攀钢节能降耗工作的现状及建议

攀钢节能降耗工作的现状及建议攀枝花新钢钒股份有限公司生产部刘子成郑意兰1前言攀钢节能降耗工作经过近几年的科技攻关，吨钢综合能耗2003年达945.8kgce/t，2004年由于高炉大修，钢产量下降，能耗回到960.1kgce/t。虽然取得了很大的成绩，但吨钢综合能耗同国内先进水平宝钢676kgce/t相比，二者差284.1kgce/t；与国外先进水平日本580kgce/t相比，差距就更大了；同英国、德国、法国、美国等国家620kgce/t的能耗水平相比，也有很大差距。按每吨标准煤价值550元计算，仅能耗费用攀钢就比宝钢高156.3元/t。面对存在的差距，攀钢节能工作如何进一步深入开展，是摆在攀钢能源管理人员面前的严峻课题。为使攀钢节能降耗工作向深层次发展，突出重点，拓宽工作范围，以点带面，促进攀钢进一步大幅度降低能耗、提高经济效益、增强攀钢产品的市场竞争能力，赶超国内先进水平及至世界先进水平，必须要有一个长期的战略目标，进行管理与技术攻关。2国内外钢铁企业节能技术发展趋势随着社会、经济的发展，工业化、城市化进程逐步加快，人类赖以生存和发展的环境正发生着急剧的变化。环境的日趋恶化使人们深刻认识到经济发展过程的生态环境问题不仅直接关系到我们未来的生存，而且也直接制约着经济的发展。钢铁工业是一个资源消耗极大、污染环境严重的行业。从原料进厂到出厂的整个生产过程中所有环节无处不依赖于能源的消耗，而不少重要环节又往往排放余热、废弃物或产生二次能源，不仅造成了资源和能源的浪费，同时恶化了环境。钢铁行业的能源管理不仅要追求节约能源，同时更要重视和强调环境的保护和可持续发展。为此，国内外同行正在不断探索，进行理论研究，具体方向有：2.1追求系统节能已成为发展的主流钢铁工业节能工作，应当从整个企业出发，进行综合考虑和系统节能。系统节能包括管理节能、技术节能、结构节能，这样才能以较少的投入，实现最大的节能效果，产生较大的经济效果。2管理节能就是对整个企业各工序生产过程进行监控，完善钢铁企业的能源控制和管理中心，实现能源系统的分散控制、管中管理，管理节能可为企业节约总能耗的5%左右。技术节能就是在炼铁、焦化、烧结、炼钢、轧钢等工序应用节能技术、工艺和装备，特点是专注于本工序，和上下游工序的关联性较小。结构节能就是对钢铁工业的全过程或某一工艺进行结构调整、优化工艺，并配套使用相关的技术和设备，实现节能。其特点是由于改变了工艺，所以上下游的工艺也要做相应的调整，如高炉喷吹煤粉工艺、铸坯热送热装工艺、薄板坯连铸连轧工艺等。节能和环保是密不可分的，在开展节能的同时会产生环保效应，同时也应有环保内容，这样才能实现节能和环保的双丰收。2.2科学运用能耗分析手段，加强对能源管理工作指导在建立完善的钢铁工业能耗指标体系的基础上，能耗分析工作得到了进一步的重视和加强，企业开始采用t－p分析法、“基准物流图”对比分析等方法，为企业的深层次节能提供了工具。同时，企业生产经营活动重心向经济效益转移，节能效果、能源消耗对生产成本、经济效益的影响也开始日益受到重视。2.3信息技术、管理技术的应用愈加广泛钢铁生产是一个工艺复杂的传统产业，其能源消耗由于消耗能源介质众多也十分复杂，因此充分利用信息技术推进、改善和提升能源管理水平是钢铁企业一项长期的发展任务。以信息化带动工业化，实现现代化，从而使企业在科学决策、资源配置、产品质量、生产成本、节能降耗等方面水平的不断提高。2.4不断研究、完善、改进单体设备的节能技术和装备水平采用先进的节能技术和装备是企业在节能降耗工作中的重要手段，但一朝拥有并不表示永远先进。时代在发展，技术在进步，管理在加强，不断追求、研究和改造才能使企业永葆青春。因此，世界各先进企业均在不断探索、继续完善节能技术和管理方式。总之，系统节能与技术节能构成世界的发展方向。系统节能与技术节能3是点与面的关系。系统节能包括对钢铁企业生产结构、工艺结构、产品结构的调整与优化，使整个生产过程朝高效、低消耗、清洁、环保的方向发展，加强能源的优化配置、有效利用和整体优化。而技术节能包括新技术、新设备、新产品的应用，在工业过程中，采用各种高效、节能设备和应用现代高新技术，以达到更好的节能效果和经济效益。3攀钢能耗现状以及与宝钢的差距3.1炼铁系统攀钢炼铁系统炼焦、烧结、炼铁三个工序的能耗2004年1~9月份分别为97、63.8、511.8kgce/t，宝钢同期为87.1、62.6、395.6kgce/t，分别高9.9、1.2、116.2kgce/t。炼铁系统工序能耗高的原因：炼焦工序：攀钢吨焦耗煤量为1365.74kg，宝钢为1329kg，攀钢每炼一吨焦多耗煤36.77kg。另外宝钢炼焦工序有干熄焦装置，吨焦蒸汽回收量达到572.22kg。烧结工序：攀钢与宝钢工序能耗相差不大，主要是烧结矿余热蒸汽回收的影响，攀钢吨矿余热蒸汽回收量为0.57kg/t，宝钢达1.96kg/t。炼铁工序：攀钢比宝钢高116.2kgce/t。对工序能耗影响最大的是高炉入炉矿品位。攀钢高炉入炉矿品位为49.34%，宝钢为59.87%，攀钢低10.53个百分点。炼铁工序2004年1~9月份入炉焦比为513.29kg，喷煤127.82kg，综合焦比为615.55kg，宝钢上述三个指标分别为297.15、189.1、448.7kg，攀钢综合焦比高166.85kg。如果按入炉矿品位高1个百分点，焦比下降2%计算，攀钢达到宝钢的入炉矿品位，则焦比可降低129.63kg，吨钢综合能耗可下降127.22kgce/t。其次焦炭质量对焦比也有一定的影响，攀钢焦炭的灰份为12.62%，比宝钢高0.94个百分点。第三是热风温度的影响，攀钢、宝钢的热风温度分别为1136、1239℃，攀钢低103℃。第四是余能回收的影响，攀钢四座高炉只有4＃高炉有TRT装置，吨铁发电量平均为6.33kwh，而宝钢为36.3kwh。炼铁系统是节能降耗的重要环节，宝钢炼铁系统三个工序加上焙烧工序的能耗占其公司总能耗的69.54%，攀钢三个工序能耗占公司总能耗的72.9%。攀钢炼焦、烧结、炼铁工序的电单耗分别为29.41、27.67、25.02kwh/t，宝钢4分别为53.1、40.4、53.5kwh/t。随着环保要求的提高，攀钢的电耗将逐渐上升，炼铁系统能耗占公司总能耗的比例将继续上升。3.2炼钢系统炼钢系统攀钢只有转炉炼钢和连铸工序，宝钢除转炉炼钢外还有电炉炼钢，但电炉钢产量只占全部钢产量的5%。攀钢转炉和连铸工序能耗都比宝钢高，转炉工序攀钢为20.5kgce/t，宝钢一炼钢、二炼钢转炉工序能耗分别为1.6、-2.7kgce/t。连铸工序能耗攀钢为24.5kgce/t，宝钢一炼钢、二炼钢连铸工序能源分别为15.4、17.4kgce/t。宝钢转炉工序能耗达到负能炼钢的主要原因是采用了转炉煤气回收和余热蒸汽高效回收工艺等。吨钢煤气回收量一炼钢、二炼钢分别达到了95.25、92.9m3。3.3轧钢系统轧钢系统攀钢和宝钢都是5个工序，攀钢有轨梁工序没有钢管工序，而宝钢有钢管工序没有轨梁工序，但由于轧制品种结构不同，消耗不同，可比性不强。宝轧钢系统能耗占公司总能耗21.18%，而攀钢只占10.7%，只能说明宝钢钢材深加工程度比攀钢高得多。3.4动力转换系统宝钢动力转换系统比攀钢包括的范围大，它包括蒸汽、鼓风、给水、制氧、CDQ发电、发电厂、燃气轮机、燃气加工8个工序，而攀钢只有蒸汽、鼓风、给水、制氧、热电发电、压缩空气、燃气加工7个工序，攀钢有火力发电厂，但消耗没有列入吨钢综合能耗的统计范围之内。由于工艺和设备的不同，攀钢的动力转换能耗总体比宝钢高，结果见表1。表1部分动力产品综合能耗名称折标准煤单位宝钢攀钢差值中压蒸汽kgce/t0.1180.111-0.007电力gce/kwh32038262鼓风kgce/万m30.230.320.09氧气kgce/万m32.12.410.31从表1可以看出，差别最大的是电力，攀钢每千瓦时发电量比宝钢多耗能62gce，仅此一项就影响吨钢能耗高出28kgce/t。其主要原因是，宝钢火力发5电机组是30万kw，攀钢为10万kw，大机组消耗比小机组低。但攀钢电厂的消耗还有降低的潜力。由于动力转换能耗高，攀钢动力转换总能耗占公司总能耗的7.5%，而宝钢只有3.12%。3.5二次能源回收利用及能源亏损放散二次能源的回收利用包括煤气、蒸汽、外排水、余压、烟气及其它二次能源的回收利用。攀钢高炉除4＃高炉TRT回收利用高炉煤气余压外，主要是轨梁厂加热炉、炼钢厂转炉、烧结机回收的余热蒸汽，每吨钢的回收量为10.7kgce。宝钢除上述回收项目外，还有焦炉CDQ装置回收焦炭显热产生的蒸汽并用于发电，转炉煤气回收并将富余煤气用于燃气轮机发电，高炉全部推广应用TRT装置，因此余热利用达到了每吨钢69.47kgce的水平，是攀钢的6.5倍。而同时攀钢的吨钢亏损放散为31.7kgce，是宝钢11.2kgce的2.8倍。3.6产品结构问题对能耗影响大的产品结构主要是全公司铁钢产量比，其次是深加工产品的多少。深加工产品越多，企业的能耗越高，但其综合经济效益好，这对企业有利。铁钢产量比高，不但能耗大幅度增加，而且企业生产成本也会增加。攀钢由于资源和工艺条件的限制，再加上目前废钢资源短缺，决定了攀钢转炉加废钢条件比其他企业差。在十大钢中只有攀钢的铁产量大于钢产量。攀钢的铁钢产量比为1.005，而宝钢为0.8857，由此影响吨钢综合能耗高76.4kgce/t。另外由于高炉入炉矿品位的影响，造成吨铁耗矿和吨铁耗焦增加，这两项分别影响攀钢吨钢综合能耗高40.18kgce。4攀钢开展节能工作的技术路线及主攻方向4.1研究开发集物流、能流、信息流为一体的调试集中能源管理系统能源管理是集供能、产能、能源转换管理、用能管理于一身的生产管理实体。公司主线所需的水、电、风、气等17种能源介质，输送管网长达数公6里，信息量众多，一次能源和二次能源介质的生产、转换、输送、平衡、调配，构成了攀钢能源管理的基本功能并构成了一个系统。物流、信息、功能构成全框架，既自成体系，又相互联系，相互作用。攀钢应根据这一体系，不断探索与研究，结合计算机、网络、自动化控制等诸多技术的发展，不断开发创新，形成一系列能源管理系统，为公司整个生产经营系统的运作提供支持。4.2研究开发能源结构最优化、能源调配效益最大化技术攀钢是一个传统型的钢铁联合企业，属长流程生产企业，其能源系统品种多、管线长，十分复杂。从类型上分为：一次能源、二次能源和余能。从品种上又可分为：煤、油、煤气、水、蒸汽以及氧、氮、氩气等等，而一种能源又可分成几种，如蒸汽可分为中压蒸汽和低压蒸汽，煤气可分为焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气和混合煤气等，水可分为工业水、过滤水、纯净水和软水等。用能设备又可分为纯用能设备和既使用能源又产生新能源或余能的设备，部分设备使用燃烧还有多个方案。因此，作为一个现代化的钢铁联合企业，攀钢在规模发展与日常生产中要十分重视把握和处理好企业规模、生产流程、能源结构和能源资源的关系，只有平衡才能在完全满足生产需求的基础上实现减少外购量和减少放散损失，达到较佳的内部能源结构和较低的能耗指标。为达到这一目的，攀钢必须坚持不懈地进行工作，花大力气调整能源结构，调整能源输送设备的运行方式，研究燃料使用效率、分组管理以及多品种能源联合运行调整，降低能耗指标，为能源成本和生产成本的降低做出贡献。4.3研究开发钢铁生产热过程及热终端节能技术攀钢的钢铁生产包括从原料、烧结、焦化，到轧钢等过程，生产过程中无不包含有传热、传质、和化学反应等复杂过程，期间有很多热量要被利用。此外，钢铁生产的任一个独立设备，即通常所说的热终端设备，也有其独特的节能技术措施。因此，跟踪世界节能技术的发展和趋势、继续研究和开发钢铁生产热过程及热终端节能技术是非常必要的，这也是攀钢生产、技术、装备达到国内先进水平的必然要求。74.4研究开发炉窑余热资源最大化利用技术钢铁企业中工业炉窑是耗能大户，一般工业炉窑的热效率只有30%左右，而余热资源的回收率