节能背景(优秀)_节能背景
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钢铁材料是世纪最重要的、使用量最大的基础性结构材料和功能材料之一。在新世纪中, 目前没有迹象表明其他材料能动摇它的地位。但是钢铁生产高的能耗占全国能源消费总量的左右和高的污染物排放制约了它的发展, 也引起了社会广泛的关切。从年我国正式提出可持续发展的概念和内涵到年月日我国正式实施清洁生产促进法, 从年我国政府发布了“ 中国世纪人口、环境与发展白皮书” 到年原国家计委系统地研究了“ 中国工业可持续发展问题” , 年月国家发改委又提出“ 严格市场准人制度, 抓紧制定并完善行业准人的技术、质量、环保、安全、能耗等标准” , 这样一系列的理念发展和法律、法规的建设, 表明了节能环保工作已成为钢铁工业能否生存的许可证和能否发展的瓶颈之一
按照中央经济工作会议的精神,2007 年全国把节能减排列入了考核社会经济发展状况的两大硬指标。钢铁工业是高能耗、多排放的行业,在2007 年的节能减排中,承担着重大的责任。
进入新世纪以来,中国钢铁工业认真贯彻清洁生产、节约型制造和符合循环经济与人类社会可持续发展基本原则,不但实现了钢铁生产超高速增长,也在节能减排、减少对环境的污染等各个方面取得了显著的进步但我国钢铁工业发展不平衡,虽然出现了一批节能达到国际先进(甚至领先)的钢铁企业,可是一大批工艺与装备落后的小钢铁企业使我国钢铁工业的平均能耗和污染物的排放水平仍然与钢铁生产先进国家存在一定的差距。由于统计口径的差异(如电力折算系数我国为0.404kgce·kWh1 ,欧盟为0.33kgce·kWh-1 ,又如耐材、铁合金生产能耗是否记入等等),很难通过比较得出一个准确的结论。但专家们近几年来经过认真分析对比认为,我国与先进国家还存在着10 %左右的差距,而不是被夸大了的20 %~30 %的差距。这一点将通过国内外能耗物耗及污染物排放统计数据的认真调研分析加以证实。
钢铁行业进一步节能减排必须抓住三个重点, 即:把流程整体优化作为节能减排最重要的措施抓紧抓好;坚决淘汰高能耗、高物耗、严重污染的落后工艺与装备;加大先进节能减排技术的研究开发,工程化推广应用和进一步优化完善的工作力度。
钢铁材料是最重要的、使用量最大的基础性结构材料和功能材料之一,同时钢铁生产为高温过程,其中间产品要经过多次加热和降温才能成为最终产品,消耗大量的能源和载能工质,能源费用约占钢铁生产成本的1/3左右。因此,降低能耗对提高钢铁企业的竞争力有重要意义。
钢铁工业经过近几年的发展,取得了可喜的成绩。2004年,我国钢产量已经达到2.72 亿t,比上年增长22.7%,为1995 年的2.8 倍,每年增长率为12% 1。2000 ~ 2004 年,重点统计企业的吨钢综合标准煤能耗从0.907 t 降低到0.761 t,降低幅度为16.10%。尽管如此,我国仍然是钢铁生产能耗较高的国家之一,其能耗占全国能源消耗总量的10%左右,每生产1 t 钢需要消耗5 ~ 6 t 原燃料,吨钢能耗比国际先进水平高20%~ 30% 2。因此,积极地开发、研究和应用节能新技术,是维持钢铁工业可持续发展的重要途径。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300 kg/t 以下,燃料比
1999 年国际先进水平负能炼钢(标煤消耗8.88 kg/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120.79 386.90 189.30 82.93 国际1999 年先进水平50.89 405.63 8.88 82.53 国内2003 年重
点钢铁企业平均值66.42 148.51 464.68 23.56 213.73 96.29 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300kgöt 以下, 燃料比小于500kgöt;我国重点钢铁企业的入炉焦比为426kgöt, 其它企业为488kgöt, 燃料比在560kgöt 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öt, 而我国转炉工序能耗平均水平仍高达23.56kg 标煤ö t。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öt 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。
l 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。
l 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。
l TRT
截至2003年底,26座1000m3以上高炉装备TRT,1000 m3以上高炉普及率约为46%。截至2004年底,66座1000 m3以上高炉装备TRT,1000 m3以上高炉普及率约为81%。截至2005年底,1000 m3以上高炉约108座,均装备TRT,1000 m3以上高炉普及率达到100%。1000 m3以下高炉,约有20多座装备TRT(容积在420 m3~980 m3)。
l 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%。
l “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排名中,排名前50位(钢产量500万吨以上)的钢铁公司中,我国有18家,且名次比2004年提前。其中宝钢第6位,唐钢集团第12位,武钢第18位,鞍钢第19位。
但应该注意到,我国钢铁企业的成长发展主要通过各企业原地扩建和异地建新厂实现规模扩张的。2005年我国粗钢产量为35239万吨,比2000年的12850万吨增加了174.2%。2005年中国产钢1000万吨的钢铁集团(8个)合计产钢10540万吨,只占全国钢产量的30.2%左右。2005年18家年产钢500万吨以上企业的钢产量占全国的比重约为47%,而这18家企业2000年的钢产量占全国的比重约为64%。2005年我国69家重点统计企业钢产量占全国的79.81%,比上年年底下降了5.2个百分点。我国钢铁行业产业集中状况不仅没有改善,甚至出现更加分散的倾向。
而国际上,世界钢铁企业的整合购并之势日趋活跃,这几年世界钢铁行业形成了米塔尔、阿塞勒、JFE等在全球范围内资源优化配置、生产规模巨大、产品竞争力更强的一些钢铁巨头。
据统计,2004年全球产钢500万吨以上的钢铁企业共51家,其中,日本4家(新日铁、JFE、住友、神户),其钢产量占日本钢产量的73.22%;美国3家,其钢产量占美国钢产量的61.09%;俄罗斯5家,其钢产量占俄罗斯钢产量的78.69%;韩国2家(浦项、INI),其钢产量占韩国钢产量的82%。
需要说明的是,这些钢铁集团的组成是靠多个位于不同地区的钢厂重组形成的。如新日铁有9个钢厂,JFE有6个钢厂,分布于日本的各个地区,阿塞勒有12个包括热轧厂在内的钢厂,但都不是靠一个钢厂在同一地点扩大规模形成的(实际上,单个钢厂生产规模在800万吨/年以上的为数很少,在国际上,一个大型联合企业的生产规模在500万吨/年~800万吨/年之间的占绝大多数),而且具有合理的产品布局及市场的占有,并逐步形成了技术、管理等方面的协同,达到综合能源消耗降低的目的。
近年来,我国钢铁工业重组战略虽取得了一定进展:宝钢与上海钢厂重组为宝钢集团、东北特殊钢厂组建东北特钢集团、鞍本联合重组、唐钢与承钢、宣钢联合重组、首钢与唐钢联合建设首钢京唐钢铁联合有限公司等。但大多是政府干预或引导,主动调整进行重组的很少;企业集团化的优势尚未显现出来。
由此可以看出,我国钢铁产业的集中度与世界主要产钢国家和地区有很大差距。我国钢铁工业产业集中度低,导致了资源配置不合理,竞争能力低下,单位产量的能耗、物耗高,企业竞相扩大生产规模,不仅造成了严重的环境污染和市场混乱,加剧了低水平重复建设,制约了企业自主创新能力和竞争力的提高,而且严重制约着整体竞争力的提高,也大大削弱了我国在国际市场的地位和作用。
2、落后的生产能力比例较大
近年来钢铁产量快速增长,粗放型特征非常明显,盲目投资问题尤其突出。落后产能所占的比例不仅没有减少,反而有所加大。
从我国的高炉、转炉、电炉等冶炼设备看,属《钢铁产业发展政策》明确规定淘汰的落后设备约占10%~30%,符合准入条件的大型设备约占三分之一。
钢铁设备大型化既有利于节约资源、能源、土地,减轻地球环境负荷,提高劳动生产力,更有利于钢铁企业竞争力的提高。
落后装备与大型装备之间的差距主要表现在:
l 资源、能源消耗量大,利用效率低:如,1000m3高炉高出近80千克标准煤/吨,相差19%左右;入炉焦比相差200千克/吨;炼钢的金属料消耗高出约7.0千克/吨;等。
l 缺少环保设施,环境污染严重:“淘汰类”设备投资少,其中一个重要的原因在于,环保投资少;而环保设施的缺乏,导致粉尘、SO2等污染物排放量大,环境污染严重。
l 二次能源回收利用率低:现有成熟的节能技术,如TRT、转炉煤气回收等,小型设备由于工艺落后、装备水平差,无法经济合理的应用,这也正是能耗高的一个主要原因。
从2005年68家重点大中型企业的统计数字来看,国内各企业工序能耗参差不齐。如扣除原料条件,生产品种等因素影响,产业政策规定的淘汰类:按
3、二次能源回收利用率低
众所周知,钢铁生产在消耗大量一次能源的同时,产生大量的副产煤气、余热、余能等二次能源。各种副产煤气所占比例最大,总计达到约60%~80%,是钢厂二次能源的主要形式,副产煤气的充分、合理利用是降低能源消耗、发挥钢厂能源转换功能的关键所在。余热余能资源中,焦炭显热、烧结矿显热、高炉炉顶余压和转炉煤气显热等是余热回收的重点,目前已有成熟技术,应加强节能技术的推广,提高普及率。并加大烧结、焦化废烟气、高炉渣和钢渣显热利用等节能新技术的研发力度,从而形成未来钢铁工业节能技术创新的方向和突破点。
l 副产煤气利用
目前,我国钢铁工业焦炉煤气、高炉煤气放散率仍较高,转炉煤气回收量较低。如2005年生铁产量3.31亿吨,吨铁高炉煤气放散率降低1%,则吨铁节能1.6千克标准煤/吨以上,如转炉煤气回收量达到80m3/吨钢,则吨钢回收约23千克标准煤/吨钢。
因此,应注意钢厂煤气系统的优化、管理,有条件的企业要将副产煤气利用集成到发电上来,建设大机组燃煤-煤气混烧发电机组,实现钢厂电力自给,“只买煤、不买电”。同时,应关注和加强焦炉煤气制氢等新技术的研发,形成新的经济增长点,发挥能源转换功能。到“十一五”末期,如高炉煤气放散率80m3/吨钢,则年节约能源可达到900万吨标准煤以上。l 余热余能回收
我国钢铁工业经过努力,基本完成了生产工艺结构的调整,初步实现了钢铁生产流程现代化。但由于工艺、技术、装备的多层次性以及一些企业的结构不合理,我国钢铁工业在余热余能回收上的一些先进的节能工艺装备技术(如CDQ、TRT、高温空气燃烧等)尚未得到普遍的推广应用,大量低品质余热尚未得到有效利用。
目前,国内先进水平宝钢,广泛采用了各种成熟的余热余能回收技术,吨钢余热余能回收量约为74千克标准煤/吨钢左右。而我国钢铁工业平均余热余能回收量约为30千克标准煤 /吨钢。
到“十一五”末期,如主要节能技术CDQ、TRT等普及率达到95%以上,并通过冶金渣显热利用技术、低温余热利用技术等的开发,现有节能技术的进一步完善和高效化,到2010年全国钢铁工业余热余能回收量增加40~45千克标准煤/吨钢,年可回收约1400万吨标准煤。
4、能源统计、管理有待进一步完善
我国在钢铁企业间能耗指标的统计分析上还存在着很多的问题,有必要改进和完善数据统计系统。目前的能源统计方法所形成的数据不能全面代表全国钢铁工业能源消耗的总体水平。主要表现在:
(1)企业体制的变化、结构调整影响统计范围。如有些企业煤气精制车间从焦化车间分离出去,而能耗仍计入焦化工序,对于宝钢来说,此项可影响焦化工序能耗约40千克标准煤。另一方面,即使统计范围正确,但各企业生产结构(如铁钢比)对能耗影响很大;
(2)对于企业能源消耗量计算公式,原冶金部的要求与国家统计局的要求有区别,计算结果相差很大。以宝钢为例,两种计算方法所得到的企业耗电量相差约10亿千瓦时/年(国家统计局计算方法中对企业CDQ、TRT内部发电没有计入)。以前冶金部和统计局两种计算方法相互独立存在,而现在要将两种统计结果统一,从而显现出了矛盾。
(3)折标系数变化的影响。电力折标系数从发电煤耗折标系数0.404千克标准煤/千瓦时改为当量折标系数0.1229千克标准煤/千瓦时,对能耗的影响很大。
目前由中国钢铁工业协会仅统计75家左右的钢铁企业,2005年这些重点钢铁企业的钢产量占全国钢产量的79.8%,重点企业的工艺装备水平一般都比其他企业好,能源利用效率较高,而众多小企业的能耗高,但又缺乏详细数据。
真实地反映全国钢铁工业的能源消耗情况,对钢铁工业能耗数据的详细情况有确切地了解和把握,是未来节能工作开展和深入的基础,因此,加强和完善行业能源统计管理体系非常重要,是“十一五”期间钢铁行业能源工作必须解决的关键问题。
四、“十一五”钢铁工业节能的主要措施
1、提高认识理念,贯彻钢铁产业政策
“十一五”期间,加强节能工作重要性的宣传,加强钢铁产业发展规划的制定,明确不同类型钢铁企业未来的合理规模,特别是钢铁企业集团的布局、产品结构等内容,从而避免单个钢厂产能的盲目扩张以及不合理产业布局的出现。
对于钢铁企业和节能工作者,要深化节能环保理念,提高对节能环保工作的认识,通过思想、理念、工作方法等的创新,实现钢铁工业节能工作的突破。在工作中,要深化系统节能的观念,通过系统性、整体性的思想方法,充分重视钢铁生产过程中各种余热余能的回收利用,并应用现代的能源环保观和工业生态学、循环经济的基本原则,在更大尺度、更高层次上考虑问题,充分发挥钢厂的能源转换功能,实现全社会范围内的能源节约。
2、提高产业集中度,加快企业结构调整
我国钢铁工业结构调整是从粗放型经营方式走向集约型经营不可回避的问题。
对于我国钢铁工业当前的形势而言,提高钢铁产业集中度是一项根本性的措施,提高钢铁产业的集中度,必须通过多个钢厂甚至跨地区联合重组,特别是通过国有大型钢铁企业的参与和努力才能实现。提高产业集中度的关键是:实现钢厂流程结构优化,由产品“万能型”工厂转向专业化生产,每个钢厂形成与自身产品结构相适应的合理经济规模;集团内形成明确的市场分工,联合采购原料、联合销售、共同分割市场,降低成本。
3、加速淘汰落后生产能力、落后工艺和落后产品
钢铁设备大型化既有利于节约资源、能源、土地,减轻地球环境负荷,提高劳动生产力,更有利于钢铁企业竞争力的提高。
2005年底全行业落后产能占总产能的30%左右。今年将新增产能炼钢2500万吨,炼铁2300万吨,轧钢4300万吨。《国家产业结构调整目录》规定:300 m3及以下小高炉产能9988万吨,20吨 及以下小转炉、小电炉产能5500万吨,2006年进入淘汰实施阶段,2007年底实现全部淘汰。
为加速淘汰落后进程,采取的措施切实可行,“十一五”期间应把能源消耗、废弃物排放和污染物排放的指标作为淘汰落后的政策、指标依据,并加强监督、执法力度。
4、加强能源管理、统计工作
首先要从国家、行业层面,建立完善的能源统计制度,包括能源信息的收集、汇总、公布制度等,从而对钢铁工业能源消耗总量、水平、存在问题、差距等有详细地了解与掌握,为今后节能目标的确定、节能规划的制定和节能工作的开展等奠定坚实的基础。
5、开发并推广各类节能技术(1)通过钢厂煤气系统优化和能源的有效管理、调配,有条件的企业要将二次能源回收集成到发电上来,发挥钢厂能源转换功能,实现电力自给;
(2)通过研究开发新一代CDQ能源转换技术、荒煤气余热回收技术和煤调湿技术,实现炼焦工序节能20~25千克标准煤/吨钢;
(3)提高TRT技术普及率,充分发挥TRT装置发电效率,使吨铁发电30千瓦时以上。(4)通过采用烧结矿余热回收技术,吨矿发电7千瓦时,综合节能4千克标准煤/吨矿;(5)通过研究开发连铸—连轧匹配、协调技术,进一步提高铸坯热送热装率,并将铸坯温度提高到600℃以上,降低热轧燃料消耗30%以上。
(6)通过进一步完善我国高温空气燃烧技术,提高换热设备的安全性、可靠性与稳定性,并在大型轧钢加热炉和退火炉上推广应用,实现轧钢工序节能5千克标准煤/吨钢的目标;
(7)通过各种低品质余热资源的回收利用技术(包括中、低压蒸汽,降低氧气放散率),提高各种生产设备汽化冷却产生的蒸汽压力,开发低品质蒸汽发电技术,达到降低吨钢综合能耗5千克标准煤的目标。
6、冶金渣的综合利用
在钢铁生产过程中产生大量固体废弃物,对这些固体废弃物的无害化处理与再资源化利用也是钢铁工业提高能源利用率,从而降低能源消耗的重要途径。而固体废弃物中冶金渣(钢渣、高炉渣)所占的比例很大。
加强高炉渣、钢渣的综合回收利用,开发新型节能、环保的冶金炉渣处理方式,不仅是钢铁企业适应发展循环经济的主动举措,也将是钢铁企业新的经济增长点。
7、拓展钢厂社会功能,融入循环经济
构建我国钢铁工业的技术创新体系,不断提高技术创新能力,改善我国钢铁工业的制造流程,充分发挥钢铁企业的“三个功能”(钢铁产品制造功能、能源转换功能和废弃物消纳处理及再资源化功能),以提高我国钢铁工业的总体竞争力。
实现以高生产效率,高资源、能源利用率和低环境负荷实现钢厂的钢铁产品制造功能。通过与发电、建材、石化行业链接,发挥钢厂能源转换功能;消纳社会钢等废弃废物,发挥钢厂废弃物消纳-处理及再资源化利用功能,促进钢厂实现生态化转型,融入到循环经济社会。
总之,企业层面要提高认识,切切实实将企业的节能问题放在首位,将节能工作与企业的生存和未来发展紧密联系起来,落到实处。从硬件管理上,应加强企业能源管理中心建设。
五、结语 “十一五”期间,中国钢铁工业落实科学发展观,贯彻执行“钢铁产业发展政策”,通过深化结构调整,加速淘汰落后生产工艺、装备和落后产品,实现中国钢铁工业由粗放型向节约型发展的转变。推进钢铁工业的结构调整,淘汰落后,促进企业形成合理的经济规模,并组建大型企业集团,形成资源、能源的优化配置。以发挥钢厂的能源转换功能为切入点,提高能源转换效率,积极采用余热余能回收技术,充分合理利用各种二次能源,并通过新一代钢铁制造流程的自主集成开发和新一代钢厂的建设,提升中国钢铁工业的总体水平。
到2020年,中国钢铁工业在单位产值能耗年均降低4.4%的基础上,实现单位产值能耗降低20%的目标。并实施绿色制造,成为循环经济、工业生态链的中的重要一环,逐步成为世界一流的资源节约、环境友好型钢铁工业。