）能源基礎(chǔ)管理手段單一，能源使用管控水平不高。鋼鐵企業(yè)規(guī)模大，能源購進、存儲、加工、轉(zhuǎn)換、供應(yīng)、使用等環(huán)節(jié)繁多，在公司能源全過程管理中往往存在上下環(huán)節(jié)銜接不緊密、人員崗位設(shè)置不合理、過程數(shù)據(jù)記錄不全、系統(tǒng)管理能力不足等現(xiàn)象，導(dǎo)致了“供應(yīng)”部門只管“供”，“使用”部門只管“用”，缺乏系統(tǒng)觀念，導(dǎo)致不合理用能現(xiàn)象極為普遍。同時，在實際生產(chǎn)管理中，“人”的主觀因素影響極大，缺乏自動控制系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)對實際生產(chǎn)過程的分析指導(dǎo)，造成能源生產(chǎn)、供應(yīng)、使用等環(huán)節(jié)與主要生產(chǎn)工藝之間的脫節(jié)，不能實現(xiàn)工藝（鐵素流）與能源使用（能源流）之間最佳銜接。5）能源管理人員的專業(yè)性知識和系統(tǒng)性理念有待加強。大多數(shù)企業(yè)除了公司層面的管理部門設(shè)有專職的專業(yè)管理人員，作為基層生產(chǎn)部門的能管員基本是非專職人員，其專業(yè)知識能力和知識結(jié)構(gòu)不夠完善，系統(tǒng)性考慮問題的能力有待提高，并且操作崗位工作人員在保障生產(chǎn)安全的情況下，往往忽略了能源使用的經(jīng)濟性，這也是不合理用能環(huán)節(jié)中最為重要的一個因素。6）能耗數(shù)據(jù)分析的深度有待提高。當(dāng)前，鋼鐵企業(yè)能耗數(shù)據(jù)分析管理基本停留在與財務(wù)成本核算相適應(yīng)的水平，現(xiàn)場能源消耗數(shù)據(jù)的采集、分析也基本停留在為財務(wù)成本分析服務(wù)的層面，無法做到真正的精益運營：選擇最優(yōu)供應(yīng)方式、路徑、設(shè)備設(shè)施，做到全過程能效最高。2.用能工藝特點及存在的問題對于鋼鐵生產(chǎn)過程，殷瑞鈺院士曾做過經(jīng)典的論述：鋼鐵流程動態(tài)運行過程的物理本質(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)動和作用下，按照設(shè)定的“程序”，沿著特定的“流程網(wǎng)絡(luò)”做“動態(tài)－有序”運行，以實現(xiàn)多目標優(yōu)化，是鐵素流（物質(zhì)）和碳素流（能量）在全過程范圍內(nèi)形態(tài)演變的持續(xù)表達。圖2鋼鐵生產(chǎn)過程示意圖圖3鋼鐵生產(chǎn)過程鐵素流溫度變化情況示意圖結(jié)合以上兩張過程示意圖，簡要概述鋼鐵企業(yè)的用能特點：1）耗能結(jié)構(gòu)偏重，對化石能源依賴較大。對于長流程（從煉焦、燒結(jié)、球團、煉鐵、煉鋼、軋鋼）鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，煉焦、燒結(jié)、球團、煉鐵工序是煤炭、焦炭大量消耗的環(huán)節(jié)，通常對于長流程企業(yè)，能源消費結(jié)構(gòu)大致如下圖所示（圖示為特定企業(yè)數(shù)據(jù)，不同企業(yè)之間在燃料種類和結(jié)構(gòu)上存在一定的差異）。圖4鋼鐵生產(chǎn)能源消耗餅圖由上圖，結(jié)合工藝用能，煤、焦、蘭炭等主要在鐵前工序（煉焦、燒結(jié)、高爐）使用，占用能總量的90%以上，對化石能源的過渡依賴將會制約行業(yè)的發(fā)展，在當(dāng)前控煤減碳的大形勢下，長流程鋼鐵企業(yè)鐵前生產(chǎn)工藝的降焦節(jié)煤、煤炭替代的相關(guān)工藝技術(shù)開發(fā)務(wù)必提上日程。2）主要生產(chǎn)工序工藝耗能差異較大。目前，鋼鐵生產(chǎn)主要的工藝包括鐵前（煉焦、燒結(jié)、煉鐵），煉鋼、軋鋼，以及公輔系統(tǒng)，從工序用能角度，主要能源消耗集中在鐵前的三個工序，特別是高爐冶煉環(huán)節(jié)，達到全公司的60%以上，鐵前的三個工序用能基本上達到全公司的80%左右，是今后節(jié)能降耗工作的重點，但就當(dāng)前燒結(jié)、煉鐵工藝而言，傳統(tǒng)的燒結(jié)、高爐工藝仍是主流，導(dǎo)致鐵前工序節(jié)能技術(shù)手段不足。圖5鋼鐵生產(chǎn)主要工序耗能結(jié)構(gòu)餅圖3）生產(chǎn)過程溫度變化較大，余熱資源的利用水平不高。通過對長流程鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)跟蹤收集，測算余熱余壓資源及回收利用情況（折算到噸鋼），見表1。表1主要工序余能資源及回收利用情況kg（標準煤）/t（鋼）余熱余能資源余熱合計按單項按工序資源量回收量資源量回收量差距％差距％煉焦焦炭顯熱15.955.0928.885.0910.8668.0923.7982.38焦爐煤氣顯熱5.5305.53100煙氣顯熱7.407.4100燒結(jié)燒結(jié)礦顯熱35.4910.1158.5610.1125.3871.5148.4582.74燒結(jié)煙氣顯熱23.07023.07100煉鐵高爐渣顯熱20.680108.1711.1920.6810096.9889.66高爐煤氣顯熱24.59024.59100熱風(fēng)爐煙氣顯熱14.196.37.8955.6高爐冷卻水顯熱37.38037.38100高爐煤氣余壓11.334.896.4456.84轉(zhuǎn)爐鋼渣顯熱6.07036.0018.376.0710017.6348.97鋼坯顯熱20.8311.579.2644.46轉(zhuǎn)爐煤氣顯熱9.16.82.325.27熱軋加熱爐煙氣顯熱25.8310.0229.512.7715.8161.2116.7356.71爐內(nèi)冷卻水顯熱3.672.750.9225.07冷軋退火爐煙氣顯熱4.670.984.670.983.6979.013.6979.01總計265.7858.51265.7858.51207.277.99207.277.99由上表可知，長流程鋼鐵企業(yè)噸鋼余熱余能資源總量約占噸鋼綜合能耗45.8%，回收利用率僅為22％；純顯熱資源回收利用率為21.07％，尚有較大的潛力可挖，特別是中低溫的煙氣顯熱，其回收利用基本處于空白狀態(tài)，是今后余能利用和挖掘的重點，具有較大的節(jié)能潛力和空間，但中低溫余熱的利用技術(shù)有限，并且項目的投資回報周期相對較長，不利于此類項目的快速推廣應(yīng)用。4）短流程電爐鋼比重有待提升。中國粗鋼產(chǎn)量世界第一，但短流程的電爐鋼比重較低，盡管我國電爐鋼產(chǎn)量呈上升趨勢，但與國際水平相比還相差甚遠，尤其美國電爐鋼比重高達63%。隨著國內(nèi)廢鋼產(chǎn)業(yè)的完善，電爐鋼產(chǎn)量會呈增長趨勢，高爐煉鐵因能耗高、原料消耗量大，可能趨于減弱，這也在一定程度上有助于緩解鋼鐵行業(yè)對煤炭、焦炭等化石能源的過度依賴，同時電爐鋼的增長也會帶來對電力需求的增加，并且因國內(nèi)廢鋼資源及成本等方面的影響，電爐鋼的比重提升尚需時日。表2我國粗鋼、電爐鋼產(chǎn)量狀況時間粗鋼產(chǎn)量（億噸）電爐鋼產(chǎn)量（億噸電爐鋼占比（%）2004年2.2780.41715.292005年3.5580.41811.752006年4.210.44210.52007年4.8970.58411.932008年5.1230.63412.382009年5.7710.5589.672010年6.3870.66310.382011年7.020.70910.12012年7.310.6488.862013年8.220.728.762014年8.2310.5736.962015年8.0380.4755.912016年8.0760.5176.42017年8.3170.7459.32018年9.2831.207132019年9.96341.03210.362020年10.530.969.113.鋼鐵工業(yè)節(jié)能的發(fā)展趨勢鋼鐵工業(yè)的節(jié)能趨勢，需要從兩大方面、三個層次進行，這也是未來節(jié)能的主要方向：第一方面：發(fā)揮能源轉(zhuǎn)換功能，從鋼鐵生產(chǎn)流程自身提高能效，分兩個層次：第一層次：從設(shè)備和單體工藝技術(shù)節(jié)能、流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化節(jié)能、余熱余能利用；第二層次：構(gòu)建和優(yōu)化全廠的能量流網(wǎng)絡(luò)，突出系統(tǒng)節(jié)能。第二方面：著眼綜合能效的提高（即第三層次），與其他行業(yè)和社會構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟鏈（如冶金煤氣與化工、煤氣與電廠、鋼廠余熱供社區(qū)使用以及鋼廠利用城市中水等），另外還要注重產(chǎn)品全生產(chǎn)周期的節(jié)能。三、鋼鐵企業(yè)能效提升解決方案1.能效提升技術(shù)方案1）荒煤氣余熱利用技術(shù)焦爐炭化室經(jīng)上升管逸出的800℃左右荒煤氣帶出的熱量占煉焦耗熱總量的32%左右。常規(guī)工藝下為冷卻高溫荒煤氣必須在連接上升管與集氣管的橋管處噴灑大量70~75℃的循環(huán)氨水，而且最終還要在初冷器中利用大量循環(huán)水冷卻。目前上升管余熱回收技術(shù)是焦爐荒煤氣余熱回收比較成熟的技術(shù)。該技術(shù)不改變荒煤氣的路徑，從炭化室出來的800℃左右的荒煤氣仍由上升管下部引入，經(jīng)由上升管通過橋觀進入集氣管，只是將原上升管內(nèi)壁布置的耐火材料替換為類似水冷壁的特殊結(jié)構(gòu)，吸收由高溫荒煤氣的輻射熱，并通過外部循環(huán)系統(tǒng)將所吸收的熱量帶出，從而實現(xiàn)將荒煤氣溫度降至500℃左右離開上升管。上升管內(nèi)的受熱端管束吸收輻射熱后，管內(nèi)的水蒸發(fā)成蒸汽，上升至管束的上聯(lián)箱處匯集，然后一起通過汽水上升管送入布置在汽包內(nèi)的分離式熱管放熱端，將汽包內(nèi)的水加熱并產(chǎn)生蒸汽；管束內(nèi)的蒸汽冷凝成水后通過給水下降管送回至受熱端管束的下聯(lián)箱后分配給各個熱管繼續(xù)蒸發(fā)。如此往復(fù)循環(huán)進行，從而完成熱量由受熱段到放熱段的輸送，達到回收荒煤氣顯熱并產(chǎn)生蒸汽供用戶使用的目的。2）高溫高壓干熄焦技術(shù)（CDQ）焦餅從炭化室被推出時，帶走了占供入焦爐熱量的40％左右。目前煉焦行業(yè)基本已經(jīng)摒棄了既不節(jié)能也不環(huán)保的傳統(tǒng)濕法熄焦，1986年，我國開始使用干熄焦技術(shù)，回收紅熱焦炭的熱量，2004年，我國實現(xiàn)了干熄焦技術(shù)與設(shè)備的國產(chǎn)化。并且隨著干熄焦技術(shù)的不斷改進，研發(fā)了節(jié)能更好的高溫高壓干熄焦技術(shù)，相比較常規(guī)的中溫中壓干熄焦，高溫高壓干熄焦的發(fā)電品質(zhì)和節(jié)能效果得到了很大的提高，約10%～15%。干熄焦技術(shù)優(yōu)勢：干熄焦最大優(yōu)勢是可以回收紅焦顯熱。出爐紅焦的顯熱約占焦爐能耗的35%～40%，采用干法熄焦能夠最大限度地回收這部分熱量（可回收約80％的紅焦顯熱）；與常規(guī)濕法熄焦相比，干熄后的焦炭質(zhì)量好，M40可提高3%～8%，M10可以改善0.3%～0.8%，這對降低煉鐵成本、提高生鐵產(chǎn)量極為有利，入爐焦比降低2~5%，高爐的常能可以提高1%~3%；生產(chǎn)同樣質(zhì)量的焦炭，采用干熄焦時可以降低強粘結(jié)性的焦煤、肥煤配入量15%~20%，降低煉焦成本；該工藝能適用于新建和技改，干熄焦產(chǎn)品供給大型高爐對提高鐵水產(chǎn)量，降低入爐焦比，降低高爐能耗效果顯著。3）煤調(diào)濕技術(shù)(CMC）煤調(diào)濕技術(shù)（CoalMoistureControl，簡稱CMC），是將煉焦煤在裝爐前去掉一部分水分，使入爐煤水分控制在6%左右，并確保入爐煤水分穩(wěn)定的一項技術(shù)。該技術(shù)可增加裝入煤的堆密度、提高煉焦生產(chǎn)能力；提高焦炭強度；減少焦化廢水排放量；降低成本、節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)。但是，煤調(diào)濕技術(shù)不同于煤預(yù)熱和煤干燥，其有嚴格的水分控制措施，能確保入爐煤水分的恒定。該技術(shù)通過直接或間接加熱來降低并穩(wěn)定控制入爐煤水分，并不追求最大限度地去除入爐煤氣的水分，而只是把水分穩(wěn)定在相對較低的水平（通常不低于6%），就可以達到增加效益的目的，又不會因水分過低而引起焦爐和回收系統(tǒng)操作困難。煤調(diào)濕技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過幾次革新，目前發(fā)展到第三代。第一代是導(dǎo)熱油煤調(diào)濕。熱油為熱載體，通過換熱器吸收焦爐煙道氣和荒煤氣顯熱后，溫度升高至～210℃，在多管回轉(zhuǎn)式干燥機內(nèi)，對濕煤進行間接加熱干燥，控制裝爐煤水分。該技術(shù)來自日本，上世紀90年代中期，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)（NEDO）在重慶鋼鐵（集團）公司實施煤炭調(diào)濕設(shè)備示范工程，當(dāng)時因技術(shù)、設(shè)計、設(shè)備及施工、操作等多方原因，該裝置僅斷斷續(xù)續(xù)運行了兩年多就停產(chǎn)至今。第二代是蒸汽煤調(diào)濕。利用干熄焦蒸汽發(fā)電后的低壓蒸汽或其它低壓蒸汽作為熱源，在多管回轉(zhuǎn)式干燥機中，蒸汽對煤料間接加熱干燥，控制裝爐煤水分。這種蒸汽加熱的多管回轉(zhuǎn)式干燥機，有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是蒸汽在管內(nèi)、煤料在管外；另一種是煤料在管內(nèi)，蒸汽在管外。第三代是流化床煤調(diào)濕或煙道氣煤調(diào)濕。由新日鐵開發(fā)并投產(chǎn)了最新一代的流化床CMC裝置，采用焦爐煙道廢氣為熱源，取得了明顯效果，充分回收利用了焦爐燃燒排煙廢氣的熱量。抽風(fēng)機抽吸溫度為180~230℃焦爐煙道廢氣，經(jīng)分布板進入流化床干燥機接加熱干燥煤料（水分10-11%），使水分降至6.6%。應(yīng)用效果：煤料含水量每降低1%，煉焦耗熱量就降低約50.0MJ/t。當(dāng)煤料水分從10%下降至6%時，煉焦耗熱量相當(dāng)于節(jié)省了200MJ/t，折合8-9kgce/t焦。焦爐生產(chǎn)能力可以提高約4%~10%。焦爐操作的穩(wěn)定，延長焦爐壽命，改善焦炭質(zhì)量；煤料水分的降低，減少剩余氨水蒸氨用蒸汽，減輕了廢水處理裝置的生產(chǎn)負荷；每噸入爐煤可減少約35.8kg的CO2排放量。4）燒結(jié)余熱利用技術(shù)燒結(jié)余熱利用通常至燒結(jié)礦顯熱的利用，該部分余熱已經(jīng)基本得到利用。本報告燒結(jié)余熱利用除了回收利用燒結(jié)礦顯熱，還包括燒結(jié)煙氣（主要是燒結(jié)機尾部風(fēng)箱的高溫?zé)煔猓Y(jié)礦顯熱：占燒結(jié)過程帶入總熱量約45%的燒結(jié)礦顯熱。從燒結(jié)機尾部卸出的熱燒結(jié)礦平均溫度為600~800℃，在冷卻過程中，燒結(jié)礦顯熱變?yōu)槔鋮s廢氣顯熱，高溫段廢氣溫度為350~420℃。每臺燒結(jié)機和冷卻機需配備一套煙氣回收輸送系統(tǒng)。從燒結(jié)機和冷卻機煙氣高溫段引出的煙氣通過煙氣母管送入余熱鍋爐頂部，經(jīng)過爐膛，從鍋爐下部排出，換熱后的煙氣通過管道接至風(fēng)機加壓后，接至煙囪排出，或者尾氣采用再循環(huán)，作為燒結(jié)熱風(fēng)或燒結(jié)礦冷卻風(fēng)等用途，實現(xiàn)煙氣循環(huán)利用。機尾風(fēng)箱高溫?zé)煔庥酂幔和ǔ４瞬糠值臒煔猓◤U氣溫度可達300~400℃）經(jīng)燒結(jié)主抽風(fēng)機脫硫后直接排入大煙道，余熱未得到利用。可以在以往常規(guī)燒結(jié)礦余熱回收利用的基礎(chǔ)上，增設(shè)機尾余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽。燒結(jié)煙氣熱利用，主要停留在生產(chǎn)低品質(zhì)蒸汽的水平上，此時仍然有大量高溫廢氣或富余低壓蒸汽排放，這不僅是對可用能源的浪費，而且還會對環(huán)境造成熱污染。而燒結(jié)企業(yè)對煙氣余熱進行動力利用，既能有效提高余熱回收率，實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能減排，又能提高企業(yè)自供電率，取得良好的效益。從能源利用的有效和經(jīng)濟性角度看，利用余熱發(fā)電是最為有效的余熱利用方式。燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)平均每噸燒結(jié)礦余熱可發(fā)電25kWh，相當(dāng)于能耗降抵8kgce。國家計劃用3年時間在重點大中型鋼鐵企業(yè)中推廣燒結(jié)煙氣余熱發(fā)電技術(shù)，預(yù)期推廣比例達到20%，形成157.5萬噸標準煤的節(jié)能能力。此外，還可以將燒結(jié)廢氣余熱用于燒結(jié)過程（即熱風(fēng)燒結(jié)技術(shù)）——廢氣直接用于燒結(jié)過程，點火前將300~400℃的熱氣流以0.7~1.0Nm3/m2.s的空速掠過并預(yù)熱料層。經(jīng)過1~2分鐘，表層生料完全干燥后點火。這樣，既縮短燒結(jié)時間，又因焦炭燃燒溫度提高而擴大了燒結(jié)帶。廢氣取自環(huán)冷機的第二個排氣筒，回收風(fēng)機前未設(shè)除塵器，300℃高溫廢氣分別送預(yù)熱、點火和保溫爐段。效果：1）用300℃左右的廢氣作為點火保溫的助燃氣與用常溫空氣相比可節(jié)省25%~30%的煤氣消耗量。2）同時，因固體燃料完全燃燒，提高了燃燒效率，降低了消耗量?？梢詫崿F(xiàn)降低固體燃料4.8kg/t燒結(jié)礦、減少點火焦爐煤氣1.0Nm3/t燒結(jié)礦。5）低溫?zé)Y(jié)工藝技術(shù)在較低燒結(jié)溫度條件下（1200℃），利用氧化性氣氛，抑制FeO生成，促進固相反應(yīng)，使燒結(jié)礦形成以低溫纖細狀鐵酸鈣為主粘結(jié)相，形成交織多相結(jié)構(gòu)燒結(jié)礦的工藝，被稱為低溫?zé)Y(jié)，該工藝使燒結(jié)礦的高溫還原性得到改善，軟化和熔化溫度升高，軟熔性得到改善，燒結(jié)燃耗降低。高爐使用該燒結(jié)礦，能降低焦比，提高產(chǎn)量，具有顯著節(jié)能和改善燒結(jié)礦性能的優(yōu)點。應(yīng)用條件：用高品位、低硅含鐵物料。熔劑、燃料粒度要細，小于3mm粒級要大于85%，燃料的固定碳C固>80%。混合料造球效果要好。采用低溫低負壓點火，點火溫度控制在1050±50℃，料層溫度不超過1250℃，并要保證混合料在1100℃以上的溫度下有3min以上的反應(yīng)時間。燒結(jié)礦的堿度要在1.8-2.0范圍內(nèi)。6）降低燒結(jié)漏風(fēng)率技術(shù)燒結(jié)工序的電耗70%—80%都消耗在主抽風(fēng)機上，而這些都與漏風(fēng)有關(guān)。我國是世界第一產(chǎn)鋼大國，天然富礦少，鐵礦石加工以燒結(jié)工藝為主，解決燒結(jié)行業(yè)漏風(fēng)問題是實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的重要課題。通過對燒結(jié)抽風(fēng)系統(tǒng)的研究分析，漏風(fēng)主要集中在以下幾個部位：（1）風(fēng)機與燒結(jié)風(fēng)箱之間的漏風(fēng)（5%-10%），管道熱脹冷縮變形、磨損、放灰系統(tǒng)密封、管理不到位。（2）頭尾密封裝置與臺車底面之間的漏風(fēng)（10%），密封形式普遍為配重式或者是彈性支撐。（3）燒結(jié)臺車本體漏風(fēng)（30%），臺車欄板變形、間隙，設(shè)計車體與欄板間隙等。（4）臺車與風(fēng)箱滑道之間的漏風(fēng)（10%）。由于燒結(jié)工藝原理的原因，從源頭上徹底治理燒結(jié)漏風(fēng)難度非常大。為了有效降低燒結(jié)漏風(fēng)率可通過以下幾個方面開展工作：（1）燒結(jié)機頭尾漏風(fēng)治理；（2）抽風(fēng)機至燒結(jié)機風(fēng)箱之間漏風(fēng)治理；（3）燒結(jié)臺車系統(tǒng)全密封。燒結(jié)機漏風(fēng)下降10%，噸礦電耗下降1.5kWh以上。7）脫濕鼓風(fēng)技術(shù)去除高爐鼓風(fēng)中的多余水分，使高爐鼓風(fēng)中的濕度降低到最佳操作所要求的數(shù)值，并保持穩(wěn)定，這就是高爐脫濕鼓風(fēng)技術(shù)。隨著高爐冶煉技術(shù)的發(fā)展，高爐鼓風(fēng)按其含濕量而言，經(jīng)歷了：自然鼓風(fēng)→加濕鼓風(fēng)→脫濕鼓風(fēng)。常用的脫濕鼓風(fēng)方法主要有3種，即吸附法、冷卻法和聯(lián)合法，目前通常采用的是冷凍法脫濕。高爐脫濕鼓風(fēng)技術(shù)是高爐節(jié)能增產(chǎn)的三大手段之一，它調(diào)整了鼓風(fēng)中的水分，固定了含濕量，主要節(jié)能減排效果如下：（1）穩(wěn)定爐況：脫濕鼓風(fēng)使進入高爐的濕度相對穩(wěn)定，有效地降低高爐風(fēng)口前溫度的波動，穩(wěn)定高爐爐況。（2）降低焦比：脫濕鼓風(fēng)可以減少風(fēng)口水分分解熱，降低焦比。風(fēng)中濕度每減少1g/m3，焦比降低約0.6kg/t～0.8kg/t。（3）提高入爐風(fēng)溫。脫濕鼓風(fēng)可提高入爐風(fēng)溫，風(fēng)中濕度每減少1g/m3，入爐風(fēng)溫可提高6-9℃，進而能夠多噴煤粉。（4）風(fēng)機吸入側(cè)去除了大部分的水蒸汽，在高爐需要同等量的干空氣的情況下，風(fēng)機的功率消耗有所下降（10%左右），可以部分彌補因設(shè)置脫濕裝置而增加的功率消耗。對于長江中下游及以南地區(qū)，高溫季節(jié)空氣濕度較大，含水率較高，通過脫濕鼓風(fēng)技術(shù)降低高爐入爐空氣的含水量，提高入爐風(fēng)溫，降低焦比，保障高爐穩(wěn)定順行，提高高爐產(chǎn)量。8）大型高爐煤氣干法布袋除塵技術(shù)煤氣凈化系統(tǒng)大致可分為濕法除塵和干法除塵兩類，干式除塵則主要采用干式布袋除塵和干式電除塵兩種系統(tǒng)。高爐煤氣干法除塵技術(shù)要求冶煉工藝穩(wěn)定，爐頂壓力適當(dāng)提高；相對而言，大高爐比小高爐更有推廣意義。干法除塵系統(tǒng)主要由煤氣調(diào)溫系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、清灰系統(tǒng)、輸卸灰系統(tǒng)等組成?；拿簹饨?jīng)重力除塵器或旋風(fēng)除塵器后，在煤氣溫度正常情況下走旁通管進入布袋正常工作；當(dāng)溫度過高或過低時切換到調(diào)溫系統(tǒng)，將煤氣溫度控制在正常范圍內(nèi)再進入布袋，煤氣經(jīng)布袋除塵后進入TRT或調(diào)壓閥組。采用氮氣脈沖反吹或反吹風(fēng)系統(tǒng)清灰，粉塵進入輸卸灰系統(tǒng)，采用機械輸送或氣力輸送方式外運粉塵。采用高爐煤氣干法布袋除塵技術(shù)，可去除濕式煤氣凈化（文丘里塔或比肖夫）的洗滌水系統(tǒng)及污泥處理系統(tǒng)，在提高TRT發(fā)電量的同時減少了對環(huán)境的壓力。9）高爐沖渣水余熱利用技術(shù)高爐渣顯熱的回收是個世界性的難題，一直沒有得到解決。目前國外處于工業(yè)試驗階段的有兩種方法：風(fēng)淬法和環(huán)形床法。風(fēng)淬法是利用循環(huán)空氣回收爐渣顯熱，然后通過余熱鍋爐以蒸汽的形式回收顯熱；環(huán)形床法是將高爐渣注入容器內(nèi)，在容器周圍用水循環(huán)冷卻，以蒸汽形式回收爐渣顯熱。目前我國高爐爐渣處理工藝主要是水淬渣工藝方式。高爐內(nèi)1400℃-1500℃的高溫爐渣，經(jīng)渣口流出，在經(jīng)渣溝進入沖渣流槽時以一定的水量、水壓及流槽坡度，使水與熔渣流成一定的交角，沖擊淬化成合格的水渣。高爐沖渣水作為一種低溫廢熱源，具有溫度穩(wěn)定、流量大的特點。目前對高爐沖渣水的余熱加以利用的鋼鐵廠主要集中在北方，余熱利用的方式也主要是直接將顯熱利用于北方冬季采暖系統(tǒng)，這種利用方式的特點是：(1)技術(shù)簡單，設(shè)備投資低；(2)主要是利用沖渣水的顯熱，利用效率低；(3)受季節(jié)性影響較大，冬季用于采暖，夏季不能利用；(4)直接將沖渣水送至采暖管網(wǎng)，容易造成管網(wǎng)堵塞，且由于管網(wǎng)系統(tǒng)龐大，清洗工作量大。10）轉(zhuǎn)爐煙氣干法除塵技術(shù)高溫?zé)煔饨?jīng)汽化冷卻煙道間接冷卻后，再用蒸發(fā)冷卻器進行直接冷卻，將煙氣冷卻到150～200℃再經(jīng)由煤氣管道引入靜電除塵器進入煤氣切換站，合格煤氣經(jīng)進一步冷卻后進入煤氣回收系統(tǒng)，不合格煤氣經(jīng)放散塔點火放散，外排廢氣含塵濃度≤20mg/Nm3。相比于濕法除塵，干法系統(tǒng)循環(huán)水量是濕法的28％；耗水量約0.05t/t，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了污水零排放；總電負荷是濕法的52％；多回收轉(zhuǎn)爐煤氣15～30m3/t鋼。干法煙塵排放濃度≤10mg/m3，凈化后的煤氣含塵量平均≤3～5mg/Nm3。11）鋼水真空循環(huán)脫氣工藝干式（機械）真空系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)鋼水真空循環(huán)脫氣系統(tǒng)工藝（RH工藝）是一種重要的鋼水爐外精煉方法，具有脫氣、脫碳、溫度補償、均勻鋼水溫度及成分、去除鋼中夾雜物等功能。由于鋼水真空循環(huán)脫氣系統(tǒng)工藝要求的真空度高、廢氣量大，因此采用兩級羅茨泵串聯(lián)之后再與干式螺桿泵串聯(lián)，組成真空泵組。該泵組是一種將羅茨泵與干式泵相結(jié)合的機械真空泵系統(tǒng)，利用羅茨泵的超高抽氣能力對RH工藝廢氣“增壓”來滿足高抽氣量的要求，利用干式螺桿泵的高壓縮比將工藝廢氣“壓縮”至大氣壓之上后排至大氣，并滿足快速抽真空的要求。與濕式真空系統(tǒng)相比，干式機械真空系統(tǒng)的能耗和水耗約為濕式真空系統(tǒng)的十分之一，節(jié)能效果非常顯著。12）軋鋼加熱爐蓄熱式燃燒技術(shù)蓄熱式燃燒技術(shù)（國外稱”高溫空氣燃燒技術(shù)”，簡稱“HATC”）是一種非常高效的高溫?zé)煔庥酂峄厥占夹g(shù)，它可以利用高溫?zé)煔鈱χ伎諝夂兔簹馔瑫r或分別進行預(yù)熱，助燃空氣溫度可預(yù)熱到1000℃（接近或達到金屬加熱和融化溫度），不同煤氣預(yù)熱溫度也可達安全范圍的上限溫度，實現(xiàn)大幅度的節(jié)能。該技術(shù)有節(jié)能與環(huán)保的雙重效果，因為有高溫空氣導(dǎo)致低氧燃燒的環(huán)境，能使NOx排放量減少數(shù)十倍,是一種很有效減少NOx排放的技術(shù)措施。從中國十幾年蓄熱式燃燒技術(shù)在軋鋼加熱爐上的實際使用效果看，還應(yīng)視各廠的具體條件和工藝要求有選擇的使用該技術(shù)，如以混合煤氣和焦爐煤氣為燃料的加熱爐，因其綜合經(jīng)濟效益不明顯，選擇時要慎重；以高爐煤氣為燃料的加熱爐，建議采用蓄熱式燃燒技術(shù)，其綜合經(jīng)濟效益明顯。13）低溫軋制技術(shù)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)由連鑄坯到精軋成品，用于軋制的能耗僅占約40％，總能耗的約60％用于加熱爐的燃耗。軋鋼節(jié)能的潛力主要來源于加熱爐，可有效降低鋼坯加熱溫度，減少噸鋼燃耗，從而達到節(jié)能減排的目的。據(jù)統(tǒng)計，棒材開軋溫度從1000～1100℃降低到950～1050℃時，由于加熱爐燃料消耗大大減少，因而可綜合節(jié)能約10％～20％，氧化鐵皮厚度可減少0.15～0.2mm。14）非高爐冶煉技術(shù)非高爐冶煉技術(shù)是指高爐煉鐵之外的煉鐵方法。非高爐煉鐵按工藝特征、產(chǎn)品類型及用途可分為直接還原和熔融還原兩種。直接還原煉鐵工藝可分為煤基直接還原和氣基直接還原兩類;此外還有流態(tài)化直接還原煉鐵。非高爐冶煉技術(shù)在國外已經(jīng)形成一些比較成熟的工藝，包括Corex熔融還原煉鐵工藝、Finex煉鐵工藝、ITmk3直接還原煉鐵工藝、Hlsarna熔融還原工藝和ULCORED直接還原工藝等。以Corex熔融還原煉鐵工藝為例進行節(jié)能技術(shù)分析。Corex工藝是針對缺少煉焦煤資源，但有豐富鐵礦和非煉焦煤資源的國家和地區(qū)而開發(fā)的非高爐煉鐵工藝。Corex工藝最初設(shè)計使用的主要原燃料是含鐵塊礦和非煉焦煤，這有利于環(huán)境保護。COREX工藝采用塊礦、球團或燒結(jié)礦為含鐵原料，用塊煤和少量焦炭作為還原劑并提供熱量豎爐和熔融氣化爐）中進行。預(yù)還原豎爐將含鐵原料還原為海綿鐵加入到熔融氣化爐中，熔融氣化爐對海綿鐵進一步還原，并對鐵水成分進行控制，生產(chǎn)出類似于高爐的鐵水，并產(chǎn)生大量的高熱值煤氣，一部分作為預(yù)還原豎爐的還原氣，另一部分輸出利用。目前Corex工藝在我國的應(yīng)用還存在很多問題，對焦炭質(zhì)量，礦石質(zhì)量要求非常高，運行成本也非常高，建議全面解決Corex工藝目前存在的問題，并證明在經(jīng)濟上可行之后，再推廣。15）全氧/富氧燃燒技術(shù)空氣中含氧量約21%，而氮的含量為79%。在燃燒過程中，只有氧參加燃燒反應(yīng)，氮僅僅作為稀釋劑。大量的稀釋劑吸收了大量的燃燒反應(yīng)放出的熱，并從煙道排走，造成顯著的浪費。采用純氧代替空氣，經(jīng)過調(diào)壓后，以一定的流量送入窯爐，與燃料進行燃燒，相比常規(guī)燃燒，具有以下特點：（1）加熱速度更快。由于煙氣體積大幅度減少，燃燒的燃燒溫度大幅度提高，火焰的黑度也大量增加，從而促進傳熱，提高加熱速度。（2）節(jié)能效果更加明顯。純氧燃燒相比常規(guī)燃燒，純氧燃燒減少了助燃介質(zhì)中，既不參加燃燒反應(yīng)，也不促進燃燒反應(yīng)的N2量，從而減少了煙氣中N2帶走的熱量，達到節(jié)能的目的，因此純氧燃燒節(jié)能效果更為出色，通?？梢赃_到30～60%。該技術(shù)可應(yīng)用于煉鐵廠的鐵包烘烤、煉鋼廠的鋼包烘烤、轉(zhuǎn)爐或AOD爐殼烘烤、中間包烘烤、混鐵爐烘烤、熱軋車間的均熱爐、臺車爐加熱等。該技術(shù)可以推廣到其他行業(yè)高溫工業(yè)爐窯中，例如熔銅反射爐、熔鋁爐、玻璃爐、陶瓷加熱爐等。16）工業(yè)爐窯余熱利用工業(yè)爐窯的節(jié)能減耗是一個系統(tǒng)工程，原則是降低單位產(chǎn)品的能量消耗，采取的措施是優(yōu)先將能量回收用于工業(yè)爐窯本身，降低能源介質(zhì)消耗總量，并利用工業(yè)爐窯生產(chǎn)產(chǎn)生的能源副產(chǎn)品（例如煙氣），產(chǎn)生次級能源（例如蒸汽），盡可能降低綜合能量耗損，實現(xiàn)加熱爐的梯級能源利用和極限能源回收。同時可以與燃燒技術(shù)配合，將廢鋼預(yù)熱溫度提高到～700℃或更高，進一步提升產(chǎn)量、節(jié)約用電、節(jié)約電極。根據(jù)設(shè)備現(xiàn)狀，該技術(shù)可以實現(xiàn)3%～10%的節(jié)能效果。該技術(shù)可應(yīng)用于煉鐵廠的熱風(fēng)爐、熱軋廠的加熱爐、均熱爐、臺車爐、冷軋廠的退火爐等。可以推廣到其他行業(yè)的任何工業(yè)爐窯中。17）電爐廢鋼連續(xù)加料與余熱利用電爐煉鋼的連續(xù)加料系統(tǒng)有利于生產(chǎn)的順行和電爐產(chǎn)量的提升。在當(dāng)前國家對鋼鐵企業(yè)設(shè)備產(chǎn)能嚴格限制的前提下，連續(xù)加料對設(shè)備產(chǎn)量的提升，對客戶吸引力巨大。電爐連續(xù)加料系統(tǒng)可以大幅縮短加料對生產(chǎn)的影響，而且可以利用物料與高溫?zé)煔獾姆聪蜻\動，實現(xiàn)電爐煙氣余熱的有效利用。既提高了廢鋼的入爐溫度，降低了廢鋼冶煉電耗和電極消耗。同時，由于廢鋼的預(yù)熱提溫以及加料對生產(chǎn)的影響時間縮短，廢鋼冶煉時間大幅縮短，電爐的作業(yè)率跟廣告，單爐產(chǎn)量可以提升30%以上。如果配合全氧燃燒系統(tǒng)，在離線狀態(tài)，近一步提升廢鋼的預(yù)熱溫度，可以近一步縮短冶煉時間，單爐產(chǎn)量可以提升50%或更高。同時，利用離線燃氣加熱替代電加熱，燃氣和電的價格差，可以降低生產(chǎn)的能源成本。長流程的煉鋼企業(yè)，同樣可以利用廢鋼加熱技術(shù)，提升轉(zhuǎn)爐的廢鋼兌入比例，提升煉鋼產(chǎn)量。長流程的企業(yè)在進行連續(xù)加料與廢鋼預(yù)熱時，還具有燃料價格低廉的優(yōu)勢，可推廣的空間比較大。該技術(shù)可應(yīng)用于短流程煉鋼企業(yè)的電爐廢鋼加熱；長流程鋼鐵企業(yè)煉鐵工藝的魚雷罐、鐵包；煉鋼工藝的廢鋼斗、鋼包廢鋼加熱。18）繞組/渦流永磁調(diào)速技術(shù)永磁渦流柔性傳動節(jié)能技術(shù)應(yīng)用永磁材料所產(chǎn)生的磁力作用，完成力或力矩?zé)o接觸傳遞，實現(xiàn)能量的空中傳遞。以氣隙的方式取代以往電機與負載之間的物理連接，改變傳統(tǒng)的調(diào)速原理，在滿足安全可靠的基礎(chǔ)上實現(xiàn)傳動系統(tǒng)的節(jié)能降耗。繞組式永磁耦合調(diào)速器技術(shù)應(yīng)用電機帶動繞組永磁調(diào)速裝置的永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，進而產(chǎn)生感應(yīng)磁場，該感應(yīng)磁場與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用傳遞轉(zhuǎn)矩，通過控制器控制繞組轉(zhuǎn)子的電流大小來控制其傳遞轉(zhuǎn)矩的大小以適應(yīng)轉(zhuǎn)速要求，實現(xiàn)調(diào)速功能，同時將轉(zhuǎn)差功率反饋再利用，解決了轉(zhuǎn)差損耗帶來的溫升問題，提高了能效。該技術(shù)節(jié)電率通常比變頻調(diào)速器高10%左右，比液力偶合調(diào)速器、渦流永磁調(diào)速器高30%以上。該技術(shù)適用于所有電機傳動系統(tǒng)節(jié)能改造。19）鐵/鋼渣顯熱回收鋼鐵工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量約占全國工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量的18%，高爐渣產(chǎn)出量310kg／t鐵左右，全省約2000多萬噸；鋼渣包括轉(zhuǎn)爐渣、電爐渣以及鐵水預(yù)處理渣、精煉渣和鑄余渣等，轉(zhuǎn)爐渣產(chǎn)量大約為130kg／t粗鋼，電爐渣產(chǎn)量受原料條件及產(chǎn)品要求波動較大，大約為100kg／t粗鋼，全省約1500萬噸，鎳鐵渣大約5t/t鐵，全省約1000萬噸。目前這些溫度超過1500℃的高溫渣，通過液態(tài)水直接冷卻的方式，形成低于品位的熱水，熱量無法回收利用。新技術(shù)擬利用高溫高速?；绞?，將液態(tài)高溫渣先?；?，并回收液態(tài)變成固態(tài)的一部分熱量。然后利用固化的高溫顆粒比表面積大的特點，通過風(fēng)冷或直接換熱的方式，進一步回收余熱，從而實現(xiàn)高溫冶金渣的余熱回收。高溫冶金渣的干法回收技術(shù)，不僅是節(jié)能技術(shù)，而且是一種對生產(chǎn)工藝發(fā)生巨大變革的環(huán)保技術(shù)，可以大幅降低鋼鐵生產(chǎn)的新水消耗、硫排放等。以浙江德龍鎳業(yè)為例，如果項目順利投產(chǎn)，可以降低企業(yè)15～20%的外購電。該技術(shù)適用于鋼鐵企業(yè)的高爐高溫液態(tài)渣、礦熱爐高溫鎳鐵渣、轉(zhuǎn)爐渣的顯熱回收等。20）蒸汽（管網(wǎng)）系統(tǒng)優(yōu)化及利用鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程，需要消耗蒸汽，也能產(chǎn)生一定的余熱蒸汽，蒸汽管網(wǎng)發(fā)揮了巨大的作用，但是通常情況下，蒸汽管網(wǎng)的布局、蒸汽的用戶的接點、回收蒸汽的并網(wǎng)點、并網(wǎng)蒸汽的品質(zhì)，都未能得到較好的配置和規(guī)劃，也就導(dǎo)致了蒸汽系統(tǒng)運行效率不高。蒸汽的利用方面，對于回收的工藝余熱蒸汽，優(yōu)先供應(yīng)廠界內(nèi)的熱用戶，在滿足熱用戶用熱需求還有富余的情況下，開發(fā)外界社會熱用戶，如果還有富余的情況下，考慮能量的轉(zhuǎn)化利用（發(fā)電）。21）壓縮空氣系統(tǒng)節(jié)能（泄漏治理、運行控制、優(yōu)化管網(wǎng)）大多數(shù)的鋼鐵行業(yè)基本上都存在共性問題，就是壓縮空氣系統(tǒng)前段的空壓機站裝備水平都挺高，但是對于后端的輸送管網(wǎng)以及用戶需求的管理相對弱化，造成了一味以提高前端滿足后端要求的管理思路，使得后端產(chǎn)生的問題被掩蓋，造成了當(dāng)前壓縮空氣系統(tǒng)能耗居高不下的情況。在開展用戶需求的收集和分析，結(jié)合管網(wǎng)分布現(xiàn)狀，查找管網(wǎng)系統(tǒng)的制約環(huán)節(jié)，提出優(yōu)化管網(wǎng)方案措施，并在檢查管網(wǎng)系統(tǒng)、用戶使用是否存在泄漏的情況。據(jù)國外相關(guān)技術(shù)信息顯示，壓縮空氣系統(tǒng)存在的泄漏（包括能聽見的、不能聽見的、輸送過程管網(wǎng)、終端用戶使用等方面）約占氣量的10%-30%。對于年粗鋼產(chǎn)量1000萬噸的鋼鐵企業(yè)，此部分的大約可以實現(xiàn)節(jié)電2000萬kWh。2.商業(yè)模式分析1）工程總包或分包：公司受業(yè)主委托，按照合同約定對綜合能源建設(shè)項目的設(shè)計、采購、施工、試運行等實行全過程或若干階段的承包。通常公司在總價合同條件下，對其所承包工程的質(zhì)量、安全、費用和進度進行負責(zé)。2）節(jié)能效益分享型合同能源管理：用戶與綜合能源服務(wù)公司簽訂合同能源管理合同，由綜合能源服務(wù)公司負責(zé)項目投資、建設(shè)和運營，雙方按照合同約定分享效益，合同期滿后標的物無償移交給用戶。3）能源費用托管型合同能源管理：綜合能源服務(wù)公司對用戶能源的購進、使用以及用能設(shè)備效率、用能方式全面或部分承包管理，并提供資金進行技術(shù)和設(shè)備更新，進而達到節(jié)能和節(jié)約能源費用的目的。一般由綜合能源服務(wù)公司以總價包干的形式向用戶收取能源托管費，同時負責(zé)繳納用戶的水、電、氣等能源費用，投資對用戶的能源設(shè)備進行節(jié)能改造，培訓(xùn)和指導(dǎo)用戶能源管理團隊提高運行水平，完成既定節(jié)能目標。以上幾種模式在鋼鐵企業(yè)均可實施，可以按照不同的項目類型選擇適用的模式。比如：對于采用某種新技術(shù)的實施，可采用總包加保證值的模式；對于某些設(shè)備或系統(tǒng)的改造，可采用節(jié)能效益分享型合同能源管理模式；對于循環(huán)水系統(tǒng)（泵房）、壓縮空氣系統(tǒng)（站）等用戶相對單一且固定的場所，可采用能源費用托管型合同能源管理。無論采用哪種商業(yè)模式，務(wù)必在項目實施前開展深入的系統(tǒng)調(diào)研及風(fēng)險評估，分析研究系統(tǒng)運行的節(jié)能潛力及可能存在的不確定性，確保項目資本金的安全。3.風(fēng)險防控事項1）經(jīng)濟環(huán)境風(fēng)險。中國的經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)由快速發(fā)展階段轉(zhuǎn)化為中高速增長階段，加之新冠疫情的影響還未完全消除，中國國內(nèi)經(jīng)濟的增長面臨挑戰(zhàn)，并且國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展仍存在不平衡、不協(xié)調(diào)、不可持續(xù)現(xiàn)象。鋼鐵行業(yè)作為國家基礎(chǔ)性行業(yè)，行業(yè)的發(fā)展與國民經(jīng)濟景氣度具有很高的相關(guān)性，經(jīng)濟發(fā)展對鋼鐵行業(yè)的發(fā)展具有決定性作用，這是作為投資鋼鐵項目面臨的風(fēng)險，也是不可控的風(fēng)險，但鋼鐵行業(yè)自身具有一定的周期性，可結(jié)合行業(yè)自身發(fā)展周期情況結(jié)合國內(nèi)大的經(jīng)濟形勢做好分析把控。2）政策環(huán)境風(fēng)險。鋼鐵行業(yè)是能源消耗大戶，對煤焦等化石能源的依賴很強，國家將會從多個方面采取措施努力實現(xiàn)碳中和，必然會抑制煤焦等化石能源的使用，或者限制企業(yè)高負荷運行，這將會項目的實施效果帶來較大的影響，極有可能造成項目改造后的實際工作開展與項目預(yù)期情況有較大的差異，從而可能出現(xiàn)項目節(jié)能效果達不到預(yù)期。3）市場供需風(fēng)險。鋼鐵行業(yè)的產(chǎn)能遠遠高于實際產(chǎn)量，大約有30%以上的產(chǎn)能并沒有得到釋放，這些產(chǎn)能的存在，極大可能會帶來市場供大于需的情況，有可能會引發(fā)價格戰(zhàn)，削弱企業(yè)的盈利能力，可能帶來企業(yè)在支付節(jié)能效益分享款項方面的拖延。4）行業(yè)整合風(fēng)險。鋼鐵行業(yè)兼并重組的腳步一直沒有停止，近些年鋼鐵行業(yè)集中度日漸提高，但相比國外集中度仍有較大的差距，因此今后行業(yè)集中度將會逐步提高，項目所在公司若涉及重組，將會對合同的執(zhí)行帶來不確定性。5）項目合同執(zhí)行的風(fēng)險。作為項目推進及開展的資金投入方，保障資本金的安全以及項目收益的最大化，是實施項目的追求，但是由于采用合同能源管理方式，前期的風(fēng)險由出資方主要承擔(dān)，用戶方對合同的執(zhí)行程度存在不確定性。4.實施效果分析1）經(jīng)濟效益：對鋼鐵實施能效服務(wù)，通過技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能手段可實現(xiàn)建筑用能費用明顯下降。如采用合同能源管理的模式實施能效提升，在用戶節(jié)能改造“零投資”的前提下，通過能耗分析、潛力挖掘、節(jié)能改造等手段，直觀降低客戶能耗水平的同時極大緩解用戶的年度資金壓力，合同期滿設(shè)備無償移交給用戶、用戶繼續(xù)享有節(jié)能收益；節(jié)能服務(wù)公司則可通過技術(shù)和管理節(jié)能回收投資成本、實現(xiàn)項目盈利。2）品牌效益：整合社會資源，借助社會專業(yè)技術(shù)單位和人員為企業(yè)開展專業(yè)且公益性的節(jié)能調(diào)研、診斷（電系統(tǒng)、水泵系統(tǒng)、風(fēng)機系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)等），幫助企業(yè)認識到自身的節(jié)能潛力，制定改進方案措施，并通過項目的實施幫助企業(yè)順利完成各項考核任務(wù)，提升指標，指導(dǎo)企業(yè)建立完善的能源管理體系，提升鋼鐵企業(yè)的能源管理水平、保障項目長期的節(jié)能效果，同時樹立國網(wǎng)綜合能源服務(wù)品牌。3）社會效益：通過節(jié)能改造可降低鋼鐵企業(yè)的能源消耗，優(yōu)化產(chǎn)品能耗指標，提升企業(yè)市場競爭力，并且可實現(xiàn)通過能源消耗的減少來降低企業(yè)二氧化碳的排放量，節(jié)能減排效益明顯。四、典型案例1.河鋼集團邯鄲分公司焦爐荒煤氣余熱利用項目邯鋼2×45孔6m焦爐，現(xiàn)場具備安裝空間。主要技改內(nèi)容：新建余熱利用系統(tǒng)和設(shè)備，替換原有上升管為上升管換熱器，并配套建設(shè)汽包、水泵、管路及控制系統(tǒng)。主要設(shè)備：90個上升管換熱器，以及配套的汽包、水泵等。節(jié)能技改投資額為2800萬元，建設(shè)期12個月。每年可節(jié)能8569tce，碳減排量22625tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟效益為800萬元，投資回收期約3.5年。延伸：焦爐荒煤氣顯熱回收利用的經(jīng)濟效益十分顯著，既能利用荒煤氣的余熱產(chǎn)生飽和或過熱蒸汽，又能減少循環(huán)氨水的使用量和循環(huán)泵電力消耗，焦油和粗苯產(chǎn)率也略有提高。預(yù)計焦化行業(yè)推廣比例可達50%，項目總投資為50億元，可形成的年節(jié)能能力達185萬tce，年節(jié)約價值148000萬元，年碳減排潛力488萬tCO2。2.高溫高壓干熄焦技術(shù)本技術(shù)適用于頂裝式或搗固式焦爐爐組年焦炭產(chǎn)量在190萬t及以上的干熄焦（每小時冷卻焦炭的能力最高可達280t），同時在海拔較高的地區(qū)年焦炭產(chǎn)量在170萬t及以上的干熄焦。使用1套超大型的干熄焦裝置取代2套140t/h處理能力的干熄焦裝置。主要設(shè)備：焦罐及焦罐臺車、提升機、超大型干熄槽、特殊的鼓風(fēng)裝置、超、超大型一次除塵器、超大型干熄焦鍋爐、超大型干熄焦二次除塵器、超大型干熄焦風(fēng)機。干熄焦及主要附屬設(shè)施投資20100萬元，建設(shè)期16-18個月，采用超大型干熄焦的新技術(shù)，每年回收能源折合標煤101956t，平均噸焦回收能源折合標煤51.338kgce。相比較常規(guī)干熄焦回收能源48.1kgce，超大型(220-260t/h)干熄焦高出6.7%。單位節(jié)能量投資額為0.1971萬元，單位節(jié)能量投資額減少25%。采用超大型干熄焦技術(shù)靜態(tài)投資回收期稅前3.8年、稅后4.52年?；鶞是榫暗撵o態(tài)投資回收期稅前4.75年、稅后5.63年。延伸：預(yù)計焦化行業(yè)推廣比例可達20%，項目總投資為10億元，可形成的年節(jié)能能力達51萬tce，年節(jié)約價值42000萬元，年碳減排潛力125萬tCO2。3.煉焦煤調(diào)濕技術(shù)邯寶集團股份有限公司焦化廠改造前煉焦入爐煤年平均水分：10.5%-13.5%，這些水分通過燃燒焦爐加熱煤氣提供的熱量在炭化室內(nèi)干燥蒸發(fā)，隨荒煤氣在上升管、集氣管內(nèi)通過噴灑大量的氨水進行冷凝、送廢水處理工序進行處理，因此耗能較多。煤料水分每蒸發(fā)1個百分點，煉焦耗熱量相應(yīng)增加62.0MJ/t（干煤）。節(jié)能改造內(nèi)容：為滿足4座7.0m焦爐（年焦炭產(chǎn)能220萬t）生產(chǎn)用煤需要，建設(shè)2條以焦爐煙道氣為熱源的煉焦煤調(diào)濕裝置（每系設(shè)備處理能力195t/h）。采用煤調(diào)濕風(fēng)選技術(shù)后，每年可節(jié)省能源36116tce。節(jié)能改造投資額：13000萬元，每年可創(chuàng)效益5016萬元，靜態(tài)投資回收期：6.38年延申：該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣潛力可達到50%，節(jié)能能力200萬tce/a，年節(jié)約價值160000萬元，減排能力528萬tCO2/a。4.馬鋼燒結(jié)余熱發(fā)電項目馬鋼投資1.7億元人民幣，安裝了低溫余熱鍋爐及汽輪發(fā)電機組，通過分級利用余熱，使得余熱鍋爐能最大限度的利用200-400℃的低溫余熱。年發(fā)電量達1.4億kWh，年取得經(jīng)濟效益7000萬元人民幣，投資回收期2.5年。延伸：在鋼鐵生產(chǎn)過程中，都會產(chǎn)生大量低溫?zé)煔?，若將其低溫余熱充分合理利用，將會產(chǎn)生很大的節(jié)能效益。建議政府應(yīng)積極支持、鼓勵，制定特殊政策，激勵企業(yè)利用低溫余熱的積極性，節(jié)約大量一次能源，創(chuàng)造更多社會效益。預(yù)計推廣到40％，總投入17億元，節(jié)能能力可達15萬tce/a，年節(jié)約價值70000萬元，減排能力41萬tCO2/a。5.環(huán)冷機液密封技術(shù)目前，我國燒結(jié)礦冷卻機絕大部分以鼓風(fēng)冷卻為主，以常溫空氣作為冷卻介質(zhì)，利用鼓風(fēng)機的推動力，使常溫空氣持續(xù)穿過高溫物料，并與其進行熱交換，從而使高溫物料快速冷卻。經(jīng)過破碎后的熱燒結(jié)礦，其溫度約800℃，需將其冷卻到150℃以下供后續(xù)流程使用。目前國內(nèi)外使用的環(huán)式冷卻機主要采用橡膠件與環(huán)錐面接觸密封，而環(huán)冷機的半徑一般在10-40m之間，在制造及安裝過程中，難以保證結(jié)構(gòu)尺寸的精準，在長期運行過程中又不可避免地產(chǎn)生磨損和變形，導(dǎo)致密封效果下降，據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)前運行的環(huán)冷機漏風(fēng)率平均為30%左右，導(dǎo)致配置的鼓風(fēng)機裝機容量偏大，且不利于冷卻風(fēng)余熱利用。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量3萬tce/a，減排約8萬tCO2/a。建設(shè)規(guī)模：420m2燒結(jié)環(huán)冷機改造。主要技改內(nèi)容：將傳統(tǒng)環(huán)冷機改造為液密封環(huán)冷機，主要設(shè)備為液密封環(huán)冷機。節(jié)能技改投資額2500萬元，建設(shè)期6個月，每年可節(jié)能4500tce，年節(jié)能經(jīng)濟效益為605萬元（僅考慮節(jié)約風(fēng)機電耗），投資回收期約4年延伸：我國每年有近10億t熱燒結(jié)礦需通過環(huán)冷機進行冷卻，總有效冷卻面積達7.6萬m2，目前在運行的環(huán)冷機基本上為傳統(tǒng)環(huán)式冷卻機，改造潛力較大。預(yù)計未來5年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣潛力可達到10%，預(yù)計投資總額10億元，年節(jié)能能力10萬tce/a，年節(jié)約價值8000萬元，二氧化碳減排能力26萬tCO2/a。6.高爐鼓風(fēng)除濕節(jié)能技術(shù)煉鐵工序是我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)，重點鋼鐵企業(yè)入爐焦比低于390kg/tFe，但一些中小鋼鐵企業(yè)入爐焦比較高，有的甚至達到488kg/tFe，燃料比在560kg/tFe左右。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量38萬tce/a，減排約100萬tCO2/a。秦皇島首秦金屬材料有限公司。主要技改內(nèi)容：對2#、3#高爐鼓風(fēng)機組進行改造，安裝高爐鼓風(fēng)除濕設(shè)備，對高爐鼓風(fēng)進行制冷除濕。節(jié)能技改投資額3000萬元，建設(shè)期6個月。年節(jié)能14000tce，取得節(jié)能經(jīng)濟效益1500萬-2000萬元，投資回收期2年。浙江永聯(lián)鋼鐵集團有限公司。主要技改內(nèi)容：對1-7#高爐鼓風(fēng)機組進行改造，安裝高爐鼓風(fēng)除濕設(shè)備，對高爐鼓風(fēng)進行制冷除濕。節(jié)能技改投資額6000萬元，建設(shè)期12個月。年節(jié)能60000tce，取得節(jié)能經(jīng)濟效益3000萬-4000萬元，投資回收期2年。延伸：華南、華東地區(qū)以及沿海濕度絕對值較大地區(qū)的鋼鐵企業(yè)對煉鐵高爐鼓風(fēng)除濕技術(shù)的市場需求很大。北方地區(qū)隨著氣候的變化，空氣中含濕量的季節(jié)波動和晝夜波動也較大，大型高爐也可考慮采用鼓風(fēng)除濕技術(shù)。預(yù)計未來5年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣潛力可達到10%，預(yù)計投資總額15億元，節(jié)能能力75萬tce/a，年節(jié)約價值60000萬元，減排能力183萬tCO2/a。7.旋切式高風(fēng)溫頂燃熱風(fēng)爐節(jié)能技術(shù)采用旋切頂燃式熱風(fēng)爐，使熱風(fēng)的風(fēng)溫提高近100℃，降低高爐冶煉焦比，增加噴煤比。同時，采用不同方式的余熱回收方式，使助燃空氣預(yù)熱到180-600℃，煤氣預(yù)熱到200℃，提高熱風(fēng)爐的理論燃燒溫度和送風(fēng)溫度，降低煙氣中熱量的浪費。采用頂燃式熱風(fēng)爐散熱面積小，廢氣排放溫度低于150℃，系統(tǒng)熱效率相應(yīng)提高10%左右，大大降低熱損失，節(jié)能效果明顯。建設(shè)規(guī)模：3200m3高爐，產(chǎn)能260萬t/a。主要技改內(nèi)容：新建旋切式高風(fēng)溫頂燃熱風(fēng)爐，主要設(shè)備包括旋切式頂燃熱風(fēng)爐燃燒器、小孔徑高效格子磚、多種孔型爐箅子、熱風(fēng)輸送管道膨脹和拉緊裝置、關(guān)節(jié)管等。節(jié)能技改投資額14600萬元，建設(shè)期11個月。每年可節(jié)能21000tce，年節(jié)能經(jīng)濟效益為6491萬元，投資回收期約2年。潛力：我國1000m3以上高爐中還有近100座高爐可以推廣實施旋切式頂燃熱風(fēng)爐技術(shù)改造，預(yù)計該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣潛力可達到80%，預(yù)計投資總額108億元，年節(jié)能能力118萬tce/a，二氧化碳減排能力312萬tCO2/a。8.高爐沖渣水直接換熱回收余熱技術(shù)高爐煉鐵沖渣水含有大量60-90℃低品位熱量，該技術(shù)采用專用沖渣水換熱器，無需過濾直接進入換熱器與采暖水換熱，加熱采暖水，用于采暖或發(fā)電，從而減少燃煤消耗并減少污染物的排放，達到節(jié)能減排的目的。冷卻后的沖渣水繼續(xù)循環(huán)沖渣，對于帶有冷卻塔的因巴等沖渣工藝，可以關(guān)閉冷卻塔進一步節(jié)約電能消耗；而對于沒有冷卻塔的沖渣工藝，沖渣水降溫后減少了沖渣水蒸發(fā)量，進一步減少水消耗。采用該技術(shù)，無需過濾，工藝流程短，運行及維護成本低，取熱過程僅僅取走渣水熱量，不影響高爐正常運行，無次生污染，整體運行可靠，適宜于長周期運行。安陽鋼鐵1#高爐沖渣水余熱回收東線供暖改造項目建設(shè)規(guī)模：高爐爐容2200m3，沖渣工藝熱因巴，全水量部分取熱。建設(shè)條件：具有足夠供暖面積需求，沖渣水溫度大于60℃。主要技改內(nèi)容：于沖渣水流經(jīng)管道附近安裝沖渣水專用換熱器；從原沖渣管道處截斷管道安裝閥門管道，提取沖渣水；取出的沖渣水流經(jīng)安裝好的換熱器后，由安裝管道閥門接引回原管路繼續(xù)沖渣；于原采暖回水管道安裝采暖水管道閥門，提取采暖水，取出的采暖水流經(jīng)安裝好的換熱器后，由安裝管道閥門接引回原采暖系統(tǒng)。主要設(shè)備為專用沖渣水換熱器1臺及附屬設(shè)備1套。技改投資額400萬元，建設(shè)期2個月。年節(jié)能量3378tce，減排8918tCO2。年節(jié)能經(jīng)濟效益348萬元，投資回收期1.2年。延伸：隨著高爐沖渣水直接換熱余熱回收技術(shù)的成熟，在有集中供暖需求的北方將得到進一步發(fā)展應(yīng)用。預(yù)計該技術(shù)的推廣比例可達10%，項目總投入5200萬元，可形成的年節(jié)能能力為143萬tce，年節(jié)約價值115000萬元，年碳減排能力為378萬tCO2。9.巨石集團全氧燃燒技術(shù)空氣中含氧量約21%，而氮的含量為79%。在燃燒過程中，只有氧參加燃燒反應(yīng)，氮僅僅作為稀釋劑。大量的稀釋劑吸收了大量的燃燒反應(yīng)放出的熱，并從煙道排走，造成顯著的浪費。以純氧代替空氣，經(jīng)過調(diào)壓后，以一定的流量送入窯爐，與燃料進行燃燒。對巨石集團年產(chǎn)1#6萬t無堿玻璃纖維池窯，節(jié)能技改投資額1000萬元，建設(shè)期1年，節(jié)能量1000萬m3/a（天然氣），綜合效益2000萬元/年，投資回收期0.5年。2#年產(chǎn)10萬t無堿玻璃纖維池窯，節(jié)能技改投資額1200萬元，建設(shè)期1年，節(jié)能量14000t/a（液化氣），綜合效益4000萬元/年，投資回收期0.3年。延伸：該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的普及率可達到10%，年節(jié)能能力可達到15萬tce，年節(jié)約價值7億元，年減排能力37萬tCO2。10.鋼水真空循環(huán)脫氣工藝干式（機械）真空系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)重慶鋼鐵（集團）有限責(zé)任公司已建設(shè)2套干式（