科技成果

TECHNOLOGICAL ACHIEVEMENTS

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除塵效率和節能降耗并重

發布時間：

2017-05-04 13:06

　　我國鋼鐵工業在過去十年間的噸鋼能耗逐年下降，節能工作取得了顯著的成就，但依然存在一些問題，在下一步發展中面臨嚴峻的挑戰，其中很重要的一個方面就是余熱余能的利用問題。
　　鋼鐵工業制造流程是一個大規模能源循環系統，在構成該系統的工序內部，在各工序之間進行復雜的能量消耗、轉換、再生、輸送，而且鋼鐵聯合流程具有很強的熱管理特征。
　　鋼鐵生產消耗的一次能源中約40%以某種形式的熱能釋放出，其溫度上至1500℃，下至近于環境溫度的廣泛范圍。目前我國生產1噸鋼產生的余熱余能資源量約為8GJ～9GJ，主要分為副產煤氣、排氣余熱、固體余熱及廢汽廢水余熱。副產煤氣包括高爐煤氣、焦爐煤氣及轉爐煤氣，一般歸為余能，但其顯熱及壓力能屬于余熱；排氣余熱多為爐窯排出廢氣帶走的熱，占余熱資源總量的一半左右，溫度范圍為250℃～1000℃；固體余熱包括燒結礦、紅焦炭、高爐渣、轉爐渣及鑄坯等的余熱，一般在500℃以上；廢汽廢水余熱包括蒸汽冷凝水、鍋爐汽包的排污水（90℃～100℃）、高爐沖渣水（70℃～90℃）等的余熱。
　　余熱余能利用獲得大發展
　　余熱余能利用技術廣泛應用。近年來，鋼鐵工業余熱余能利用技術得到廣泛應用：其中，重點大中型企業的干式TRT配備率已經超過90%，噸鐵發電量高已經超過50kwh；重點大中型企業干熄焦比例達到42.3%，噸焦炭回收蒸汽高超過570kg；噸燒結礦回收蒸汽高超過70kg；燃氣-蒸汽聯合循環發電機組（CCPP）作為高效的能源轉換裝置，在行業內迅速推廣，包鋼、萊鋼、太鋼、沙鋼等近20家鋼鐵企業均建有CCPP。
　　此外，飽和蒸汽發電、蓄熱式加熱爐燒低熱值高爐煤氣技術、連鑄坯熱送熱裝、高爐沖渣水余熱利用、轉爐汽化冷卻蒸汽直供RH等技術在行業內廣泛應用，煤調濕技術、焦爐上升管余熱利用、熱導油蒸氨等技術也有所突破。
　　煤氣損失率逐年降低。近年來，高爐、焦爐、轉爐煤氣的利用量逐年提高，損失率逐年降低。與2006年相比，2010年焦爐煤氣損失率降低了0.96個百分點，高爐煤氣損失率降低了2.65個百分點，轉爐煤氣損失率降低了11.25個百分點。
　　自發電比例不斷提高。（楷體）鋼鐵行業余熱余能綜合利用水平和自發電比例不斷提高，自發電比例由2006年的21.6%上升到2010年的31.9%，提高了10.3個百分點。邯鋼、唐鋼等企業的自發電比例超過了70%。
　　傳統回收方式問題有待解決
　　雖然近年來鋼鐵工業的余熱余能利用取得了一定的成就，但是余熱余能本身具有布局分散、品質參差不齊的特點，造成了以傳統方式回收利用能源存在一定問題。而且二次能源生產總量總要大于消費量，在一定程度上存在能量供、需不匹配。目前，鋼鐵工業余熱余能利用普遍存在如下問題：
　　一是往往重視余熱余能的回收而輕視利用效率，造成了嚴重的無效回收。例如副產煤氣的回收都經過煤氣除塵設施和煤氣加壓輸配設施，消耗了一定的成本，如回收的煤氣沒有找到合適的用戶而放散，這就是嚴重的無效回收現象。
　　二是傳統的能源回收利用普遍采用長距離輸送方式，造成能流傳輸能耗高、傳輸損失大。例如長距離輸送中低溫的飽和蒸汽，會造成大量熱損失，不僅使回收能源又浪費掉，還會造成軟水流失形成新的損失。
　　三是蒸汽系統沒有得到高效利用，鋼鐵企業目前普遍存在蒸汽大量放散現象，尤其是夏季，有很大的回收利用空間；與此同時，往往熱電配減溫減壓器供蒸汽管網，中間環節沒有任何對外做功過程，能量貶值非常大。
　　四是部分耗能設備介質使用不合理，沒有做到能級匹配和溫度對口。由于部分企業缺乏統一的用能管理及經濟調節措施，使得各用能工序紛紛爭搶優質能源，往往就造成了高能低用的現象，從全局的角度來看能效低下。
　　應對新形勢下的挑戰
　　鋼鐵工業面臨新的發展形勢，余熱余能利用也面臨著新的挑戰。
　　煤氣損耗有待進一步降低。盡管鋼鐵行業煤氣放散率逐年下降，但由于生產規模增加導致煤氣損耗的數量仍然偏大，副產煤氣利用的節能潛力尚未完全發揮出來。這給鋼鐵工業節能工作帶來了新的挑戰，需要根據煤氣資源的數量、品質和用戶需求不同，合理分配使用煤氣，完善煤氣緩沖系統，進一步降低煤氣的放散損失率。
　　煤氣利用方式須根本性轉變。隨著低碳經濟時代的到來，企業傳統的余熱余能單一轉化為電能的利用方式將面臨著轉型，如何實現“資源—能源—再資源”綜合利用將是進一步提高能效的關鍵所在。焦爐煤氣作為一種優質的二次能源，可以生產氫氣、甲醇、二甲醚等，待工藝成熟時候也可直接噴吹入高爐，利用焦爐煤氣中的H2和CH4進行高爐冶煉，最終實現高碳能源低碳化利用。
　　熱電轉換效率進一步提高。各大企業熱電機組應該逐步向高溫高壓參數機組發展，行業內存在相當數量的中溫中壓機組，阻礙了能源轉換效率的進一步提高。企業應結合企業發展規劃，整合淘汰小型機組，建設大型高參數發電機組，將能夠較大幅度提高企業的自發電水平。
　　低溫余熱利用進一步深化及拓展。目前鋼鐵中、高溫余熱已基本得以回收，低溫低參數余熱資源綜合利用成為進一步挖掘節能潛力的關鍵所在，包括高爐沖渣水余熱、汽輪機冷卻水余熱、焦化初冷水余熱等，雖然溫度較低，但是資源總量相當可觀。節能工作者應該根據分布式能源梯級利用的理念，提高余熱質量，建設具有一定經濟規模效應的地區式熱能利用系統；同時注重余熱利用的功能拓展，將余熱用于海水淡化或污泥處理等。
　　與城市和諧共融發展。鋼鐵企業一向以高能耗、高排放形象示人，面對新的節能減排形勢，鋼鐵企業應該全力推動綠色轉型，努力做到與城市和諧共融發展，成為城市發展不可分割的部分。以鋼鐵企業余熱余能利用為核心，構建冶金爐窯—副產煤氣—共同火力—電力回供，以及冶金爐窯—低溫冷卻水—城市采暖水等多條循環經濟產業鏈，達成與社會的大循環，實現真正的循環經濟。
　　政策措施進一步完善。余熱余能利用的最終形式體現為回收電力，但是我國目前發電上網存在一定的政策障礙，如并網審批困難、過網等費用繁多，影響和限制了鋼鐵企業利用余熱余能的積極性。這給政策制定者提出了挑戰，應制定鋼鐵企業電力并網（上網）的合理政策和價格體系，鼓勵鋼廠利用余熱余能建自備電廠，同時對于余熱余能利用項目須進一步加大財政獎勵。
　　節能服務市場化機制進一步完善。目前節能效益明顯的重大節能措施在鋼鐵企業中已經普遍配建，但是一些小節能項目的推廣存在一定的障礙。這主要是因為該類項目的投資回收期相對較長，節能效益相對不明顯，企業在經營困難時期不愿意投入資金和人力。此時，須充分發揮節能服務市場的優勢，利用合同能源管理方式解決企業技術、資金、運行管理等問題，實現共贏。