深入挖掘鋼鐵“余熱”效益 還需突破一系列難關

　　國家發(fā)改委等六部門近日聯(lián)合發(fā)布了《中國資源綜合利用技術政策大綱》。專家表示，我國是人均資源匱乏的國家，資源綜合利用是解決可持續(xù)發(fā)展中合理利用資源和防治污染這兩個核心問題的根本途徑。目前我國能源加工、轉(zhuǎn)換、儲運與終端利用的綜合效率僅36%，比發(fā)達國家低10個百分點。重點產(chǎn)品的能耗比國際先進水平高20%。在我國能源消費中，工業(yè)能量的轉(zhuǎn)換效率尤其低，以煤炭為例，目前我國工業(yè)領域用煤占煤炭產(chǎn)量的80%，能量綜合利用的潛力非常高。從目前我國實際來看，節(jié)能的潛力比調(diào)整能源供應結(jié)構更容易在短期見效，潛力也更大。為此，能源經(jīng)濟版從今天起推出“把能源資源綜合利用起來”系列報道，敬請關注。

　　從煉鋼爐看余熱回收

　　目前鋼鐵工業(yè)總能耗占全國工業(yè)總能耗的15%，能源有效利用率僅30%。提高鋼鐵制造過程中余能資源的回收利用率，是降低能源消耗，有效提升能源使用水平的重要途徑。

　　眾所周知，鋼鐵工業(yè)是一個高耗能產(chǎn)業(yè)，目前鋼鐵工業(yè)總能耗占全國工業(yè)總能耗的15%，能源有效利用率僅30%。提高鋼鐵制造過程中余能資源的回收利用率，是降低能源消耗，有效提升能源使用水平的重要途徑。

　　以寶鋼為例，寶鋼自建廠以來，持續(xù)改善余熱余壓等余能資源回收設施、開發(fā)增設節(jié)能裝置，使得余熱余壓等余能資源的回收利用率逐年上升。2010年寶鋼集團的核心企業(yè)寶鋼股份公司回收余熱余壓等余能資源達到233萬噸標煤，比2006年多回收95萬噸標煤，占公司總用能量的12%，折合人民幣41.29億元，余熱余壓等余能發(fā)電達到11.56億千瓦時，余熱余壓等余能資源利用率達到70%以上。寶鋼在余熱余壓等余能資源回收利用上的努力，拉近了我國鋼鐵行業(yè)在余能資源利用上與國外先進企業(yè)之間的差距。

　　從寶鋼建廠開始，寶鋼人就考慮引進先進的節(jié)能設備，在余能回收領域探索新技術。比如，在煉鋼所用的步進梁加熱爐冷卻技術改進方面，寶鋼就經(jīng)歷了從工業(yè)水冷卻到汽化水冷卻的技術演變，其中轉(zhuǎn)變的核心就是能否進行余熱資源的回收。

　　步進梁加熱爐外形類似一個大型的長方盒子，記者在寶鋼股份熱軋廠一熱軋采訪時，一熱軋的2050加熱爐正在運行中，隆隆軋鋼之聲不斷從爐中傳出，每隔一段時間爐子底部就“吐”出一塊赤紅炙熱的長方形鋼坯，鋼坯沿傳送帶傳送之際，一股股熱浪撲面而來，面部都有炙烤的感覺。鋼坯的溫度如此之高，加熱爐內(nèi)的溫度可想而知。因此，給爐體降溫，就是極其必要的工序。

　　2050加熱爐的加熱操作工胡德強告訴記者，步進梁加熱爐的特點是在爐子內(nèi)部采用步進梁架起鋼坯，鋼坯能受到上下兩面的加熱，故加熱效率和加熱均勻性都得到明顯改善。步進梁加熱爐在加熱鋼坯時，水梁、立柱在高溫狀態(tài)下承載鋼坯，為保證水梁、立柱的強度和剛度，必須對其進行冷卻。他說，冷卻方式有工業(yè)水冷卻、凈環(huán)水密閉循環(huán)冷卻和汽化冷卻三種方式。工業(yè)水冷卻和凈環(huán)水密閉循環(huán)冷卻都不能回收冷卻時產(chǎn)生的余熱，因此，一熱軋從2007年開始，就對所屬的4個加熱爐開始進行汽化水冷卻改造，目前已經(jīng)改造完兩座加熱爐。胡德強指著操控室的電腦顯示屏告訴記者，當前2050加熱爐每小時回收280度左右的余熱6噸至12噸。這些余熱回收之后，經(jīng)管道輸送，統(tǒng)一存儲在儲存罐之中，由公司統(tǒng)一調(diào)配使用，或者是循環(huán)使用于煉鋼，或者用于發(fā)電。

　　寶鋼能源環(huán)保部工程師蔡震綱告訴記者，汽化冷卻不僅使冷卻水質(zhì)得到根本改善從而有效保護水梁及立柱，延長壽命；而且冷卻水吸收熱能后可轉(zhuǎn)變成蒸汽加以回收利用，間接回收投資；利用水變蒸汽較大的汽化潛熱，有效冷卻水梁及立柱，省水、省電，有效節(jié)約能源，投資回收期也很短，基本小于5年。寶鋼在2006年建三熱軋開始采用汽化冷卻技術，4座加熱爐全部采用汽化冷卻技術，今后寶鋼全部14座大型步進梁加熱爐都將采用汽化水冷卻，進一步提升余熱資源的回收效率。經(jīng)汽化水冷卻改造之后，截至2010年，寶鋼各加熱爐合計回收余熱近百萬噸，折合標煤10.5萬噸。

　　一整套余熱回收技術

　　從每一個環(huán)節(jié)做好能源計量管理，寶鋼的余熱回收利用落實在了每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，同時誕生了相應的成套余熱回收技術。

　　經(jīng)過不斷實踐與逐步摸索，寶山鋼鐵股份有限公司形成了適合公司實際的能源計量管理方式――“全過程系統(tǒng)能源管理方式”。從能源轉(zhuǎn)換、能源介質(zhì)輸送調(diào)配、能源終端使用等環(huán)節(jié)做好能源計量管理，寶鋼的余熱回收利用落實在了每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，同時誕生了相應的成套余熱回收技術。

　　比如燒結(jié)余熱回收。礦石燒結(jié)工序能耗約占鋼鐵生產(chǎn)能耗的10%以上，而燒結(jié)排氣帶走燒結(jié)能耗50%。記者了解到，燒結(jié)余熱利用技術就是利用燒結(jié)時抽風產(chǎn)生的煙道熱廢氣和冷卻機冷卻赤熱燒結(jié)礦產(chǎn)生的熱風，經(jīng)除塵凈化后送往余熱鍋爐進行熱交換，產(chǎn)生蒸汽，從而實現(xiàn)回收余能目的。寶鋼2號燒結(jié)機余熱回收裝置十余年來運行穩(wěn)定，年產(chǎn)蒸汽32萬噸左右,回收能源約4萬噸標煤，同時每年還可從廢氣中回收鐵礦粉末約1萬噸供燒結(jié)利用，有效降低燒結(jié)工序能耗。據(jù)統(tǒng)計，自2005年至今寶鋼三臺燒結(jié)機共回收蒸汽376萬多噸，折合標煤近40萬噸。

　　再比如干熄焦技術。1978年，寶鋼一期工程建設時從日本新日鐵引進了干熄焦技術，成為國內(nèi)首家采用這一技術的企業(yè)。記者了解到，從焦爐出來的紅焦炭950℃至1050℃所含顯熱相當于煉焦生產(chǎn)消耗總熱量35%至40%，采用干法熄焦可回收紅焦顯熱的80%，這是鋼鐵工業(yè)可回收余能所占比例的最大項目，約占可回收余能的一半。干熄焦技術的應用創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益，2005年至2010年，寶鋼采用干熄焦法，共回收余熱1842萬噸，折合標煤219萬噸。

　　還需突破一系列難關

　　今后寶鋼希望能夠?qū)τ酂豳Y源進行綜合梯級利用，根據(jù)余熱的數(shù)量、品質(zhì)溫度和用戶需求，實行“逐級回收、溫度對口、梯級利用”。

　　2009年4月，寶鋼集團八鋼公司新建的55孔焦爐全部開始使用干熄焦設備和技術。記者了解到，八鋼公司干熄焦裝置工程共分兩期進行，1號干熄焦裝置2008年12月并網(wǎng)發(fā)電；2號干熄焦裝置自去年投產(chǎn)以來，每小時可利用余熱發(fā)電1.2萬千瓦時。僅干熄焦項目，八鋼年發(fā)電量可達到1.9億千瓦時。八鋼的成功實踐為寶鋼的節(jié)能技術進一步推廣和提升奠定了堅實的基礎。

　　正是在這樣持續(xù)的努力下，“十一五”期間，寶鋼全面完成了國家和地方政府下達的“十一五”期間節(jié)能、污染物減排總量任務。與2005年相比,寶鋼2010年萬元產(chǎn)值綜合能耗下降42%，節(jié)約能源合計達到153.4萬噸標準煤，超額完成了節(jié)能126.64萬噸標準煤的總?cè)蝿?，二氧化硫排放量減少63%，COD排放量減少86%。

　　寶鋼能源環(huán)保部副部長王鼎告訴記者，目前余熱回收利用還存在兩類困難，一類為技術難題，例如煉鐵用高爐渣高溫顯熱等，這一類技術難題尚在攻關之中；另一類為大量分散的中低溫余熱資源，由于這些資源品位低、現(xiàn)場沒有合適的余熱用戶、投資回報較差等原因?qū)е聸]有回收。因此，與日本等國家余熱回收率高達90%以上相比，我國還有較大差距，也還有很大余熱回收空間。

　　今后寶鋼的設想是對余熱資源進行綜合梯級利用，即根據(jù)余熱的數(shù)量、品質(zhì)溫度和用戶需求，按照能級匹配的原則，實行“逐級回收、溫度對口、梯級利用”。在有用戶需求的情況下，將回收的熱量優(yōu)先用于工藝過程本身，例如用余熱預熱空氣和煤氣、預熱或干燥物料、生產(chǎn)蒸汽和熱水，在夏季熱用戶減少時用多余的熱量制冷等；對于低品位余熱首選直接熱利用，對不能直接利用的低溫余熱，先將它作為熱泵系統(tǒng)的低溫熱源，提高其溫度水平后再加以利用。同時，寶鋼正在開展超低溫余熱發(fā)電技術的技術攻關，讓更多的余熱資源變廢為寶。

　　寶鋼集團董事長徐樂江強調(diào)，必須把環(huán)境經(jīng)營作為未來寶鋼拓展差異化競爭優(yōu)勢的主導因素，把企業(yè)經(jīng)營和提升市場競爭力建立在環(huán)境經(jīng)營的基礎上，打造環(huán)境經(jīng)營價值鏈，建設創(chuàng)新型寶鋼和綠色寶鋼，培養(yǎng)寶鋼面向鋼鐵低碳發(fā)展新時代的競爭力，成為世界一流的清潔生產(chǎn)鋼鐵企業(yè)，成為中國鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展的引領者。

　　王鼎表示，隨著科學技術的發(fā)展，“今日”的低品位等難以回收余熱資源也許是“明日”的優(yōu)質(zhì)能源，而且是沒有污染和排放的能源。從這個意義上講，余熱資源還是一種“新能源”，通過持續(xù)努力，寶鋼對低品位余熱資源回收水平也將持續(xù)提高，鋼鐵企業(yè)能源轉(zhuǎn)換的重要功能將得以更充分發(fā)揮，生產(chǎn)出更多低耗能、低排放、低成本、高附加值的鋼鐵精品。

來源：中國經(jīng)濟網(wǎng)―《經(jīng)濟日報》 作者：李治國

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