炼铁工序能耗现状和节能.doc

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1、我国炼铁工序能耗现状和节能王维兴（中国金属学会）1、钢铁工业能耗现状据统计，我国钢铁工业能耗占全国能源总耗的16.2%左右，GDP值占全国3.2%。2011年前5个月重点钢铁企业吨钢综合能耗600.18 kgce/t,比去年同期下降1.01 %。表12011年前5个月重点钢铁企业各工序能耗情况单位：kgce/t烧结球团焦化炼铁转炉电炉轧钢动力2011 年平均52.5330 .104.24406.41-2.0171.3057.93前5个月50最低湘钢首钢建龙涟钢唐钢淮钢纵横26.6940.0418.3661.29336.77-16.5128.45最高72.5753.10155.o11475.85

2、25.06130.23204.111999 年58. 89128. 1437. 93-8.88198.6热扎47.82国际先进水平冷扎80.28占行业总能耗比例；%6. 060. 4914. 6948. 172. 273.689.60约 15.0说明：1因国家将电力析标系数从0.404kgce/度调整为0.1229kgce/度，故造成约17%误差，使能耗指标失去连续性。22010年全国重点钢铁企业产钢5.40亿吨，比上年同期增长 11.09 %，但重点大中型企业总能耗2009年度比去年同期仅增长6.81 %，说明全行业为节能做出了贡献。3我国有一批企业专业工序能耗达到或接近国际水平。2011年

3、前5个月度工序能耗较低单位：烧结工序：湘钢(40.04 )。新余(42.16 ).宣钢(42.24) 太钢(45.23) 重钢(46.54) 成钢(46.42) 宝钢八一 (40.79)衡管(47.00) 三钢(47.18) 武钢(47.86 )。焦化工序：建龙(61.29) 湘钢(62.83 )新余(74.33 )柳钢(82.49) 太钢(82.78) 鞍钢(82.29 ) 沙钢(84.11) 三明(89.41) 南钢(89.58) 安钢(93.68)武钢(94.69).炼铁工序：。涟钢(336.77),宣钢(362.27) 太钢(353.81)邯钢(364.25),天铁(370.71 ),

4、新余(374.98) 国丰(375.69) 冷水江(382.70)重钢(383.89) 衡管(384.04)，日照(384.19) 杭钢(384.33)，建龙(384.34) 张店(384.88).,说明我国炼铁系统节能4从表1可看出各企业之间的最高值与最低值工序能耗水平差距很大的潜力是很大的5我国已经掌握相关专业先进的节能工艺、技术、装备、以及操 作技术。本人认为，不必再向国外购买相关节能技术装备。目前， 应加大对先进节能技术装备的推广和提高工作力度。2 、炼铁系统节能技术和能源管理1节能概念 节能含义：包括减少浪费和增加回收两个部分。减少浪费：加强对用能质量和数量的管理。优化用能结构，减少

5、物流损失，能源介质的无谓排放等。增加回收：大力回收生产过程中产生的二次能源（包括余压、 余热、余能和煤气等） 。节能工作目标：提高能源利用效率，降低产品单位能耗2钢铁企业节能工作内容：管理节能、结构节能和技术节能。管理节能：通过对企业实行现代化管理，建立企业的节能管理部门和工作制度，重点耗能设备的仪器仪表配备、完好率、周检率要达90%以上。执行国家和行业的能源统计规范，实行能源定额管理。设立企业能源监管机构（能源处 或能源管理中心） ，最终实现企业的节能目标。能源管理中心工作内容是：监测、管理和控制、调整、故障分析诊断，能源平衡等。如能实现企业能源现代化管理，就可以实现节约企业总能耗的5%效果

6、。结构节能：调整钢铁工业生产工艺技术结构，可以实现节能的效果。如增加炼铁炉料的球团配比，增加喷煤比采 用连续铸钢工艺和薄板坯连铸工艺，轧钢坯料热装 工艺均可以实现节能的效果。2010年重点钢铁企业焦化工序能耗为105.89kgce/t ，喷吹煤粉工序能耗在2035kgce/t ，高炉多喷吹煤粉，改变高炉用能结构，少用焦炭。这是炼铁系 统结构优化的中心环节。烧结工序能耗为 52.65kgce/t ，球团工序能耗为 29.9kgc 多用球团矿，少用烧结，就可 减少炼铁的能耗。 球团矿含铁品位高于烧结矿， 还可以实现提高炼铁入炉 矿品位的效果。连续铸钢工艺比模铸节能 25%- 50%薄板坯连铸连轧工

7、艺比模铸开坯热轧节能70%。连铸坯热装热送和直接轧制可节能35%，实现企业现在化管理，就可以实现节约企业总能耗的5%效果。技术节能采用先进的工艺、技术、装备、淘汰落后，可以促进节能工作。炼铁系统有几百项单项节能技 术。本文只介绍几项重大节能项目。干法熄焦技术（CDQ:可回收红焦显热的 80%可降低焦化工序能耗 68kgce/t。同时可提高焦 炭质量。高炉煤气压差发电技术（TKT）:可回收高炉鼓风能量的士36%实现吨铁发电机 20 -35度。采用煤气干法除尘技术之后可提高30%的发电量。烧结矿余热回收技术:可降低烧结工序能耗 10kg / t.提高热风温度 1000，可降低炼铁焦比 8- 15k

8、gce/t, 高炉炼铁入炉矿品位提高1%，降低焦比1.5%,产量提高2.5%,吨铁渣量减少30kg ,允许多喷吹煤粉15kg/t煤粉高炉冷风管道进行保温可提高风温917C,高炉煤气C02含量升高1%可降低燃料比20kg/t。生铁含 si 降低 0.1%，可降低焦比 4 5kg/t 。3. 钢铁企业应重视可燃气体的综合利用 1 我国重点钢铁企业用能结构：煤炭为 69.9%（焦煤和煤粉为 47.93%） 动力煤为 21.97%电力为 26.4%石油类为 3.20% 天燃气为 0.5%2钢铁企业生产过程中煤气发生量和热值钢铁企业生产过程中（不包括动力用煤）所用的煤炭有34.12%能值直接转换为可燃煤

9、气（包括：高炉、转炉和焦炉煤气，这部分可燃气体的能值对于钢 铁企业节能工作有重大影响 （因所占比例很大） 。科学、合理、高效地回收和使用这些 可燃气体是企业节能工作的重点。煤气性能表2煤气性能高炉煤气转炉煤气焦炉煤气热值KJ/m 328003500700084001700019500发生量m 3/t1700200080 1203504303钢铁企业煤气使用情况表32010年重点钢铁企业煤气情况高炉煤气放散率%2焦炉煤气放散率%转炉煤气回收m/t平均值5.281.5981先进值0 （15个企业）0 （39个企业）111落后值32.9127.070 （18个企业）高煤气发生量大、热值底。采用蓄热式

10、燃烧技术之后，可扩大使用范围。现已有270台蓄热式轧钢加热炉，热风炉采用空气和煤气双预热之后可使用纯烧高炉煤气，实现风温大于1200C以上。焦炉煤气热值高，进行提取H2处理，或生产二甲醚替代汽油。-目前，我国大多数中小转炉没有回收转炉煤气，不但浪费能源，还污染环境。转炉煤气热值比高炉 煤气高一倍以上，应当用于热风炉烧炉，替代焦炉煤气。我国重点钢铁企业转炉煤气平均回收量低（ 67m3/t ），国外工业发达国在职 100m3/t 以上，我们应提高回收水平和扩大使用范围。钢铁企业使用煤气的原则： 不同质量的煤气要得到优化，科学、合理、经济地使用。最大限度地在本企业内各工序中广泛 应用。应当取消企业内

11、烧油（石油类）炉窑，向多买煤少买电，不买油的用能源结构方向发展。提高煤气使用效率（也就是提高能源转化率）。煤气-蒸汽-发电的能源转化率在此30%左右。煤气-燃气轮机-发电的能源转化率在内 45%左右。所以，煤气去发电的能源转化率总体上能源转化率不高， 所以，钢铁企业实在内部煤气用不完的条件下，再去建煤气去发电。一些企业仍在烧油，而将煤气去发 电，在经济上是不合算的， 也是不科学的。 高炉煤气产生量大、 热值低， 用于去发电是有一定的合理性。4. 降低炼铁燃料比是钢铁联合企业节能工作的重点钢铁企业用能结构中有 80%以上是煤炭。 高炉炼铁能耗占钢铁联合企业能源消耗的49.4%.高炉炼铁用能的 7

12、8%是来自碳素 （即焦炭和煤粉 ）燃烧.所以, 钢铁联合企业高炉燃料比高低是影响企业节能工作成 绩的最大因素 .钢铁联合企业节能的思路是首先要实现减量化用能,可充分体现出节能工作从源头抓起.降低炼铁燃料比是实现企业减量化用能的最大体现.所以说，降低炼铁燃料比是钢铁联合企业节能工作的重中之重,必须下大力气抓好此项工作.做好此项工作，节能的效果也是最好.对此,钢铁企业节能工作要有清醒的 思路影响炼铁燃料比的因素是很多，可见表4但是,要结合企业具体情况，抓住主要因素不可胡子眉毛一起抓，才能见成效.表4降低炼铁燃料比（煤比+焦比+小块焦比）的因素项目变动量燃料比变化项目变动量燃料比变化入炉品位+1.0

13、%-1.5%风温1150C+100 C-8Kg/t烧结矿FeO 1.0% 1.5%10501150+100 C-10Kg/t烧结矿碱度 0.1（倍） 3.0%3.5%9501050+100 C-15Kg/t熟料率+10%-4% 5%950+100 C-20Kg/t烧结矿5mm粉末 10% 0.5%顶压提高10KPa-0.3% -0.5%矿石金属化率+10%-5% -6%鼓风湿度+1g/m3+1Kg/t隹八、j_JL4 炭M40 1%-5.0Kg/t富氧1%-0.5%M10-0.2%-7.0Kg/t生铁含Si+0.1%+4 5Kg/t灰份+1.0%+1.0% 2%煤气CO2含量+0.5%-10K

14、g/tS份+0.1%+1.5% 2%渣量+100Kg/t+40Kg/t水份+1%+1.1% 1.3%矿石直接还原度+0.1+8%粒度5mm+7%+1.6 Kg/t炉渣碱度0.1（倍）3%入炉石灰石+100Kg+6% 7%炉顶温度+100 C+30Kg/t碎铁+100Kg-20 -40Kg/t焦炭CRSCSI+1%+1%-0.5%1.1%+2%+3%矿石含硫+1%+5%烧结球团转鼓+1%-0.5%4.1.高炉炼铁是以精料为基础.精料技术水平对炼铁指标的影响率占70%,高炉操作占10%,现代化管理水平占10%,设备作业占5%,外界因素 （动力,供应,上下工序等 ）占 5%.所以 ,降低炼铁燃料比的

15、重点工作是要坚持精料方针.努力提高入炉矿含铁品位是大方向 ,但是目前是较难 .国内外铁矿石的品位在连年下降.目前 ,影响我国高炉炼铁生产的最大因素是原燃料质量不稳定 ,致使高炉生产不稳定 .这方面应引起炼铁界的重视 .在高冶炼强度、高喷煤比条件下，焦炭质量水平对高炉指标的影响率在35%。在焦炭指标中 M10指标对高炉影响最大 ,波动 0.2%，燃料比变化 7kg/t.注意有害杂质含量对高炉生产的影响。4.2. 高风温的作用高炉炼铁用能，有19%是由热风炉提供的。高风温对降低燃料比是起到积极作用。风温提供100C,可降低燃料比 8 1 5kg/t.高风温是廉价的能源，是用45%高炉煤气燃烧得来的

16、，是体现企业能源利用效率高的主要内容，是实现低燃料比的主要措施。炼铁企业要为实现高风温，做出不断的努力。目前，我 国风温水平与国际先进水平的差距在100C左右，且热风炉寿命大多数达不到25年。近年来，我国热风温度不断提高， 特别是一些 2000M3 以上容积的高炉， 均实现高风温。 2011 年前 5个月风温水平较高 的企业有：太钢 1219C,首钢1215C,宝钢1210C,天钢1203C,攀钢1200C,济源1194C,三明 1188C,津西 1185C,重钢 1181C,兴澄 1178C。目前，我国热风炉存在的主要问题是，提供不了高风温，使用不了高风温。这里有设计（结构、 选型、用材）

17、、材质、施工、维护、操作等方面的情况。4.3. 追求低燃料比、经济喷煤比、高经济效益企业存在的最大价值是要实现效益的最大化,而不是单纯追求某个先进指标。企业应当.追求低燃料比。低燃料比关系到企业的成本和能耗。降低燃料比的因素见表4.要结合企业具体情况，用生产条件论的观点，找出主要矛盾。对于大多数企业来说，影响燃料比的因素是：精料技术水平（焦炭、矿品位） 、 风温、高炉操作、设备等。2011年前5个月重点企业燃料比为520kg/t.燃料比较低的企业有：宝钢468kg/t,冶钢 469 kg/t,首钢 471 kg/t,邯钢 478 kg/t,兴澄 480 kg/t,太钢 489 kg/t,马钢

18、492 kg/t,沙钢 493 kg/t,青钢 497 kg/t,韶钢和柳钢均为500 kg/t,鞍钢501 kg/t.。20 11年前5个月与2010年相比，燃料比降低较多 的企业有：重钢降 29 kg/t,邯钢降20kg/t,锡钢降17 kg/t南昌和达钢均降14kg/t,承钢降9 kg/t,敬业和衡管 均降 8kg/t, 首钢、武钢和太钢均降 7kg/t, 天铁、凌钢、淮特、济源、和石横均降 6kg/t。要追求经济喷煤比。提高喷煤比后，燃料比不再升高，这个喷煤比，就是经济喷煤比。喷煤有较好 的经济效益，但不是最高喷煤比，就会有好的经济效益。我们希望采购的煤粉质量要好。煤粉的灰分含 量要小

19、于焦炭含量。 还希望煤粉的有害杂质含量要低， 含碳量要高。 这样， 煤粉对焦炭的置换比可在1 ,0以上。要充分发挥出喷煤的优势。要用系统工程的观点去分析。宝钢高炉可以喷260kg/t以上的煤粉，但这时高炉煤气热值要低于800大卡/立方米。炼铁用的碳素能值会有34%转换为煤气。低热值煤气在企业内不好利用。为保证煤气有一点利用价值，宝钢将喷煤比定在200kg/t,左右。在当前原燃料条件下，宝钢追求燃料比（468kg/t）,将喷煤比降低到161 kg/t. 2011年前5个月与2 0 10年相比，重点企业中 有12个企业是通过降低喷煤比，实现降低燃料比，祥见表5.表5部分企业燃料比、煤比、风温、矿品

20、位变化情况企业承钢宣钢徐州淮特武钢重钢涟钢燃料比变化,kg/t-944672911煤比变化，kg/t13813121风温变化，C+ 34+ 4 2+ 18+ 100+ 10 4+ 4矿品位变化，0.21+ 0.02 1.06+ 0.40 0.17+ 1.66+ 0.45上述企业降低燃料比，还有焦炭和烧结矿质量变化、高炉操作等其他因素。5 .建立现代企业管理制度的重要作用管理和技术是钢铁企业行走的两个轮子，两个轮子运行不同步会使钢铁企业行动来回扭摆，或划 弧运动。钢铁企业的现代化企业管理也是一门科学，属于管理学，也有一整套的科学技术内容，5.1.要实现标准化、规范化、数字化管理。建立健全各项规章

21、制度，有合理的考核办法。用制度 管人，消除人为因素的影响。让每个职工充分发挥出积极性、创造性、主动性和约束性。实现企业内该 谁管的事，就应谁去管。不出现干部管理的缺位、越位、不到位、失职行为等。目前，企业出现的干部每天都在忙于事务性工作，主要精力在维持简单再生产，是企业粗放式经 营的表现。5.2.抓好企业技术创新工作技术创新是企业生存和发展的灵魂。 要把企业的主要科技人员放在技术中心， 搞技术研究和产品 开发。技术中心的科技人员不能成为生产的救火队。企业在人、财、物等方面要向技术中心倾斜。实现 创新技术和新产品是应用一代、使用一代、储存一代。有企业发展的后劲。5.3. 建立企业三总师工作制度

22、钢铁联合企业应设立总工程师、总会计师、总经济师，分别负责管理企业的技术、生产、财务、经 济运行工作。董事长、总经理主要工作是出主意和用好人；抓企业发展规划、产品结构调整、新产品开 发等战略性工作。二级管理干部抓战术工作，完成具体年度计划任务，生产运行的调整，各技术经济指标的实现充分利用好建立的 ERP 系统。早 7 点前，将企业前一天生产指标均能展示出来。在合理范围内的 数据为绿色，超过正常值得为红色。大家在企业内部网上均能见到。早调度会，只说出现红字的原因， 以及尽快变绿的措施。5.4. 将炼铁系统统一管理 烧结、球团、焦化、炼铁二级单位均由炼铁厂管理。炼铁对原燃料采购应有一定语话权。因为，

23、一 切最终考核的目标是炼铁指标和成本。所以，大家均要做好为炼铁服务。可减少二级单位管理干部，也 不必在调度会议上当裁判员。5.5. 稳定是生产的灵魂，稳定会出高效益 目前，我国钢铁企业出现的最大问题是，原燃料质量不稳定，高炉生产不稳定。大量工作是在打补 丁，采取应急措施，不能按常规组织生产。这样工作，企业的效益也受影响。企业要稳定，先要原燃料 质量和供应数量稳定。 企业要建立稳定的原燃料供应基地。 与上家有紧密的联系 （投资， 入股，联营等） 建立有一定规模的原料场。在原料场内对原燃料混均。生产组织不放卫星，不表扬某个英雄工长，要表扬英雄集体。钢铁企业生产要打团队精神，团结协作，统一目标，不能搞分散主义。不能只表扬降低采购成本，而还要考核高炉指标。这是不科学的。要 将技术，经济，管理三结台，用系统工程方法进行具体分析研究，提出一个合理、经济、科学的采购方 案。