鋼鐵工業(yè)節(jié)能實踐及發(fā)展

楊冬云

摘要：較高的能源消耗是約制鋼鐵企業(yè)持續(xù)發(fā)展的最重要因素之一。通過對鋼鐵生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀進行分析，為行業(yè)提供可利用的實踐經(jīng)驗；對利用新能源、新方法的展望，為鋼鐵工業(yè)能源使用描繪可持續(xù)的發(fā)展藍圖。

關(guān)鍵詞：鋼鐵工業(yè)；節(jié)能技術(shù)；新能源

國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展，鋼鐵需求也呈穩(wěn)定增長態(tài)勢，也推動了鋼鐵工業(yè)的發(fā)展。鋼鐵工業(yè)是能源集約性行業(yè)，生產(chǎn)過程中消耗大量的能源，在當前能源資源日益緊缺的形勢下，節(jié)能降耗成為全社會關(guān)注的焦點，也是鋼鐵企業(yè)自身降本增效、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。因此，只有把節(jié)約能源放在首要位置，才能為企業(yè)、為社會創(chuàng)造出更多價值。

一、節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀

（一）燒結(jié)余熱回收

燒結(jié)工序能耗大約為45kgce/t左右，燒結(jié)生產(chǎn)過程中消耗大量的能源，但有效利用的不足50%，大量的能源以熱煙氣形式排出，所以在燒結(jié)工序的節(jié)能工作中，重點是余熱資源的回收利用?，F(xiàn)在大型的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)均建有燒結(jié)環(huán)冷余熱回收及發(fā)電裝置，將環(huán)冷機的熱煙氣送到余熱鍋爐，產(chǎn)生過熱蒸汽進行發(fā)電，發(fā)電量能夠達到15kwh/t以上；先進的企業(yè)將燒結(jié)大小煙道的熱煙氣進行回收，并入環(huán)冷余熱發(fā)電系統(tǒng)中，提高發(fā)電量。

（二）煉鐵節(jié)能

煉鐵工序能耗大約在400kgce/t左右，高爐煉鐵主要的能耗是燃料，目前高爐日益大型化，燃料比控制在500kg/t左右，所以保證高爐穩(wěn)定順行，降低燃料比是煉鐵工序節(jié)能的基礎(chǔ)。其次，動力能源作為煉鐵生產(chǎn)的保障，也應該打破傳統(tǒng)的理念，打破保供應思維，利用先進節(jié)能技術(shù)，提高能源利用效率，降低動力能源消耗。另外，加強余熱余能的回收利用，建設(shè)TRT，利用爐頂余壓進行發(fā)電，利用好的可達到45kwh/t；利用熱風煙氣預熱空氣、煤氣，提高熱風爐的燃燒效率，降低過程煤氣消耗。

（三）減少焦化蒸汽使用

傳統(tǒng)的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)均配套建有焦爐，焦化工序的工序能耗在100kgce/t左右。焦化生產(chǎn)傳統(tǒng)節(jié)能措施有：控制合理的熱工參數(shù)，提高焦爐的熱效率：加強焦爐及煤氣回收系統(tǒng)的密封性，增加焦爐煤氣回收量；建設(shè)干熄焦及配套的發(fā)電裝置，充分利用紅焦顯熱，回收利用余熱資源；利用焦爐上升管煙氣余熱，并入干熄焦系統(tǒng)，增加蒸汽產(chǎn)量，提高發(fā)電量。另外，焦化傳統(tǒng)的化產(chǎn)回收過程中，采用蒸汽加熱，蒸汽的過度使用，不僅熱效率低，而且增加了污水量。所以，在化產(chǎn)回收中，盡可能的利用熱油換熱、電加熱等先進的工藝，減少蒸汽消耗，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的要求，為后續(xù)水處理減輕壓力。

（四）負能煉鐵

在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)中，先進的企業(yè)均實現(xiàn)了負能煉鋼。實現(xiàn)負能煉鋼的關(guān)鍵是余熱余能的回收利用，轉(zhuǎn)爐煤氣和汽化煙道冷卻蒸汽的回收是轉(zhuǎn)爐煉鋼節(jié)能工作的重點。通過降罩操作、負壓控制等工藝控制手段，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐煤氣的最大限度回收利用，為工業(yè)爐窯提供相對高熱值的燃料，目前先進的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)轉(zhuǎn)爐煤氣回收達到了130m3/t以上。其次，轉(zhuǎn)爐汽化冷卻煙道產(chǎn)生飽和蒸汽，視裝備水平不同，大型的轉(zhuǎn)爐可實現(xiàn)回收20Mpa以上的蒸汽80kg/t，可利用該飽和蒸汽進行發(fā)電。另外，在轉(zhuǎn)爐煉鐵過程中，消耗的能源主要是水、電和氧氣，優(yōu)化水資源配置，實現(xiàn)分質(zhì)供水，這是煉鋼生產(chǎn)降低水耗的重要手段；優(yōu)化轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)節(jié)奏，多個轉(zhuǎn)爐吹煉時間均勻有序，這是保證氧壓穩(wěn)定，減少氧氣放散的重要方式。

（五）軋鋼節(jié)能

軋鋼工序是鋼鐵生產(chǎn)流程中的最后工序，也是實現(xiàn)效益的增長點的關(guān)鍵工序。加熱爐是軋鋼生產(chǎn)的主要能源消耗環(huán)節(jié)，現(xiàn)代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的軋鋼加熱爐均實現(xiàn)了利用企業(yè)自產(chǎn)的煤氣作為燃料，不再使用煤或天燃氣。隨著蓄熱式加熱技術(shù)的推廣應用，低熱值的高爐煤氣成為加熱爐的重要燃料，充分利用了鋼鐵生產(chǎn)過程的二次能源。加熱爐的汽化冷卻蒸汽的回收利用，也是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)節(jié)能的重要技術(shù)手段，主要利用途徑有三個：一是并入企業(yè)低壓蒸汽網(wǎng)，用于企業(yè)生產(chǎn)生活用汽；二是并入煉鋼飽和蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，作為補汽，增加發(fā)電量；三是建小型發(fā)電機組，就地利用發(fā)電，這種情況一般離主廠區(qū)較遠，輸送熱損失大，建一套小型螺桿發(fā)電機組，充分利用該部分余熱資源。

二、節(jié)能展望

（一）優(yōu)化原燃料結(jié)構(gòu)

從目前鋼鐵冶金生產(chǎn)過程中的能源消費結(jié)構(gòu)分析，鐵前系統(tǒng)成為能源消耗的主要環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)所消耗的能源在總能源消耗占比超過了70%。為了有效實現(xiàn)生產(chǎn)流程控制目標，必須打破傳統(tǒng)的節(jié)能觀念，對整個生產(chǎn)過程進行系統(tǒng)性優(yōu)化，有效提高生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的科學性與合理性。入燒入爐資源優(yōu)化，是貫徹“源頭減量”的節(jié)能理念的重要手段。從入燒入爐原料成分和配比入手實施清潔生產(chǎn)，提高原燃料品質(zhì)，實現(xiàn)精料入燒入爐。為了更好地實現(xiàn)這一目標，不僅僅是企業(yè)節(jié)能部門獨立的工作，而是企業(yè)采購、生產(chǎn)、技術(shù)、節(jié)能等部門聯(lián)動，統(tǒng)一思想，明確目標，協(xié)調(diào)配合，確保進料結(jié)構(gòu)能夠達到精料標準。例如提高外粉比例、提高精粉品位、提高噴吹煤熱值、降低鋼鐵輔料的添加量等措施，降低無用的能源消耗；另外在二次能源利用方面，提高煤氣品質(zhì)，減少廢氣的摻入量，提高爐窯的燃燒效率，從而降低能源消耗。

（二）發(fā)展清潔能源

目前鋼鐵企業(yè)的能源消費主要是化石能源，化石能源的使用過程中產(chǎn)生CO2、SO2等，給全球環(huán)境造成了極大壓力。而且化石能源作為一種不可再生資源，儲量持續(xù)下降，隨著環(huán)保壓力的不斷提高，鋼鐵冶金行業(yè)亟需采取新的替代能源開展生產(chǎn)活動，逐漸減少化石能源消耗，最終實現(xiàn)清潔能源的全面應用。目前，先進的鋼鐵企業(yè)承擔起社會廢物的消納功能，利用工業(yè)垃圾與廢物燃燒提供部分生產(chǎn)動力，既解決了工業(yè)垃圾的處理，又為企業(yè)提供部分能源，這是鋼鐵企業(yè)生存發(fā)展的一個重要招牌。另外，有條件的企業(yè)，可研究風能、太陽能、潮汐能等清潔能源的利用，這是鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的研究發(fā)展方向。新能源應用于鋼鐵冶金生產(chǎn)能夠大大降低化石能源的使用數(shù)量，從源頭減少能源消耗，同時減少有害氣體排放，從根本上實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保要求，為鋼鐵冶金行業(yè)的清潔生產(chǎn)模式推廣應用創(chuàng)造良好條件。

三、結(jié)語

總而言之，隨著鋼鐵冶金技術(shù)的不斷完善與發(fā)展，整個鋼鐵制造行業(yè)也迎來了更為廣闊的發(fā)展空間，要想使其具備持續(xù)性的發(fā)展?jié)摿?，必須強化能源?jié)約意識，擺脫傳統(tǒng)鋼鐵冶金的制約性，開發(fā)出更為節(jié)能化的冶金技術(shù)，在提升冶金質(zhì)量的同時，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，促進我國工業(yè)制造水平的進一步提升。