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节能减排论文:钢铁节能回顾及策略

时间:2013-01-21 15:18:34   阅读:78

本文作者:陈丽云1,2张春霞3郦秀萍3程小矛4张临峰2苍大强2作者单位:1北京科技大学2中国钢铁工业协会3钢铁研究总院4冶金工业规划研究院

我国钢铁工业节能减排存在的问题

“十一五”期间,我国钢铁工业在节能减排方面取得的成绩有目共睹,但节能减排是我国经济社会发展的一项长期战略方针,“十二五”节能减排约束性指标更加严格。因此在总结经验的同时,需要进一步寻找差距和潜力。

(1)淘汰能源利用效率低的落后设备的工作依然艰巨。我国钢铁行业仍有大约1亿多吨钢的落后产能,影响了钢铁行业能源利用效率进一步提高。

(2)各企业发展程度不平衡,很多大型企业节能减排水平已经很高,各种节能减排措施基本配备,技术上可挖掘潜力空间变小。但一些中小企业水平比较低,存在很多能源浪费现象,节能措施配备不完善,能源利用效率低,需进一步挖掘潜力。

(3)主要二次能源种类,特别是煤气损耗绝对数量仍然偏大。从总体来看,尽管近两年钢铁行业高、焦、转炉煤气的损失率逐年降低,但由于生产规模增加,各种煤气发生总量也在增加,因此损失率降低还不能说明损失总量的减少。重点统计钢铁企业2010年焦炉煤气损失量超过6.5亿m3,高炉煤气损失量超过281亿m3,因此,提高企业副产煤气综合利用率是钢铁行业重要的节能方向。

(4)余热资源的利用效率有待进一步提高。“十一五”钢铁行业在各生产工序的余热回收上取得一些成绩,开拓出一些新的利用技术和领域,但总体上说还有较大差距。主要是因为这些余热的品质低,压力波动,含水量高等不利因素,供给生产利用问题较多;其次,由于余热汽源比较分散(热轧系统),压力、温度不统一,很难形成“规模”化集中使用等,导致余热资源利用效率较低。总体判断“十一五”钢铁行业余热资源的利用效率大约40%左右,仍有一定的节能空间和潜力。

(5)企业能源管理工作仍有待进一步加强。目前大部分企业已认识到能源管理在节能降耗方面的重要作用,近年来各企业对于能源管理工作也越来越重视,但总体管理水平仍然不高,有进一步提高的空间。

钢铁工业“十二五”节能减排对策措施建议

转变钢铁工业发展方式对节能减排工作提出了更高的要求。“钢铁工业‘十二五’发展规划”中要求“淘汰400m3及以下高炉(不含铸造铁)、30t及以下转炉和电炉。重点统计钢铁企业焦炉干熄焦率达到95%以上。万元工业增加值能耗和二氧化碳排放分别下降18%,重点统计钢铁企业平均吨钢综合能耗低于580kgce,万元工业增加值用水量降低10%,吨钢耗新水量低于4.0m3,吨钢SO2排放量低于1.0kg,下降39%,吨钢化学需氧量下降7%,固体废弃物综合利用率97%以上”。因此,“十二五”期间,钢铁工业要调整发展战略,将节能减排作为转变增长方式、优化产业结构的重要抓手,降低能源消费在成本构成中的比重,提高能源资源的利用效率和效益。推动节能减排工作向更深层次发展,是实现钢铁工业发展方式的根本转变的必然。

1加快淘汰落后产能,优化产业结构,提升技术水平

从总体上看,我国钢铁工业的产业集中度还不高,落后产能在不少地方还普遍存在,通过加快淘汰国家产业政策和振兴规划提出的落后装备,提高产业集中度,优化产业结构,充分发挥现代化、大型化装备能效高的优势,可以取得较大的节能效果。例如:降低铁钢比,在条件许可时,转炉应多“吃”废钢,减少铁前的物料和能源消耗;采用高效连铸工艺技术,进一步提高生产作业率;提高高炉炼铁喷煤比,优化企业用煤结构;采用连铸坯热送热装和直接轧制技术,促进轧钢工序节能;优化高炉炼铁炉料结构,多使用球团矿等。在推进淘汰落后装备、促进产业结构升级的同时,应加大烧结机变频调速和降低漏风率技术、煤调湿技术、焦炉利用废弃塑料技术、干式TRT发电技术、脱湿鼓风技术、钢渣显热回收技术、钢材在线热处理技术等各生产工序先进节能减排技术的创新和应用推广力度,依靠技术进步促进节能减排。

2提高能源利用效率,进一步挖掘节能潜力

“十一五”钢铁行业在二次能源和余热资源的回收利用方面取得了巨大的成就,但在提高能源利用效率方面仍具有一定的节能潜力可以挖掘,特别是应加大在“二高、一低”,即能源的高效回收利用、高效率的转换利用、低温余热回收利用节能技术的改造力度。同时应注重企业电力系统优化产生的节能潜力。

(1)能源的高效回收利用外购能源的高质高用;二次能源的高水平回收利用,并实现“零”放散损失。

(2)高效率的转换利用电能高效转换利用;气转汽、由中温中压向高温高压转换等。

(3)低温余热回收利用低品质的余热在钢铁企业量大、面广,“十一五”钢铁行业在烧结工序上的余热利用进展最快,效果明显;高炉渣显热回收节能潜力很大,但尚未有效利用;转炉余热的利用率,尚有提高的空间;热轧一次材的余热,可采取整合方式进一步提高利用率。可以说,钢铁行业低温余热资源综合利用将会成为钢铁行业“十二五”的主战场和进一步挖掘节能潜力和技术攻关的难点所在。

3重视钢材产品全生命周期的节能减排

钢铁工业是基础制造业,是国民经济发展必不可少的支撑行业,生产各种钢铁产品,为各下游行业提供原材料。钢铁产品整个生命周期包括钢铁生产、制品加工、制品使用阶段、废钢回收重新进入钢铁生产,或散失于环境中。因此,钢铁工业的节能减排要转变方式,不仅仅局限于钢铁生产流程本身的节能减排,还要从钢铁产品全生命周期的角度考虑。即,既要考虑到上游生产过程中的低消耗、低排放,又要考虑到产品整个生命周期中的高效使用,满足下游产品节能减排的要求。

(1)钢铁产品在制造加工过程中的节能减排钢铁产品的制造加工过程主要是钢铁企业内部的钢铁生产流程。目前钢铁工业对加工过程的节能减排已经有了相当的重视并采取了各种措施,包括积极实施各种工序及全流程的节能技术和管理技术,提高能源效率,淘汰落后装备,优化工艺结构和产品结构等等。在“十二五”期间,生产过程的节能减排仍是钢铁工业节能减排的一大重点,需进一步从各方面挖掘节能潜力。

(2)满足下游行业节能减排对钢铁材料的要求钢铁产品是钢铁行业的末端产品,首先要满足市场的需求,生产出能满足下游用户性能、质量要求的钢铁产品;其次,钢铁产品同时也是下游行业的原材料,是整个社会循环链的一个重要环节,因此从社会大循环角度,既要考虑到上游生产过程中的低消耗、低排放,又要考虑到产品整个生命周期中的高效使用,满足下游产品节能减排的要求。如汽车的低油耗标准要求减轻汽车车重、提高发动机性能等,这就是下游行业对于钢铁工业所生产的钢铁材料提出的要求。钢铁工业提供符合下游行业节能减排要求的新材料,也就是从钢铁产品生命周期的角度实现了钢铁产品的节能减排。而要实现下游产品的节能减排,就要从生产过程中采取措施来选择最优化工艺。主要从几个方面来考虑:①使用不同工艺技术生产符合质量性能的产品,择其最低消耗、低排放、低成本的工艺;②同样生产工艺,通过适当改进,提高产品质量性能,减少钢材用量、增加产品使用寿命;③采用更低消耗、低排放、低成本的工艺生产具有相当质量性能的替代型产品。

(3)提高废钢的回收利用废钢的有效利用是钢铁工业实现可持续发展的重要途径。废钢是重要的再生资源,对于节约天然资源、降低能源和原材料消耗、减少环境污染、降低成本和增加就业都具有重要的意义。一方面,从资源链条来看,废钢除作为自产废钢在企业内部循环利用外,各行业使用的钢铁材料报废后会通过回收利用重新作为原料用于生产钢铁产品;另一方面,从能源链条来看,废钢的回收利用,减少了由铁矿石到粗钢的生产过程,直接减少了煤炭等一次能源的消耗,减少废水、废气、废渣的排放。加强利用废钢资源的基本立足点是大量利用社会废钢(包括折旧废钢和加工过程的废钢),利用废钢资源有利于降低整个钢铁工业的能源消耗和环境负荷,有利于推动循环经济。随着钢铁工业的发展,废钢资源利用得到进一步重视,废钢的回收、分类、处理和供应将发展成为一个产业。废钢是电炉炼钢的主要原料,但现阶段由于我国废钢积蓄量有限,“十二五”大力发展电炉生产的时机尚未到,但可以通过转炉增加废钢加入量来增大废钢的使用。同时关注电炉短流程的技术进步与发展。

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