钢铁能耗分析

单位
宝钢
武钢
浦钢 中钢
浦项厂 光阳厂
吨标煤／t 0.699 0.809 0.767 0.759
kWh／t 627.70 459.93 434.70 598.10
t／t
5.31 23.06 5.49 3.96
kg 标煤／t 132.68 124.46 120.83 128.81
0.725 610.70
(2)宝钢的全烧低热值煤气燃气轮机技术
燃气轮机是一台 150MW 燃气—蒸汽联合循环热电装置，采用日本川崎和瑞士 ABB 公司合 作研制专烧高炉煤气的 GTllN2 型单轴重结构燃气轮机。主要有燃烧室、空气压缩机、高低 压煤气压缩机、湿式电气除尘器、煤气加热器与冷却器、减速齿轮箱、余热锅炉、蒸汽轮机 —发电机及辅助系统等部件所组成，具有机组效率高、启停速度快、占地面积较小、降低高 炉煤气放散率、投资额低、施工周期短等特点，整体装置具有国际一流水平。该机组投产后， 消耗了大量的高炉煤气，2000 年共使用高炉煤气 18.2 亿立米，发电 5.7 亿千瓦时，供汽 6.7 万吨。燃气轮机的投运以及能源中心改造等其它因素使宝钢的高炉煤气放散率大幅下降，从 1995 年的 16.12%下降至 2000 年的 0.13%。2003 年使用高炉煤气 27.74 亿立米，发电 8.6 亿，宝钢高炉煤气放散率保持 0.13%。
63.45 431.17
7.55
35.83
kg/t
572.33 248.46
227.65 105.52
kg/t
74.88
86.05 19.31 31.05
kg/t M3／t
wenku.baidu.com
48.8 20.18 101.93 100.73 87.45 91.83
77.23 104.49
%
0.62 1.00 0.21 0.78 2.54
51.04 1065 617 8.77 12.27
82.07 67.75 58.17 2.46 1024.76 125.75 517.43 39.57 1091 4268 32.5 92.60 1109 423 3.08 23.16
50.87
1300(荷兰) 130(日本) 515(日本)
-12.81(日本) 89.7
3.36 146.72
kg 标煤／t 60.38 63.83 63.47 59.75 kg 标煤／t 395.47 453.91 443.11 488.16 kg 标煤/t 6.81 13.03 5.29 20.85 kg 标煤／t 186.96
kWh／t 36.21 12.45 33.20 22.10
(3)及时发现能源系统故障，加快故障处理速度，使能源系统更安全。
(4)使能源系统的运行监视、操作控制、数据查询、信息管理实现图形化、直观化和定 量化。
能源中心在宝钢自 1991 年投产以来，具代表性的吨钢综合能耗和 BFG 煤气的放散率两 个指标每年平均降低 1.6%，据估算，其中有 50%应归于能源中心的节能贡献，按 6 年间平均 750kg/t 计算，每年节支 8.8 万吨标煤，约折合人民币 2530 万元。
浅谈中国钢铁工业能耗现状与节能前景
一、我国钢铁工业能耗现状与差距 1.我国钢铁工业能耗现状 从 1980 年以来，钢铁工业能源消耗一直占全国总能耗的 10%左右。能源消耗结构中，
煤炭占主导地位，电力其次，其它能源占有份额很少，2002 年的钢铁能源消耗见图 1，并且 大型联合企业煤炭消耗量往往超出该比例，如宝钢、鞍钢、武钢、首钢的煤炭消耗量均远大 于平均消耗量，尤其是宝钢 2003 年煤炭消耗量占 99.72%。
2.我国钢铁工业能源消耗存在的主要差距 (1)与国际水平的整体差距 ——能源使用效率比较
按 1995 年价格计算的 2000 年每百万美元 GDP 能耗世界平均为 264 吨标准油，美国为 255 吨标准油。能源经济效率最高的国家依次为日本、德国，分别为 92.3、146 吨标准油， 我国香港地区为 93.6，美国为 255 吨标准油，我国为 892 吨标准油，这耗水平为世界平均 水平的 3.38 倍。
根据统计资料，截止到 2003 年，全国重点大中型钢铁企业综合能耗呈现持续下降趋势， 2003 年吨钢综合能耗达到 0.767 吨标煤／吨钢。
为了比较不同情形下钢铁企业综合能耗，对 1999 年以来全国 73 家大中型企业(包括转 炉钢厂和电炉钢厂)的吨钢综合能耗报表进行分析，73 家基本代表全国情况，通过产量排序 选出年产量大于 100 万吨企业 45 家，45 家中综合能耗大于宝钢的有 39 家，将 73 家、45 家、39 家和宝钢的情况进行对比 (图 2 所示)，可以发现：
0.755
0.08
40
12 安阳钢铁集团公司
463.89 362.07
0.781
0.106
49
13 宝山钢铁(集团)公司
1154.73 779.57
0.675
注：表中数据为钢铁工业 2003 年中国钢铁工业协会统计数据。 三、采用成熟技术，促进钢铁工业可持续发展
1.能源中心建设
宝钢能源管理系统(EMS)是宝钢引进先进技术设备，自行开发应用系统的大型在线生产 管理中心。采用现代计算机技术、网络通信技术和分布控制技术，实现宝钢能源系统的实时 监视、控制、调整，具有故障分析诊断、能源平衡预测、系统运行优化、高速数据采集处理 及归档等功能。
1995 年 2002 年 13.27 12.41 79.2 81.1
国际先进 7(美国) 84-85
180.69 149.38
128.03
53.00 1.36
56.60 1.491
58.67(日本)
日历作业率／％ 结
工序能耗／(标煤)／kg·t-1
入炉矿品位／％
高
利用系数／t·m-3.d-1
热风温度／℃
——二次能源利用是企业综合能耗差异的重要原因，2003 年二次能源利用占宝钢能耗 总量的 11%。加快二次能源利用的建设、提高相关技术和管理水平是缩小与宝钢差距的工作 方向。
表 2 工序能耗指标历年来变化及差距
焦 化 烧利
技术指标 灰分／％ M40／％
工序能耗／ (标煤)kg·t-1 烧结矿品位／％ 用系数／t·m-2.h-1
——能耗指标比较
能耗及工序指标列于表 1、表 2。
指标名称
吨钢综合能耗 吨钢耗电 吨钢耗水 炼焦工序能耗 烧结工序能耗 高炉工序能耗 炼钢工序能耗 电炉工序能耗 TRY 回收 干熄焦蒸汽回收 烧结蒸汽回收 转炉蒸汽回收 转炉煤气回收 高炉煤气放散率 氧气放散率
表 1 国内大型企业能耗指标与国际水平比较
414.2(日本)
表 3 国内大型企业能耗比较与节能潜力(2003 年)
序号 企业名称
钢产量 总能耗(万 吨钢综合能耗 与宝钢的差距 节能潜力(万
(万吨) 吨标煤)
(tce／t)
(tce／t-s)
吨标煤)
1
鞍山钢铁集团公司
1017.67 904.58
0.889
0.214
218
2
武汉钢铁(集团)公司
831.38 653.3
(2)国内企业之间的差距
图 2 表明节能潜力存在很大空间。国内大型企业能耗比较与节能潜力列于表 3，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。
由此可以得出以下结论：
和国际水平比较：
——产量增加，节能成绩显著，能耗指标迅速改善，与国际先进钢铁企业指标差距不断 缩小。
——2003 年部分企业的某些工序能耗(kgce／t)已接近国际先进平均水平。如宝钢炼铁 工序为 394.27，国际先进的平均水平为 437.93。宝钢，武钢等一批企业转炉“负能”炼钢 接近-8.88kgce／t 的国际先进平均水平。
%
4.90 8.73 4.96 1.23 2.06
日本和 日本 歌山厂 鹿岛厂
644 136
100
国外先进国家的高炉焦比已达到 300kg／t 以下，燃料比小于 500kg／t。我国重点钢铁 企业的入炉焦比为 426kg／t，部分其它企业为 488kg／t，燃料比在 560kg／t 左右。高炉工 艺的能耗(标煤)比世界先进水平高 50-100kg／t。
我国宝钢已实现了炼钢厂“负能炼钢”，武钢等企业已实现了转炉工序“负能炼钢”， 而我国转炉工序能耗平均水平仍为 23.56kgce／t，日本君津钢厂转炉工序能耗-6.27 kgce ／t。 我国宝钢已实现了炼钢厂“负能炼钢”，武钢等企业已实现了转炉工序“负能炼钢”，而我 国转炉工序能耗平均水平仍为 23.56kgce／t，日本君津钢厂转炉工序能耗-6.27 kgce／t。
炉
喷煤比／kg·t-1
燃料比／kg·t-1
利用系数 t·m-3·d-1
钢铁料消耗／kg·t-1 转
炉龄／炉 炉
工序能耗／(标)kg·t-1
连铸比／％
钢铁料消耗／kg·t-1
电
电耗／kWh／t-1
炉
电极消耗／kg·t-1
利用系数／t·m-3·d-1
80.94
54.86 1.79 999 56.4
25.11 1109 998
钢铁企业的工序能耗反映了生产中各工序的能耗组成，为节能采取措施提供了努力的方 向.历年来全国大中型企业的铁工序、钢工序能耗一直是下降的。2001 年全国重点企业工序 能耗结构见图 3，2003 年宝钢的工序能耗结构见图 4。
以上分析表明：在全国总能耗逐年上升的同时，钢铁工业用能呈上升趋势；钢铁工业吨 钢综合能耗一直为下降趋势；钢工序能耗连续逐年下降的同时，铁工序能耗近年略有上升； 大型企业如宝钢、武钢、鞍钢等由于注重铁、钢工序的二次能源利用，已经取得了较好的能 耗指标。
1997 年上海一钢 2500m3 高炉尚有 20-23 万 m3／小时高炉煤气全放散，为此用 3000 万美 元采用首钢技术上了一台 50MW 汽轮发电机组。此后，马钢、鞍钢和安钢各上了 220t／h 全
烧高炉煤气的锅炉，沙钢也上了 2 台 220t／h 高温、高压全烧高炉煤气锅炉，武钢上了 4 台 150t／h 中温中压高炉煤气锅炉。
——综合能耗从大到小的排序是：39 家、45 家、73 家、宝钢；电炉流程吨钢能耗低于 联合型企业的吨钢综合能耗，73 家大中型企业由于包括先进的电炉生产线在内，其平均指 标优于其它两组，典型的联合型企业(39 家)离宝钢指标最远，潜力最大；
——73 家企业中，鞍钢、首钢、太钢、宝钢、酒钢、昆钢等 6 家在年总产量提高的同 时，年总能耗量却在逐年降低。
0.786
0.111
92
3
首钢总公司
815.07 647.37
0.794
0.119
97
4
马鞍山钢铁股份公司
606.21 472.58
0.78
0.105
64
5
攀枝花钢铁(集团)公司 400.88 379.15
0.946
0.271
109
6
包头钢铁公司
525.06 535.25
1.019
0.344
181
7
宝钢 EMS 使分布于宝钢全厂范围的全部变电所(室)、排水泵站和给排水设施、煤气加压 站、煤气混合站及能源分配设施等通过计算机网络联结在一起，实现能源系统的分散控制、 集中管理、优化分配。
(1)可以减少能源中心定员，节约成本，提高工作效率。
(2)调度管理人员可以更全面地了解能源系统，提高能源管理水平.
太原钢铁(集团)公司
317.64 287.15
0.904
0.229
73
8
本溪钢铁(集团)公司
468.66 465.91
0.994
0.319
150
9
唐山钢铁集团公司
608.12 462.47
0.76
0.085
52
10 邯郸钢铁集团公司
500.24 388.18
0.776
0，101
51
11 济南钢铁集团总公司 505.02 381.39
上钢一厂、梅山的能源中心正在建设之中，还有不少企业都从基础上不断完善能源中心 的建设，如鞍钢、本钢等企业。
2.利用低热值煤气发电
(1)首钢的全烧高炉煤气电站锅炉技术
全烧高炉煤气电站锅炉如果仅供热而不发电，无法大量回收煤气，尤其夏季不采暖时， 高炉煤气放散问题仍然无法解决。首钢针对高炉煤气的热值低、燃烧稳定性差等特点，研究 高炉煤气的燃烧特性，解决全烧高炉煤气的稳定燃烧以及锅炉安全保护系统等问题，自行开 发全烧煤气电站锅炉，于 1996 年 12 月正式投产。锅炉运行不受季节影响，一年四季都可以 回收煤气，冬季抽汽供热、发电、兼顾冬季供暖问题。220 吨／小时锅炉每小时可烧 19.6 万 m3 高炉煤气，年经济效益达到 7000 万元以上。
——绝大部分企业仍然存在较大的差距。
国内企业比较：
——铁工序是钢铁生产能耗最大的工序，2003 年较 2002 年全国总体呈现略微上升趋势； 各企业差距较大，宝钢 2003 年炼铁工序能耗 395kgce／ t，全国平均为 465kgce／t，相差 70kgce／t；
——钢工序能耗在吨钢综合能耗中不可忽视，国内 2003 年平均水平为 23.56kgce／t， 宝钢、武钢连续两年实现转炉负能炼钢，优于国内平均水平约 25kgce／t；