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2我国钢铁工业能耗现状
工序能耗持续下降。
2000年底和2002年,国家经贸委先后公布了第1批、第2批《国家重点行业清洁生产技术导向目录》,与钢铁行业有关的技术多达27项,由于干熄焦、高炉喷煤、小球团烧结、高炉余压发电、高效连铸等技术的应用,从2000~2003年,我国重点钢铁企业各工序段的能耗大都有明显降低,烧结能耗降低4.43%,焦化能耗降低6.80%,转炉能耗降低18.87%,电炉能耗降低21.95%,轧钢能耗降低18.92%,炼铁能耗降低不明显(因为高炉喷煤量较少)3,4。
节能工作仍存在很大差距。
国外先进国家的高炉焦比已达到300kg/t以下,燃料比<
500kg/t;
我国重点钢铁企业的高炉焦比为426kg/t,部分其它企业为488kg/t,燃料比在560kg/t左右;
分别高出42%和12%。
我国2003年重点钢铁企业与国际1999年先进水平和美国1998年水平比较如表1所示4~6,烧结工序能耗高23.38%;
炼铁工序能耗高14.56%;
转炉工序标煤能耗是23.56kg/t,
1999年国际先进水平负能炼钢(标煤消耗8.88kg/t);
轧钢工序能耗高16.67%;
焦化工序能耗高22.95%;
电炉工序能耗高12.91%,有很大的节能潜力。
表1我国重点钢铁企业各工序平均能耗与国际先进水平比较标煤能耗kg/t烧结焦化炼铁转炉电炉轧钢
美国1998年数据120.79386.90189.3082.93
国际1999年先进水平50.89405.638.8882.53
国内2003年重
点钢铁企业平均值66.42148.51464.6823.56213.7396.29
3钢铁工业的节能新技术
我国近几年成功引进并二次开发了大量的节能技术,如干熄焦(CDQ)、高炉煤气余压透平发电(TRT)、转炉煤气回收、钢坯热装热送、高炉喷煤、连铸连轧等技术,这些技术目前比较成熟,应用的关键是提高管理和操作水平。
同时,钢铁工业的节能新技术不断涌现,这些节能新技术大致可分为3类:
第1类是高效节能、减少大气污染物排放的节能技术,如振荡燃烧技术、稀释氧燃烧技术、直接火焰冲击燃烧等;
第2类是生态化、环境亲和型节能技术,如高炉喷吹废塑料技术、焦炉处理废塑料技术;
第3类是未来短流程、新工艺的节能技术,如采用微波、电弧和放热加热直接炼钢技术。
钢铁工业是高物流、高能耗、高污染的传统产业。
目前,钥铁工业总能耗已占全国工业总能耗的界左右,而钢铁企业生产过程中的能源有效率仅为既左右全行业固体废弃物回收利用率在,水资源利用率在既左右总体上讲,中国钢铁工业的资源和能源综合利用指标与国际先进水平相比,其差距在既既。
国家十一五钗划纲要提出落实节约资源和保护环境基本国策,建设投入少、高产出、低消耗、少排放,能循环、可持续的国民经济体系和资源节约型、环境友好型社会。
国家要靶十一五”期间,万元产值的能耗要降低俄。
对于钢铁工业来说,这个任务是十分艰巨的。
目前,我国重点钢铁企业吨钢可比能耗值与国际先进水平的差距在溅左右。
只从能耗的角度分析,我国钢铁工业能耗再降,难度是非常大的。
所以,我们应当从提高钢铁产品的价值和降低能耗两个方面入手。
钥铁企业进行技术升级和结构调整可以促进钥铁产品的升值。
其措施是提高企业高附加值、高技术含量钢材的比例,具体产品包括冷轧薄板、镀层板、不锈钢板、电工钢板、汽车用板、高级石油管和耐大气腐蚀钢板等。
本文仅对钢铁企业节约能源进行描述,供钢铁界人士参考。
节约能源进行描述,供钢铁界人士参考。
节能工作思路
节能概念
节能的含义包括减少浪费和增加回收两个部分。
减少浪费就是要加强对用能的质量和数量的管理,优化
用能结构、减少物流损失和能源介质的无谓排放等。
增加回收就是大力回收生产过程中产生的二次能源包括余压、余热、余能和副产煤气等。
节能工作的目标是,提高能源使用效率,降低单位产品的能耗姻铁企业节能工作的内容管理节能、结构节能和技术节能钢铁工业开展节能工作会对环境保护产生好的效应荣光
生产吨钢会产生吨,公斤伍,约公斤粉尘。
如果要使生产过程中减少能源消耗,重要是少用煤钥铁工业能源结构中煤炭占左右,就会减少粉尘等物质的排放。
工业发达国家的吨钥伍发生量可减少到吨,为公斤。
钢铁工业节能工作首先要从减童化用能入手节能和环保工作都要从源头抓起不能是先消耗、先污染,再去回收、再去治理的粗放式经营去开展节能环保工作。
我国钢铁工业从源头抓起,开展减量化用能的潜力还是较大的。
炼铁系统的能耗占钢铁工业总能耗的
俄左右所以说,钢铁工业节能的工作重点是在炼铁系统。
高炉炼铁燃料比的国际先进水平是八铁,国
际水平是小于八铁。
据统计,年全国重点钢铁企业的平均综合焦比值为八,最先进的宝钢为,全国只有个企业是低于八,综合焦比值最高的企业为。
钢铁企业节能工作的重点就是要在企业减量化用能上下功夫。
企业开展减量化用能工作的效益应当是大
于开展二次能源回收的收益。
因为,钢铁企业二次能源回收的能量,一般只占钢铁企业总能耗的器左右。
日本新日铁节能工作开展的最好,回收了二次能源的,宝钢是,我国钥铁企业大多数是在既以下。
也就是说,我国所开展的二次能源回收量约占钥铁企业总能耗的左右。
但是,钢铁企业大力开展减量化用能工作是可以实现节约总能源消耗的以上。
钢铁企业减童化用能工作要科学、细化分解钢铁企业开展节能工作首先要掌_______握本企业用能结
构、能源消费结构然后再与国内外先进指标进行对比,找出主要的差距在哪儿最后再提出节能相应的
技术措施。
要找出矛盾的主要方面,并具体分析出造成差距的主要原因是什么。
据分析,我国钢铁工业各
工序能耗水平与国际先进水平的最大差距是转炉炼钢工序。
年我国重点钢铁企业转炉工序能耗为,国际先进水平是一八。
我国转炉工序能耗水平比国际先进水平高出八,这个差值是大于烧结、炼铁、焦化、电炉、轧钢工序能耗与国际先进水平差值的分析其具体原因是我国转炉煤气回收量小,且有一批中小企业尚不回收煤气。
年全国重点钢铁企业转炉煤气回收平均值是扩八钢,约有多个企业不回收煤气。
日本转炉煤气回收量年平均在八钢左右,最高的川崎公司煤气回收量曾达到八钢我国转炉蒸汽回收量也偏低,这就造成了全行业转炉工序能耗高的局面。
炼铁系统节能工作的重点是要努力降低炼铁的燃料比包括焦比和喷煤比。
高炉炼铁技术精料水平对高炉炼铁技术进步的影响率在,高炉操作水平的影响率在巩,炼铁设备的影响率在溅,外围因素包括供应、动力、上下工序等的影响因素约在以。
所以,我们说高炉炼铁是以精料技术为基础。
我们提倡炼钢、轧钢、焦化、烧结等工序也应当以精料为基础开展工作。
因为精料会带来高效益、高质量、高效率。
对于高炉炼铁来说,降低燃料比的技术还有高风温,优化高炉操作技术,脱湿鼓风,提高喷煤比等。
我国钢铁工业能耗现状与差距
1.1 我国钢铁工业能耗概况
我国钢铁工业每年能耗约占全国总能耗的10%,其中电力消耗占工业电耗的11%左右,新水消耗占全国工业水耗的9%左右;
粉尘排放量约占工业粉尘排放总量的13%左右。
我国钢铁工业能耗高、二次能源和固体废物利用率低等三方面问题比世界其它钢铁强国更加突出。
从现实来看,我国节能降耗的潜力非常大。
钢铁工业能源消耗结构中,煤炭占主导地位,其次是电力,其它能源占的份额很少。
根据统计资料,截至2004年,全国重点大中型钢铁企业吨钢综合能耗呈持续下降趋势,2004年吨钢综合能耗达到761kg标煤。
鞍钢、宝钢、首钢、太钢等企业在钢年产量不断提高的同时,年总能耗量却在逐年降低。
在全国总能耗逐年上升的同时,钢铁工业总体用能也呈上升趋势。
全国吨钢综合能耗一直呈下降趋势,炼钢工序能耗逐年下降的同时,炼铁工序能耗近年略有上升。
大型企业如宝钢、鞍钢、武
能耗高是我国钢铁工业发展过程中一直存在的问题,尽管近年来能耗指标不断降低,但是与国外先进指标相比,还存在很大差距。
炼铁工序和转炉工序的能耗指标与国外的差距为:
国外先进企业的高炉焦比已达到300kgö
t以下,燃料比小于500kgö
t;
我国重点钢铁企业的入炉焦比为426kgö
t,其它企业为488kgö
t,燃料比在560kgö
t左右。
高炉工艺的能耗比世界先进水平高50~100kgö
t。
国外大部分先进钢铁企业均实现了“负能炼钢”;
我国只有宝钢、武钢、鞍钢、马钢、莱钢等少数企业已实现转炉工序“负能炼钢”。
日本君津钢厂转炉工序能耗为-6.27kg标煤ö
t,而我国转炉工序能耗平均水平仍高达23.56kg标煤ö
比较国内大中型企业年总能耗大于100万t标煤的48家企业中,综合能耗高于宝钢的有42家。
这42家企的综合能耗在总体上呈逐年下降的态势,但2004年的平均水平与宝钢仍存在132kg标煤ö
t的差距;
全国70家大中型企业的吨钢综合能耗介于宝钢与42家大型企业之间,原因是其中有部分企业还在进行电炉钢生产。
而没有统计的国内其它中、小型钢铁企业的综合能耗指标基本上高于42家的指标,说明节能潜力很大。
如果以宝钢的先进指标为基准,我国大型企业仍然存在很大的节能空间。
二次能源中,各种副产品煤气占比例最大,总计约为59.4%。
目前,对高炉渣、钢渣的显热尚无有效的回收利用技术;
由于工艺操作原因,高炉煤气显热、烧结和焦化废烟气显热尚未进行回收利用。
这几部分的二次能源量约占总量的11.9%,如
果充分利用现有的先进技术和设备,二次能源回收利用率可以达到约72.6%;
如果进一步提高已有的余热(余能)回收利用技术的回收利用效率,则二次能源回收利用率可望提高到80%左右。
可见,二次资源回收利用差距较大,潜力也非常大。
另外,我国钢铁生产传统的炼焦等长流程工艺造成了较大的粉尘、废渣、废气等的污染,仅固体废弃物每年就产生1.36亿t。
这些差距也为工业排放物的综合利用提供了巨大的潜力。
中国今年将争取把生产每吨钢材的综合能耗降到1.23吨标准煤。
据了解,去年中国钢铁工业创下了节能纪录,全行业节约能量600万吨标准煤,实现效益34亿元。
每吨钢材的综合能耗已降到1.29吨标准煤,比1997年降低了58公斤。
据专家介绍,中国钢铁工业的节能水平同发达国家相比仍
有明显差距。
去年,国内大中型钢铁企业每吨钢铁的可比能耗比日本高245吨标准煤。
他说,造成中国钢铁工业能耗高的主要原因是高炉喷煤量低,能源和原材料质量差,大型节能设备普及率低等。
国家冶金工业局已确定了钢铁工业下一步节能目标:
到2000年,实现每吨钢材综合能耗1.18吨标准煤;
到2003年,每吨钢材耗能量降到一吨标准煤。
为此,冶金部门出台了一系列具体措施,如加快淘汰平炉
等落后工艺和装备,引进先进生产技术,提高国内钢铁企业余
热余能回收利用水平等。
今天我们在鞍山钢铁公司召开钢铁工业协会环保与节能工作委员会第四次年会,这是全国在贯彻落实国务院关于加强节能工作的决定精神下召开的重要会议。
国家发改委、国家环保总局、全国总工会中国机冶建材工会等有关领导参加本次会议,也将作重要的讲话。
会议期间将总结钢铁工业协会环保与节能工作委员会两年来的工作,协商探讨行业节能工作安排及建议,同时交流国家循环经济试点企业的经验。
为了配合总工会,落实国家发改委等五部、委、办、局制定下发的《千家企业节能行动实施方案》,中国机冶建材工会与中国钢铁工业协会联合组织在钢铁行业开展“全国重点大型耗能钢铁生产设备节能降耗对标竞赛”活动启动仪式。
这将进一步促进钢铁行业全面落实科学发展观,实现钢铁行业健康、稳定、可持续发展。
近年来,我国节能降耗工作获得较大的发展,能源利用效率得到明显的改善,每万元GDP能耗从1990年的2.89吨标准煤/万元下降到2005年的1.22吨标准煤/万元,下降了57.8%。
但是,我国能源消费中煤炭所占的比例一直高达70%左右,而且能源利用效率低,中国GDP能源消费强度是世界水平的3倍。
随着中国经济快速发展,人口增加,工业化和城镇化的进程速度加快,能源需求大幅度上升,能源消耗导致环境不堪重负,已直接影响到我国国民经济的可持续发展。
为此,全国人大审议通过了《十一五规划纲要》,提出2010年每万元GDP能耗比2005年降低20%左右,“十一五”期间年平均节能率为4.4%左右。
而且这个节能目标是必须完成的量化指标,具有法律效力,成为国家的节能目标。
单位GDP能耗的降低将意味着:
产业结构的优化调整,行业的发展必须具有先进的设备、工艺、技术和较高的能源利用效率,自主开发节能装备,淘汰技术上落后的装备及工艺流程。
一、我国钢铁工业能耗现状
1、中国经济发展过程中能源消费总量大,工业用能比重大
“十五”期间,中国经济继续得到快速发展,2005年,国内生产总值达到182321亿元,比上年增长9.9%。
其中,第一产业增加值22718亿元,增长5.2%;
第二产业增加值86208亿元,增长11.4%;
第三产业增加值73395亿元,增长9.6%。
主要原材料产品中,粗钢产量3.52亿吨,比上年增长24.6%;
钢材3.97亿吨,增长24.1%;
水泥10.6亿吨,增长10.0%;
十种有色金属增长13.2%;
硫酸、纯碱、烧碱、乙烯等主要化工产品增长9.9%至21.4%。
随着国民经济快速增长,我国能源生产、消费总量也随之迅速增加。
我国已成为世界能源生产和消费大国,一次能源生产量居世界第三,消费量居世界第二。
在过去的20年里,能源消耗量随着经济的发展已经翻了一番。
2005年,一次能源生产总量20.6亿吨标准煤,比上年增长9.5%;
发电量24747亿千瓦小时,增长12.3%;
原煤21.9亿吨,增长9.9%;
原油1.81亿吨,增长2.8%。
2005年全年能源消费总量22.2亿吨标准煤,比上年增长9.5%,比2001年增长了55.3%。
其中,煤炭消费量21.4亿吨,增长10.6%;
原油3.0亿吨,增长2.1%;
天然气500亿m3,增长20.6%;
水电4010亿千瓦小时,增长13.4%;
核电523亿千瓦小时,增长3.7%。
同时,“十五”期间,我国工业增加值以10%以上的速度增长,2005年增长17.0%。
我国在未来较长时期内将处于重化工阶段,资源、能源消耗将继续增长,如果不改变粗放型发展模式,中国的经济增长将变得无以为继。
在这种时代背景下,优化能源结构,进一步降低能源消耗,特别是降低高耗能行业的能源消耗,对我国的经济发展,完成全面建设小康社会的战略目标尤为重要。
2、中国钢铁工业能耗现状
钢铁工业是我国新型工业化进程中的基础产业和重要支柱产业。
“十五”期间中国钢铁工业高速发展,粗钢产量从2000年的12850万吨增至2005年的35239万吨,增长了174.2%,是世界最大的钢材生产、消费国。
钢铁工业的快速发展,对我国国民经济的发展起到了有效的支撑作用。
但同时,钢铁工业也是资源、能源密集型产业,2005年,我国能源消耗总量为22.2亿吨标准煤,其中重点大中型钢铁企业能源消耗超过3亿吨标准煤,占中国能源总消费量的15%左右。
二、“十五”期间中国钢铁工业节能进展
自20世纪80年代以来,我国钢铁工业从单体节能、工序节能到90年代的流程优化引起的系统节能,在降低能耗方面取得积极的进展。
在钢产量增长的同时,通过技术进步和结构优化,我国钢铁工业的技术经济指标进一步得到改善,产品结构更趋合理,在满足和适应市场需求的同时,能源消耗不断降低,节能工作不断深化,成绩显著,特别是进入21世纪后,提出钢铁流程的功能拓展的概念—从产品制造功能扩展到能源转换功能和社会废弃物消纳和处理功能,把钢铁工业的节能工作提升到更高的工作层面。
2005年,66家重点大中型钢铁企业,累计实现工业总产值(现价)10781.2亿元,同比增长18.91%;
累计实现工业增加值2823.2亿元,同比增长8.3%;
2004年钢铁工业的万元产值能耗又比2000年降低了63.3%,达到1.91吨标准煤/万元,而重点大中型钢铁企业的吨钢综合能耗从2000年的0.92吨标准煤/吨下降到2005年的0.74吨标准煤/吨,下降了20%,各工序能耗也有所下降。
“十五”期间中国钢铁工业节能工作所取得的成绩主要得益于以下三个方面:
1)生产工艺结构优化
l
铁钢比降低
我国钢铁企业“十五”期间铁钢比从2000年的1.0195下降到2005年0.9376,下降了8.2%,由于铁钢比的降低,使得钢铁工业的能源消耗也降低,仅此一项可节约1000多万吨标煤。
连铸比、轧钢成材率提高
“十五”期间我国钢铁行业连铸比从85.3%提高到95.93%,提高了10.6个百分点;
重点钢铁企业连铸比从87.3%提高到97.51%,提高了10.21个百分点,与此同时重点钢铁企业的成材率从92.5%提高到95.0%,提高了2.5个百分点。
结构调整和设备大型化工作初见成效
“十五”期间,中国钢铁工业大力推进结构调整和设备大型化工作,并且已经初见成效。
2004年1000m3以上高炉有73座,生产能力为10581.17万吨,与2001年相比增加了23座,生产能力增加了4148.07万吨;
2004年40吨以上转炉增加到169座,占全国转炉钢产量的71%。
2)节能技术推广力度加大,普及率提高。
“十五”期间,通过技术改造、技术进步和技术创新,我国钢铁工业主要节能技术TRT、CDQ等普及率程度有所提高。
TRT
截至2003年底,26座1000m3以上高炉装备TRT,1000m3以上高炉普及率约为46%。
截至2004年底,66座1000m3以上高炉装备TRT,1000m3以上高炉普及率约为81%。
截至2005年底,1000m3以上高炉约108座,均装备TRT,1000m3以上高炉普及率达到100%。
1000m3以下高炉,约有20多座装备TRT(容积在420m3~980m3)。
CDQ
2003年底,共有18套干熄焦装置,干熄焦焦炭产量841万吨,干熄焦普及率约12.0%。
2004年底,共有22套干熄焦装置,干熄焦焦炭产量1000万吨,干熄焦普及率约14.29%。
2005年底,共有34套干熄焦装置,干熄焦焦炭产量2463万吨,干熄焦普及率约35.19%。
“三干三利用”
中国钢铁工业协会提出推广“三干”与“三利用”技术,即干熄焦技术,高炉煤气干式除尘技术,转炉煤气干式除尘技术;
水的综合利用技术,以副产煤气(焦炉、高炉、转炉)为代表的二次能源利用,以高炉渣、转炉渣为代表的固体废弃物的综合利用技术。
通过“三干三利用”,将“三干”处理后的煤气在工序流程中通过TRT、CCPP尽量多的回收电能,减少发电用煤量,提高企业用电自给率;
同时,通过加强冶金炉渣、粉尘等固体废弃物的综合利用,提高能源的一次使用效率和能源的二次回收利用率,从而实现减排二氧化碳,减少粉尘、污水对环境的污染,推动节能环保增效作用。
此外,我国在高炉高效(高利用系数、低能耗)、富氧大喷煤、长寿、炼铁技术装备等方面已经缩小了与国际先进水平的差距,不断创造出历史最好水平。
2004年,宝钢4063高炉利用系数已达2.5吨/立方米·
天;
2004年与2000年相比,我国钢铁企业平均高炉利用系数提高了13.96%。
2004年国内有12个企业的高炉入炉焦比低于400千克/吨,宝钢1号高炉实现了入炉焦比277千克/吨、喷煤比206千克/吨、吨铁渣量259千克,已属国际先进水平。
我国已有一批容积在1000m3以上的高炉寿命超过了10年,攀钢高炉寿命突破14年;
3)建立能源中心,控制、协调企业能源,用信息化管理节约能源。
建立能源中心的主要目的,一是确保生产用能的稳定供应;
二是充分优化能源系统,充分利用低价能源代替高价能源,以求实现能源的合理配置、提高能源效率,实现能源成本最低化;
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,国内钢铁企业已逐渐认识到了建设能源管理中心的重要性。
武钢、酒钢、首钢、攀钢、本钢等企业先后建设了能源管理控制中心。
鞍钢、唐钢、太钢、华菱、邯钢、济钢等钢厂都准备或已在建能源中心,发挥系统管理节能的作用。
以上工艺、装备、节能技术措施以及科学的节能管理等,对钢铁行业节约能源起到了举足轻重的作用。
三、中国钢铁工业能源消耗存在问题
1、钢铁工业产业集中度低
近些年来,随着我国钢产量的快速增长,多数钢铁企业规模不断升级。
根据国际钢铁协会资料(WSIF2006),2005年,世界钢铁公司钢产量
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