2 基本概念111

我国冶金工业能源成本占总成本的25-30％，日本的能源 成本在1994年就降到14％。
冶金能源分为购入能源和自产能源。
2.2 冶金能源
（1）购入能源
煤炭（洗精煤、无烟煤、动力煤） 根据古代植物物质炭化程度的不同，可将煤分为4种： ①泥煤——最年轻的煤，由植物刚刚变来的煤； ②褐煤——泥煤经过进一步变化后所生成的，由于能将热碱水染 成褐色而得名。（粘结性弱）
矿钢比、人造富矿钢比（烧结矿钢比，球团矿钢比）、焦钢
比、铁钢比、钢钢比（p＝1），初轧坯钢比、材钢比——钢
材产量与钢产量之比，统称为综合成材率；耐钢比、铁合金 钢比等
矿钢比 铁钢比 焦钢比 转炉钢比 连铸比 材钢比
2.3 冶金能耗指标
E 综 ＝ p i ei
i
各工序的工序能耗 各工序的钢比系数
则统计期内吨钢综合能耗的改变量（ E 综 ）
E

i
p i i e

i
p ie i

i
( p i i p i i p i i p ie i e e e

i
p i e i e i

i
e i p i p i
2.2 冶金能源
（2）自产能源
洗精煤
炼焦炉
化工原料（粗苯、粗焦油） 焦炭（冶金焦、焦粉） 焦炉煤气
焦 炭 烧结矿 球团矿
煤 粉
高炉
铁水 高炉煤气
2.2 冶金能源
氧 气 铁 水 废 钢
转炉
钢水 转炉煤气
日本转炉煤气回收达到100m3/t钢，宝钢106-110m3/t钢， 一般40-50m3/t钢，小型钢厂放掉。
③烟煤——炭化程度较高的煤。（最大的特点是具有结焦性，是
炼焦的主要原料） ④无烟煤——矿物化程度最高的煤，年龄最老的煤（密度大，含
炭量最高，挥发性极少，吸水性小）
2.2 冶金能源
洗精煤——用于炼焦，包括肥煤、瘦煤、焦煤； 无烟煤——用于烧结、高炉喷吹煤粉； 动力煤——用于蒸汽锅炉、电厂锅炉，生产蒸汽和发电。 重油和天然气 ——也是化工的主要原料，用于补充能源供需不足，天然气国 内用的较少，国外用的较多，目前，冶金行业不提倡用重油，建 设“无油工厂”。 电力 一般是购入的，大型企业有自备电厂（宝钢自发电0.18元/kwh， 国家0.5元/kwh）现在的趋势是只买煤，不买电。
2 基本概念
2.1 常用能源计量单位
能源的计量单位
标准煤 kg coal equivalent 标准油 kg oil equivalent kgce kgoe
1kg 标准煤（当量）（kgce）＝7000大卡 1kg 标准煤（当量）（kgoe）＝10000大卡
2.2 冶金能源
冶金能源——用于冶金工业的能源，占全国总能耗的10％， 仅次于建材，建筑行业之后，位于第三位（含有色冶金在 内）
23.4
100% 39.1% 38.8% 38.4% 37.4% 60.9% 61.2% 61.6% 62.6%
其 中
因钢比系 数变化 因工序环 境负荷变 化
SO2 NOx CO CO2 SO2 NOx CO
（3）吨钢可比能耗
规定：① 以1t钢为计算基准，只计入某些工序的能耗。 采矿 选矿
铁精矿
烧结 球团 焦化
高炉
炼钢
初轧
原料场
轧钢
钢材
主生产流程
还有辅助工序：燃气加工（清洗、加工）；厂内运输（管道、皮带、 汽车、火车等运输）；企业亏损（煤气放散等）。
② 只计入与1吨钢配套生产所消耗的能源。
2.3 冶金能耗指标
0.971kgce/kg焦炭
动力煤： 5000kcal/kg 焦炉煤气 4200kcal/m3 高炉煤气 800kcal/m3
0.714kgce/kg汽油
转炉煤气 2000kcal/m3
0.286kgce/m3
2.3 冶金能耗指标
各种动力按加工过程中所消耗的能量计算
电力（全国平均） 0.404kgce/kwh
电力
26.8％
16.0％
15.3％
23.7％
2.3 冶金能耗指标
（1）吨钢综合能耗——工业（企业）生产1t钢所消耗的 能源量（以1吨钢为计算基准）
统计期内能源消耗总量 吨钢综合能耗＝ 统计期内合格钢产量
式中：统计期——国家每年一次，企业每月一次； [能耗总量]=[购入的能源量]±[库存变化量]－[外销量] [钢产量]=[合格连铸坯量]+[合格钢锭量] 计算时各种能源需折算成标准煤的重量
工业水
0.106kgce/t工业水
（将地下水或河水用泵抽出或运到厂内作为工业用水消耗能量） 氧气 （制氧耗电） 0.317 kgce/m3
（生产1m3氧气所消耗的能量）
蒸汽（依压力、温度而定） 43kgce/GJ
2.3 冶金能耗指标
（2）工序能耗
——指企业中的各工序生产一吨合格产品直接消耗的能源量，kgce/
2.2 冶金能源
（3）冶金能源结构
——在购入能源中，煤炭、重油、石油、天然气、外购电各自 所占的比重。
以2000年为例，我国冶金工业能源消耗量1.29亿tce。
中 国 美 国 西 德 日 本
煤炭
重油 天然气
70％
3％ 0.2％
60％
7.0％ 17.0％
55.8％
20.7％ 8.2％
56.4％
19.9％ ——
项目 吨钢可比能耗变 化比例 % 因工序能 耗变化比 例% 因钢比系 数变化比 例% “六五” “七五” “八五” “九五” “十五” -179.0 31.4 -134.2 75.0 -44.8 25.0 -89.0 15.62 -75.7 85.0 -13.3 15.0 -37.0 6.49 -12.1 33.0 -24.9 67.0 -199.0 34.91 -79.6 40.0 -119.4 60.0 -67.0 11.7 -40.7 60.7 -26.3 39.3 1980～ 2005年吨 钢节能量 -571.0 100.0 -342.3 60.0 -228.7 40.0
e14
企业亏损
e15
耐火材料
ห้องสมุดไป่ตู้e16
p13
铁合金
p14
机修
p15
其它
p16
2.3 冶金能耗指标
P1e1+ P2e2 + P3e3 +·· P7e7 + P8e8 +·· P16e16 ·+ ·+ P7
E综＝
＝p1e1+ p2e2+··+ p7e7+ p8e8+··+ p16e16 ·· ·· 吨钢采矿工序能耗 吨钢“其它”工序能 耗
由上式可见，影响吨钢综合能耗的直接因素有两大类： ①各工序的钢比系数， p1，p2，··pi 描述企业的一种结构，代 ·
表企业结构的优劣。
②各工序的工序能耗，e1，ei代表工序的能耗水平。 在分析钢铁工业能耗时，同时分析钢比系数和工序能 耗这两类因素的方法，称为e－p分析法。
2.3 冶金能耗指标
e 设 e i 、 i分别为统计期始、末第i工序的工序能耗； 设 p 、p i 分别为统计期始、末第i工序的钢比系数；
式中：E—吨钢综合能耗，kgce/t钢；pi—统计期内第i工序 的实物产量与钢产量之比，称为钢比系数； （为了突出非能源物质在节能中的重要性，提出此概念） ei—第i工序的工序能耗，kgce/t产品；
（eipi）—第i工序的吨钢工序能耗，kgce/t钢。
2.3 冶金能耗指标
钢比系数：统计期内各工序的实物产量与钢产量之比。
其 中
2.4 我国钢铁工业的能耗与排放
吨钢气体污染物排放负荷变化及减排效果分析
项 目
CO2
1980～1985 391.4 19.5% 0.63 1985～1990 419 20.9% 0.48 19.4% 1.6 27.2% 1990～ 1995 254 12.6% 0.36 14.6% 0.9 15.2% 1995～ 2000 579.4 28.9% 0.63 25.5% 1.6 27.2% 2000～ 2003 363.5 18.1% 0.37 15.0% 1.1 18.6%
因生产结构（钢比系数）变化 （间接节能量） 因工序能耗变化（直接节能量）
为了降低钢铁工业（企业）的吨钢综合能耗，一是要“节能” （降低各工序的工序能耗），二是要降低“非能源消耗”（降低 各工序的钢比系数），二者缺一不可！
2.4 我国钢铁工业的能耗与排放
1980～2005年间大中型钢铁企业吨钢可比能耗的变化 及节能效果比较 (kgce/t钢)
2.9
12.4% 146.36 0.21 0.49 1.44 72.90 0.11 0.25 0.72
6.7
28.6% 274.50 0.33 0.75 3.18 44.28 0.06 0.12 0.52
4.2
18.0% 268.51 0.27 0.79 2.90 505.01 0.51 1.50 5.91 784.85 0.96 2.27 8.75 1222.45 1.51 3.63 14.65
1tce=103×7000kcal=7000×4.18(103kJ)=7000×4.18(MJ)=29.26GJ
2.3 冶金能耗指标
各种燃料的发热量计算及折标煤系数
重油： 汽油： 柴油： 焦炭： 煤气 GJ 10000kcal/kg 10300kcal/kg 11000kcal/kg 6800kcal/kg 34.0kgce/GJ 0.6kgce/m3 0.114kgce/m3 1.429kgce/kg重油 1.471kgce/kg汽油 1.571kgce/kg汽油
kg/t
吨钢环境负荷下降 值合计
2007.3 100% 2.47 100% 5.9 100%
吨钢环境负荷 下降值及比例
SO2
25.5% 0.7
NOx
11.8%
4.9
CO 20.9% CO2 70.89 0.12 0.15 0.91 265.28 0.43 0.58 3.42
4.7
20.1% 24.55 0.029 0.09 0.30 334.91 0.40 1.18 4.11
（4）吨钢e－p分析法
在分析钢铁工业节能时，同时分析钢比系数和工序能耗两个因 素的方法，称为e－p分析法。
e1
采矿
p1
e2
e3
e6
e7
e8
选矿
烧结
e4
高炉
e9
炼钢
初轧
球团
e5
轧钢
钢材
焦化 主生产流程工序
2.3 冶金能耗指标
辅助生产工序：
e10 p10 e11 p11 e12 p12
燃气加工
e13
厂内运输
电 空气
制氧机
氮气、氩气 氧气
2.2 冶金能源
煤 工业水
锅炉
蒸汽 电力
火力发电：0.404kgce/kwh（过去）；2003年0.385kgce/kwh 宝钢：0.285kgce/kwh
空气
压缩机
（作为动力使用）
压缩 空气
地下水 河水
水泵
工业水
我国钢铁工业年耗新水40亿吨，占全国工业耗水的10％左右。
单位产品。
工艺过程及辅助生产消耗的能量－回收并外供的能量 工序能耗＝ 合格产品的产量
式中： 产品产量：统计期内各道工序的实物产量，kg，t，m3，GJ。 统计期：年、季、月、日，大多指年和月，以反映生产中的实际水 平值。 回收并外供的能源量：能源副产品，如回收余压，余能，燃料，蒸 汽，热水等。
2.3 冶金能耗指标