科技成果

TECHNOLOGICAL ACHIEVEMENTS

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除塵效率和節能降耗并重

發(fā)布時(shí)間：

2017-05-04 13:06

　　我國鋼鐵工業(yè)在過(guò)去十年間的噸鋼能耗逐年下降，節能工作取得了顯著(zhù)的成就，但依然存在一些問(wèn)題，在下一步發(fā)展中面臨嚴峻的挑戰，其中很重要的一個(gè)方面就是余熱余能的利用問(wèn)題。
　　鋼鐵工業(yè)制造流程是一個(gè)大規模能源循環(huán)系統，在構成該系統的工序內部，在各工序之間進(jìn)行復雜的能量消耗、轉換、再生、輸送，而且鋼鐵聯(lián)合流程具有很強的熱管理特征。
　　鋼鐵生產(chǎn)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(huán)境溫度的廣泛范圍。目前我國生產(chǎn)1噸鋼產(chǎn)生的余熱余能資源量約為8GJ～9GJ，主要分為副產(chǎn)煤氣、排氣余熱、固體余熱及廢汽廢水余熱。副產(chǎn)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(fā)展
　　余熱余能利用技術(shù)廣泛應用。近年來(lái)，鋼鐵工業(yè)余熱余能利用技術(shù)得到廣泛應用：其中，重點(diǎn)大中型企業(yè)的干式TRT配備率已經(jīng)超過(guò)90%，噸鐵發(fā)電量高已經(jīng)超過(guò)50kwh；重點(diǎn)大中型企業(yè)干熄焦比例達到42.3%，噸焦炭回收蒸汽高超過(guò)570kg；噸燒結礦回收蒸汽高超過(guò)70kg；燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組（CCPP）作為高效的能源轉換裝置，在行業(yè)內迅速推廣，包鋼、萊鋼、太鋼、沙鋼等近20家鋼鐵企業(yè)均建有CCPP。
　　此外，飽和蒸汽發(fā)電、蓄熱式加熱爐燒低熱值高爐煤氣技術(shù)、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(shù)在行業(yè)內廣泛應用，煤調濕技術(shù)、焦爐上升管余熱利用、熱導油蒸氨等技術(shù)也有所突破。
　　煤氣損失率逐年降低。近年來(lái)，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(gè)百分點(diǎn)，高爐煤氣損失率降低了2.65個(gè)百分點(diǎn)，轉爐煤氣損失率降低了11.25個(gè)百分點(diǎn)。
　　自發(fā)電比例不斷提高。（楷體）鋼鐵行業(yè)余熱余能綜合利用水平和自發(fā)電比例不斷提高，自發(fā)電比例由2006年的21.6%上升到2010年的31.9%，提高了10.3個(gè)百分點(diǎn)。邯鋼、唐鋼等企業(yè)的自發(fā)電比例超過(guò)了70%。
　　傳統回收方式問(wèn)題有待解決
　　雖然近年來(lái)鋼鐵工業(yè)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(zhì)參差不齊的特點(diǎn)，造成了以傳統方式回收利用能源存在一定問(wèn)題。而且二次能源生產(chǎn)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(yè)余熱余能利用普遍存在如下問(wèn)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(wú)效回收。例如副產(chǎn)煤氣的回收都經(jīng)過(guò)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(méi)有找到合適的用戶(hù)而放散，這就是嚴重的無(wú)效回收現象。
　　二是傳統的能源回收利用普遍采用長(cháng)距離輸送方式，造成能流傳輸能耗高、傳輸損失大。例如長(cháng)距離輸送中低溫的飽和蒸汽，會(huì )造成大量熱損失，不僅使回收能源又浪費掉，還會(huì )造成軟水流失形成新的損失。
　　三是蒸汽系統沒(méi)有得到高效利用，鋼鐵企業(yè)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(shí)，往往熱電配減溫減壓器供蒸汽管網(wǎng)，中間環(huán)節沒(méi)有任何對外做功過(guò)程，能量貶值非常大。
　　四是部分耗能設備介質(zhì)使用不合理，沒(méi)有做到能級匹配和溫度對口。由于部分企業(yè)缺乏統一的用能管理及經(jīng)濟調節措施，使得各用能工序紛紛爭搶優(yōu)質(zhì)能源，往往就造成了高能低用的現象，從全局的角度來(lái)看能效低下。
　　應對新形勢下的挑戰
　　鋼鐵工業(yè)面臨新的發(fā)展形勢，余熱余能利用也面臨著(zhù)新的挑戰。
　　煤氣損耗有待進(jìn)一步降低。盡管鋼鐵行業(yè)煤氣放散率逐年下降，但由于生產(chǎn)規模增加導致煤氣損耗的數量仍然偏大，副產(chǎn)煤氣利用的節能潛力尚未完全發(fā)揮出來(lái)。這給鋼鐵工業(yè)節能工作帶來(lái)了新的挑戰，需要根據煤氣資源的數量、品質(zhì)和用戶(hù)需求不同，合理分配使用煤氣，完善煤氣緩沖系統，進(jìn)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(zhù)低碳經(jīng)濟時(shí)代的到來(lái)，企業(yè)傳統的余熱余能單一轉化為電能的利用方式將面臨著(zhù)轉型，如何實(shí)現“資源—能源—再資源”綜合利用將是進(jìn)一步提高能效的關(guān)鍵所在。焦爐煤氣作為一種優(yōu)質(zhì)的二次能源，可以生產(chǎn)氫氣、甲醇、二甲醚等，待工藝成熟時(shí)候也可直接噴吹入高爐，利用焦爐煤氣中的H2和CH4進(jìn)行高爐冶煉，最終實(shí)現高碳能源低碳化利用。
　　熱電轉換效率進(jìn)一步提高。各大企業(yè)熱電機組應該逐步向高溫高壓參數機組發(fā)展，行業(yè)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(jìn)一步提高。企業(yè)應結合企業(yè)發(fā)展規劃，整合淘汰小型機組，建設大型高參數發(fā)電機組，將能夠較大幅度提高企業(yè)的自發(fā)電水平。
　　低溫余熱利用進(jìn)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(jìn)一步挖掘節能潛力的關(guān)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(guān)。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(zhì)量，建設具有一定經(jīng)濟規模效應的地區式熱能利用系統；同時(shí)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(fā)展。鋼鐵企業(yè)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(yè)應該全力推動(dòng)綠色轉型，努力做到與城市和諧共融發(fā)展，成為城市發(fā)展不可分割的部分。以鋼鐵企業(yè)余熱余能利用為核心，構建冶金爐窯—副產(chǎn)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(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，達成與社會(huì )的大循環(huán)，實(shí)現真正的循環(huán)經(jīng)濟。
　　政策措施進(jìn)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(fā)電上網(wǎng)存在一定的政策障礙，如并網(wǎng)審批困難、過(guò)網(wǎng)等費用繁多，影響和限制了鋼鐵企業(yè)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(yè)電力并網(wǎng)（上網(wǎng)）的合理政策和價(jià)格體系，鼓勵鋼廠(chǎng)利用余熱余能建自備電廠(chǎng)，同時(shí)對于余熱余能利用項目須進(jìn)一步加大財政獎勵。
　　節能服務(wù)市場(chǎng)化機制進(jìn)一步完善。目前節能效益明顯的重大節能措施在鋼鐵企業(yè)中已經(jīng)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(lèi)項目的投資回收期相對較長(cháng)，節能效益相對不明顯，企業(yè)在經(jīng)營(yíng)困難時(shí)期不愿意投入資金和人力。此時(shí)，須充分發(fā)揮節能服務(wù)市場(chǎng)的優(yōu)勢，利用合同能源管理方式解決企業(yè)技術(shù)、資金、運行管理等問(wèn)題，實(shí)現共贏(yíng)。