钢铁企业节能思路和管理节能案例

钢铁企业节能思路和管理节能案例王维兴（中国金属学会北京100711）1．中国钢铁工业能源环保现状2007年中国钢铁工业总能耗占全国总能耗14.71%，污染物排放占全国11%。2008年前8个月全国重点钢铁企业吨钢综合能耗628.97Kgce/t，吨钢可比能耗611.31Kgce/t，吨钢电耗458.52Kwh/t，吨钢耗新水4.80m³/t。吨钢外排SO21.95Kg/t，吨钢烟尘排放0.434Kg/t，占工业总排放15.12%。中国钢铁企业处于多层次、不同结构、不同技术装备水平共同发展阶段。表12008年前8个月重点企业能耗状况单位：Kgce/t吨钢综合能耗吨钢可比能耗烧结球团焦化炼铁转炉电炉轧钢行业平均628.97611.3156.1833.08119，86430.116.2079.8559.77先进值东特452.20天管463.75新余38.96首钢18.18建龙74.18太钢366.97首钢-15.14西林51.09新兴铸管32.63落后值803.67844.0097.8648.69394.05531.8061.94161.84259.49全国有高炉1300多座，大于1000m³以上的高炉有150座。全国有烧结机400多台，180m²以上的烧结机有72台。全国有链蓖机-回转窑35条生产线，带式机有3条。全国有焦炉2200多座，炭化室高大于6m的有124座。全国有连铸机996台，2806流，其中板坯连铸机75台，薄板坯连铸机17台，园坯连铸机48台。全国电炉179座，50t以上电炉110座。中国冶金装备数量多，平均容量小，造成产品质量不稳定，能耗高。大高炉焦比要比小高炉低50Kg/t，吨铁风耗低300m³/t，单位炉容散热面积小等。大转炉实现负能炼钢，回收煤汽80~100m³/t，蒸汽50Kg/t。小转炉不回收煤汽和蒸汽。一般转炉回收量也少。中国钢铁工业能耗高的原因中国钢铁工业能耗比工业发达国家高10%左右·中国电炉钢比低，铁钢比高2007中国电炉钢比为10%左右，铁钢比为0.959，美国电炉钢比为55%，铁钢比为0.45；德国电炉钢比为30%，铁钢比为0.45。铁钢比升高0.1，吨钢综合能耗升高20Kgce/t。仅次一项，就使我国能耗高出80Kgce/t。·中国钢铁工业能源结构中煤炭为69.9%，电力为26.4%，石油类3.2%。工业发达国家电力在30%以上，石油类和天然气占15%~25%。造成我国能耗比国外高15~20Kg/t钢。·我国冶金装备平均炉容偏小，自动化程度低，造成能耗高。中国钢铁企业的生产流程连续化，紧凑化，自动化，高效化等方面有些不足。中国钢铁工业各工序能耗与国际先进水平对比表2：钢铁工业工序能耗与国际先进水平比较综合能源烧结焦化球团炼铁转炉电炉轧钢其他2005年74164.83142.2139.62456.7936.34201.0288.82工业发达国家先进水平65551.89128.1437.93-8.88198.60含冷轧钢128.00工序能耗占行业比例%12.136.451.0359.263.582.3310.225.00注，2005年电力折标煤系数为0，404Kgce/t，与国外有可比性。表3：2006年全国重点钢铁企业电、水、物耗情况采矿选矿烧结球团焦化炼铁转炉电炉轧钢热轧电耗，kwh/t1.3529.0337.8934.8536.7967.6943.46280.08100.3984.05水耗m³/t7.060.541.335.9129.6512.2938.9919.4418.28耗新水m³/t0.880.260.422.092.380.932.272.022.47物耗剥采比3.56选矿比2.52单耗0.929矿耗1.024煤耗1.39矿耗1.668金属料耗1.106金属料耗1.127成材率96.45成材率96.17炼铁系统的能耗占钢铁联合企业能耗的70%，所以说节能工作的重点在炼铁系统。能耗差距最大的工序是转炉工序，差值为46.22Kgce/t。2．能耗指标的对标挖潜要进行对口对称，才真有可比性·对口内容：产品结构，工业技术装备水平，装备容量，企业规模，原燃料条件，管理水平等。·淡化综合能耗的对标，有许多不可比性，所以应注重各工序能耗对标。·吨钢综合能耗进行企业历史数据对比有意义，与其他企业对比意义不大（包括国外）·关注能源介质析标煤系数不同及应用范围的差别用生产条件论的观点去分析能耗指标每个能耗指标均要求一定的生产技术，生产条件来支撑，要研究各能耗指标技术支撑的条件是什么，所需生产条件有哪些，要找出影响权重大的因素，再进行节能分析。如高炉炼铁工序供能来源：碳素燃烧占78%，热风供热占19%，其他为化学热。炼铁工序节能工作重点是降低燃料比。主要技术措施是提高精料水平，提高风温，提高高炉操作水平等。每项技术内容中又有一系列的具体内容。“十一五”期间完成企业GDP能耗降20%，污染物排放减少10%的分析，经讨论，专家提出：·钢铁工业“十一五”期间，节能量为6%~7%为宜。·吨钢综合能耗范围应放在热轧以前进行对比为好。·用4个能耗指标来衡量企业的节能工作比较科学。吨钢综合能耗，吨钢可比能耗，万元产值能耗，万元工业增加值能耗。·注重各工序能耗的降低。·重视烧结工序烟气脱硫工作。烧结工序排放SO2量占企业总量的58.13%。用系统工程的观点去指导脱硫工程。关注投资，运行费，技术成熟程度，设备寿命，脱硫效率和副产品的处置等关键问题。要综合本企业的实际去选择最优工程流程。没有一个固定模式。·国家已公布的文件中华人民共和国节约能源法钢铁产业发展政策（包括国家公布的三批淘汰落后产品目录等）粗钢生产主要工序单位产品能源消耗限额（国家标准）GB21256-2007中国人民共和国国家环境保护标准：钢铁工业除尘工程技术规范HJ425-2008清洁生产标准钢铁行业（烧结）HJ/T426-2008清洁生产标准钢铁行业（高炉炼铁）HJ/T427-2008清洁生产标准钢铁行业（炼钢）HJ/T428-2008中华人民共和国循环经济法（已公布）3，钢铁企业节能思路3，1,节能概念节能含义；包括减少浪费和增加回收两个部份。减少浪费：加强对用能全过程的质量和数量的管理，优化用能结构，减少物流损失，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）。二次能源占企业用能总量的15%。2，节能工作的内容包括直接节能和间接节能“十五”期间我国钢铁工业直接节能贡献率为51.5%,间接节能贡献率为48.5%。“十一五”期间我国钢铁工业间接节能是工作重点。直接节能：减量化用能，体现出节能从源头抓起，是节能工作的重点，要抓好能源亏损（一般在5%-7%，力求4%）和全生产过程能耗控制，以及降低炼铁燃料比等。精料是减量化用能的基础，精料才能是减量化用能的实质和非能源物质的节约。提高能源利用效率（重点是科学，合理，充分回收利用好副产煤气，其能值为企业用煤能值的34%，量大，对节能影响大。取消企业的燃油和烧煤的炉窑，有富余的副产煤气才去发电。煤气去发电的能源转化率为30%-45%.。利用蓄热式燃烧技术可充分利用低热值的高炉煤气。）、降低产品单位能耗。间接节能；工艺结构调整、优化工艺流程、减少生产中间环节（中间产品不落地，铁水一罐到底，钢坯热送热装，钢胚一火成材等）、提高产品性能和寿命等。系统节能包括工艺流程优化，非能源物质的节约（与节约能源物质一样主要，占可以节能量各占一半），全生产过程物质平衡，能量的优化利用等（这是当前节能工作的主要内容）。表3为2006年全国重点钢铁企业各工序电、水、物耗水平。钢铁企业节能工作包括；管理节能、结构节能和技术节能管理节能:可节约企业用能总量的5%。建立节能专管机构，完善规章制度，统计科学准确，实行节能定额管理制度，建立企业能源管理中心等。节能目标的完成是依靠一系列技术支撑，能源管理干部要和技术人员要紧密结合，搞好企业的节能工作。结构节能：调整好企业的生产结构，装备结构，产品结构，用能结构，高炉炉料结构，人才结构，组织结构等很重要。技术节能：已有上千项先进的节能技术，要抓住重点，找出权重大的项目，先组织实施。管理节能、结构节能和技术节能具体内容有专门文章介绍4，用理论研究成果来指导企业科学用能和节能钢铁企业的余热资源占企业总用能的37%，其中产品显热占39%，废烟气显热占37%，冷却水显热占15%，炉渣显热占9%。要进行科学合理回收利用。研究企业内余热资源的合理利用方法有：热平衡分析法，火用分析法和能级分析法。在研究节能问题时，不仅要看热量的数量损失，还要看热量质量的贬值，过分地强调其中那一个都是片面的，不完整的。评价钢铁企业能源转换设备的内容有：热效率、火用效率、单位产品能耗三个方面。回收利用二次能源的原则是：根据二次能源的种类、品质（温度、压力等）、数量和利用方式，最终能源利用水平，要做到能级的相匹配利用的原则，做到“按质用能，温度对口，梯级利用，热和能尽其利用”。这里有二次能源直接利用最经济的原则。因为任何能源转换都会造成能量的损失。所以，我们主张，钢铁企业内部的副产煤气要最大限度地得到科学利用。取消企业内部一切烧油、煤煤的炉窑。焦炉煤气要进行深加工，而不是去制备蒸气和发电。副产煤气实再企业内用不完，才去用于发电。用系统节能的观点来分析钢铁联合企业的节能潜力钢铁企业开展系统节能要在能源管理实现三个转变：要从注重单位设备、工序的节能向企业整体节能方向转变；要从经验管理节能向现代化企业管理方向转变，提高企业节能工作水平和能源利用效率；节能管理体系要从单一的能源部门纵向管理体系，向计划，生产、技术、原燃料供应、设备等部门与能源管理部门分工协作的综合能源管理体系联合进行能源管理。钢铁工业节能工作已从上世纪80年代的赴起步阶段，扩展阶段，发展到今天的要开展系统节能的阶段。可以说，系统节能是“十一五”期间及至更长时期内钢铁企业节能工作的重要指导思想。系统节能的研究对象是，联合企业，生产工序，单体设备三个不同层次节能工作的协调和配合。各生产工序之间非能源物质的物流量，温度，成分，形状，时间等方面对能耗（吨钢综合能耗和生产工序能耗）的影响。5，管理节能案例技术和管理是企业行走的两个轮子，两个轮子同步运转，企业生存发展就会顺利。否则就会出现摇摆。所以，钢铁企业应当高度重视实现现代化企业管理。管理节能的内容：建立、完善企业的专职能源管理部门，并形成一个管理体系宝钢设立资源环境部，管理企业的资源、能源、环境。济钢建立绩效考核办公室，对企业的节能环保进行管理和考核。大型钢铁企业建立企业能源管理中心。宝钢加强管理后实现节能总量5%，马钢达7%。·循环经济、节能、环保工作是企业一把手工程。·建立企业高素质的节能管理队伍。·联合钢铁企业建立公司，二级厂矿，车间三级能源管理网。企业节能理念：企业节能是国家任务，完成社会责任，也是企业自己要干，不完成任务就要被消灭。建立健全企业能源管理规章制度·企业能源管理实行法制化管理，进行标准化规范化操作。不因人事变动，生产环境变化，减少对节能工作的影响。·宝钢、济钢、莱钢、鞍钢、包钢等十几个企业均有一整套的能源管理文件、办法、细则等。·编制《企业能源管理工作手册》《节能工作程序文件》《企业节能作业指导书》等几十个文件能源仪器仪表配置要符合国家标准·仪器仪表配置率、完好率、周检率均要在90%以上。·建立企业的仪器仪表管理办法。·建立企业三级仪表网络：公司、二级单位、车间。目前，不少钢铁企业配置仪表不完整、不准确、不科学。严格企业能源统计工作制度统计出企业能源的数据是一手材料，是企业的购能、用能、耗能和节能的非常重要的基础数据，一定要及时、准确、科学、可靠、稳定。·坚持执行国家、行业各能源介质析称煤系数。·遵守行业通行的能源统计工作原则。·科学、合理地用好企业能源平衡表。建立企业能源消耗定额管理制度能源消耗定额管理四个环节：建立能源消耗定额体系和定额管理体系。制定和修订企业能源消耗定额。采取有效的技术和组织措施，保证定额完成。考核和分析定额完成情况，