2017年高爐煉鐵系統能耗現狀及節能潛力分析
2018-06-04 12:52 中國鋼鐵新聞網 系統管理員
2017年鋼協會員單位統計的煉鐵企業有90家，產鐵62151.43萬噸，比2016年增長2.15%，其鐵產量占全國的87.44%；與2016年同期相比，統計增加了9個單位，但濟南鋼鐵、珠海粵裕豐和灤縣金馬等企業無相關數據。2017年鋼協會員單位煉鐵系統能耗情況對比情況見附表。
高爐煉鐵工序能耗情況。
2017年鋼協會員單位煉鐵工序能耗為390.75kgce/t，比2016年升高0.12kgce/t。工序能耗較低的企業有：重鋼282.61kgce/t，漣鋼331.33kgce/t，安鋼354.21kgce/t，新冶鋼357.06kgce/t等。企業煉鐵工序能耗高值達434.58kgce/t。
目前，企業之間統計的煉鐵工序能耗存在較大誤差。焦比在煉鐵工序能耗數據中約占60%，煤比約占17%，煤氣消耗占12%，高爐鼓風約占5%。高爐煉鐵所需的熱量有78%來自碳素燃燒，有19%由熱風提供，3%是爐料化學熱。因此，燃料比的變化對工序能耗起決定性的作用，熱風溫度的高低有較大影響。
燃料比低是工序能耗低的保證。2017年煉鐵燃料比較低的企業有：鞍鋼3200m3高爐493.72kg/t，韶鋼3200m3高爐498.31kg/t，寶鋼武鋼2200m3高爐499.83kg/t，寶鋼武鋼3200m3高爐509.80kg/t等。
目前，我國高爐煉鐵指標中與國際先進水平相比，差距大的地方是熱風溫度偏低，差80℃~100℃。企業應盡快扭轉這種局面，促進高爐工序節能。
據統計，2017年鋼協會員單位煉鐵工序能耗有39個單位得到下降，下降幅度較大的企業有：鹽城聯鑫下降6.07%，新疆八一鋼鐵下降5.87%，天鐵下降4.35%等；但有38個單位煉鐵工序能耗在上升，上升多的企業幅度達9.85%。
2017年全國鋼鐵行業已有近800臺TRT裝置，配備率達到95%。煤氣干法除塵（已有600多套，可提高發電能力30%）可實現噸鐵發電45千瓦時的業績，濕法除塵的發電量也應在32千瓦時/噸左右。但目前TRT平均發電量在32千瓦時/噸左右，有1/3的發電能力沒有發揮出來，相關企業應努力提高TRT裝置的工作能力。
燒結工序能耗情況。
2017年鋼協會員單位燒結工序能耗為48.50kgce/t，比2016年下降0.03kgce/t。燒結工序能耗較低的企業有：新疆八一鋼鐵38.39kgce/t，萍鄉鋼鐵39.57kgce/t，安鋼42.40kgce/t等, 企業能耗高值達到58.14kgce/t。
據統計，2017年鋼協會員單位中有38個單位燒結工序能耗得到降低，能耗降低較多的企業有：首鋼水鋼降低13.59%，首鋼長鋼降10.53%，東北特鋼降10.37%，太鋼降7.89%等。2017年有32個單位燒結工序能耗比2016年有所增加。
焦化工序能耗現狀。
2017年鋼協會員單位統計了41個單位的焦化工序能耗，平均值為99.67kgce/t，比2016年升高2.51kgce/t。能耗指標較好的企業有：鞍鋼60.83kgce/t，新鋼73.00kgce/t，福建三鋼75.07kgce/t等，企業能耗高值達137.66kgce/t。據統計，2017年有14家企業焦化工序能耗得到下降，下降幅度較大的企業有：鄂鋼下降20.19%，新鋼下降19.34%，邯鋼下降7.79%，宣鋼下降6.84%等；但16家企業焦化工序能耗在上升，升幅大的企業達82.48%。
焦化工序能耗中扣除煤消耗以外，消耗大的是焦爐或高爐煤氣，占能耗的10%左右。煤氣消耗量與結焦時間、熱工制度的穩定有關。
燒結工序節能潛力分析。
燒結工序能耗中，固體燃耗約占80%，電力約占13%，點火燃耗約占6.5%，其他約為0.5%。因此，降低固體燃耗是燒結節能工作的重點，此外還有提高燒結工序余熱回收利用水平等。2017年，燒結固體燃耗較低的企業有：達鋼33.07kg/t，申特鋼鐵42.93kg/t，新冶鋼44.49kg/t，唐鋼44.74kg/t等。采取熱風燒結和燒結余熱回收等措施，也可促進燒結工序能耗降低。
用熱空氣冷卻熱燒結礦（燒結設計規范要求生產冷燒結礦），高溫空氣使鍋爐產生高壓和中壓蒸汽，再進行發電；高溫空氣可以用于熱風燒結，可使燒結工序能耗降低10kgce/t。對于300m2燒結機，可配置12500kW的電站，蒸汽壓力4kPa,，溫度為425℃，提高發電效率。
高爐工序節能潛力分析。
高爐煉鐵用能有78%來自燃料燃燒，19%由熱風提供。因此，降低煉鐵工序能耗工作的重點是努力降低煉鐵燃料比，以及提高熱風溫度等。理論上，鐵礦石還原需要熱量9GJ/t~11GJ/t鐵，因此，個別高爐出現燃料比或工序能耗數據過低的現象，是不科學的。
煉鐵系統應推廣應用余能回收利用技術，包括高爐爐頂煤氣壓差發電技術（TRT）、熱風爐煙氣余熱回收技術等。
TRT發電能力隨爐頂煤氣壓力而變化，一般每噸生鐵可發電20kWh～40kWh。采用干法除塵，可提高發電量30％左右。因煤氣溫度每提高10℃，發電透平機出力可提高3％。高發電量可達54kWh/t。
高爐鼓風能耗約占煉鐵工序能耗10％～15％，采用TRT裝置可回收高爐鼓風機能量的30％左右，可降低煉鐵工序能耗11kgce/t～18kgce/t。
從技術政策上講，爐頂壓力大于120kPa的高爐均應當有TRT裝置。我國已有700多套TRT裝置。
熱風爐煙氣余熱回收技術，是用這些余熱來預熱熱風爐燒爐所用的助燃空氣和燃燒煤氣（簡稱雙預熱）。應用此項技術后，可實現單燒高爐煤氣條件下，熱風溫度≥1200℃，工序節能10kgce/t鐵。風溫提高100℃，高爐煉鐵可節焦8kg／t～15kg／t鐵。
此外，高爐煉鐵應該推廣富氧高風溫大噴煤技術，可實現高爐噴煤比在200kg/t鐵以上。高爐噴吹煤粉是煉鐵系統結構優化的中心環節，可以實現節焦增產、環境友好的效果，同時可降低生鐵成本。噴煤比達到100kg/t鐵以上，可降低噸鐵成本60元以上。
高爐煉鐵精料技術對節能也有影響。高品位是精料技術的核心，在入爐品位57%左右時，入爐品位提高1%，煉鐵燃料比下降1.5%，生鐵產量提高2.5%。提高原燃料強度，也可降低煉鐵燃料消耗。同時，鐵礦石冶金性能要好。
焦化工序節能潛力分析。
以某企業焦化工序能源消耗為例，洗精煤占88.68%，煤氣消耗占9.2%，蒸汽占1.29%，電力占0.63%。企業采用干法熄焦（CDQ）可節能，因為從焦爐出來的紅焦炭（950℃～1050℃）所含顯熱相當于煉焦生產消耗總熱量的35%～40%。采用干法熄焦，可回收紅焦顯熱的80%，噸焦可產生3.9MPa的蒸汽0.45t（先進的可達0.6t）。寶鋼干熄焦可降低焦化工序能耗68kgce/t。而且干熄焦的焦炭質量得到提高，熱反應性降低10％～13％，M40提高了3％～4％，M10改善0.3％～0.8％；在焦炭質量不變的條件下，焦爐可多配10％～20％弱黏結性煤，可節水0.38t/t焦；高爐使用干熄焦炭，可降低焦比2％，提高產量1％。
采用高壓鍋爐發電技術，可以使CDQ的發電效率提高10％。其蒸汽壓力從5.4kPa升到9.5kPa，蒸汽溫度從450℃升高到580℃，并可進一步采用二級蒸汽發電工藝。
加強焦爐熱工調節可節能。用焦爐煤氣加熱時，α值從1.45降到1.2；用高爐煤氣加熱時，α值從1.25降至1.15后，可節省煉焦能耗5.91kJ/kg～11.82kJ/kg濕煤。
對煙道空氣過剩系數進行自動控制，可降10%煉焦能耗。
對焦爐煤氣上升管余熱進行回收，可回收煉焦用能的37%，是焦化工序第二大的節能項目；目前，尚未大力開展。
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