浅析钢铁企业的能耗现状及节能对策

浅析钢铁企业的能耗现状及节能对策

段明波

(莱芜钢铁集团有限公司 山东莱芜 271104)

摘 要:钢铁企业既促进了我国国民经济的发展,又带来了巨大的能源消耗。本文分析了我国钢铁企业的能耗现状,结合企业实际,从优化生产流程,降低原料与能源消耗;利用能量流网络技术,提高能源转换效率;实施节能技术,提高二次能源的综合利用率以及建立能源管理与控制技术,降低能源耗散4个方面提出了我国钢铁企业节能的具体对策。关键词:钢铁企业 能耗 节能中图分类号:TE0文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)08(b)-0142-02

随着改革开放的不断推进,我国钢铁大的成就[2]。

企业得到了快速发展,成为国民经济的支1.2我国钢铁企业能耗存在的问题

柱企业。21世纪后,我国钢铁企业在高速发虽然我国钢铁企业能耗逐年下降,但展的同时,在节能降耗方面有了长足的进是从2005年起,吨钢能耗的降幅不断减步,对我国建设“资源节约型”国家战略部少,继续节能的难度在不断增加,存在着署意义重大。然而,我国钢铁企业的能耗与一些突出问题:第一,我国钢铁企业能耗发达国家相比,还存在着很大差距。我国能总体水平与发达国家先进水平相比,还存源供应不足与能源需求不断增长的矛盾仍有一定差距。以2005年的钢铁统计数据来未缓解,大量的资源能源消耗与有限的资说明情况,2005我国大中型钢铁企业吨钢源缓解承载能力的矛盾十分突出[1]。为了更可比能耗为714kgce/t钢,而在2004年,国好的发挥钢铁企业在国民经济中的作用,际钢铁协会就报告其会员的吨钢综合能降低能源消耗,走新型产业化道路,就必须耗为652kgce/t钢。若不将国内外轧钢系在分析我国钢铁企业能耗现状的基础上,统中的加工深度、工序能耗等因素考虑在不断探索适应我国国情和钢铁企业特点的内,我国现阶段钢铁企业的吨钢可比能耗节能策略。

大约是先进产钢国家的11倍(64kgce/t钢),若加入加工深度、工序能耗等因素,1 我国钢铁企业能耗现状分析

则我国吨钢可比能耗大约为先进产钢国1.1我国钢铁企业节能工作取得的成就

家的18倍(112kgce/t钢)。第二,固体废弃1980年我国总共生产了3712万t的钢物综合利用技术水平较低,二次能源的综铁,总共消耗能量7573万t标准煤,其中,中合利用率较低。第三,落后产能比重大,先大型钢铁企业的吨钢综合能耗为1.646tce/进的节能技术有待研发与推广。最后,钢t钢,吨钢可比能耗为1.285tce/t钢;2005年,铁耗水严重。

我国钢铁总产量、总耗能量、吨钢综合能耗1.3钢铁企业吨钢能耗的影响因素

和吨钢可比能耗分别为34900万t、25861万t影响钢铁企业吨钢能耗的主要因素有标准煤、0.741tce/t钢和0.741tce/t钢。纵观两个方面:一是钢铁生产过程中的各工序25年间,我国大中型钢铁企业吨钢综合能的“钢比系数”,即每吨钢产量的各工序的耗的统计数据,我们可以得到,25年来,我实物产量。二是各工序的“工序能耗”,即各国的钢铁总量不断增加、吨钢综合耗能逐工序生产每吨实物量的能耗。因此,要降低年下降,钢铁企业能耗的增长比率远低于吨钢能耗,就要注意降低各工序的钢比系钢铁产量的增长比率(如2005年我国钢铁产数与各工序的工序能耗[3]。

量比1980年增加了9倍,总能耗却只增加了3倍),这表明我国钢铁工业节能工作效果2 我国钢铁企业节能对策研究

明显。2005年以后,国家更换了钢铁耗能的为了进一步降低我国大中型钢铁企业传统计量方法,采用了电热当量值得方法的吨钢能耗,缓解我国能源紧张的局面,有进行计算,从大中型钢铁企业综合耗能数必要从以下4个方面进行节能。据还是能够得出,我国吨钢综合能耗、吨钢2.1优化生产流程,降低原料与能源消耗

可比能耗也是逐年下降(2008年受金融危机要实现能源消耗降低的目标,首先要影响例外),2005年我国吨钢综合能耗、吨钢优化钢铁生产工艺流程,使得钢铁连续化、可比能耗分别为695kgce/t钢、714kgce/t紧凑化和高效化生产。为此,要降低非能源钢,2010年这两项数据为604kgce/t钢和物质与能源物质的单耗及其载能量。非能581kgce/t钢。总之,我国将进30年钢铁发展源物质包括各生产工序的原料、溶剂料、零历程表明我国钢铁企业节能工作取得了伟

部件和耐火材料等。钢铁生产中各工序要

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注意降低铁水、烧结矿等原料的消耗。而原料的消耗与废钢铁资源有关。有理论表明,一个国家废钢铁资源是否充足,不仅取决于这个国家的折旧废钢与加工废钢的总量,而且还与这个国家的钢产量及其变化程度密切相关[2]。因此,在钢铁产量不断增长、废钢资源日益短缺,钢铁价格不断升高的情况下,采用提高烧结矿和团球矿品位的方法,可有效降低原料的消耗。能源物质包括生产环节的燃料、电力、氧气、蒸汽和工业用水等。降低能源物质的消耗是钢铁企业节能的重要途径,应该设法降低这些能源物质的单耗。可采用少水无水工艺等促进水耗的降低等等。

2.2利用能量流网络技术,提高能源转换效率

对钢铁企业节能问题进行研究,需要突破物料平衡与能量平衡的观念,建立动态的输入流—输出流的“能量流网络”概念。“能量流网络”技术是钢铁企业能源转化、储存、分配、使用、回收、缓冲和优化调控的重要方法,有利于对钢铁企业中动态的物质流、能量流进行分析,提高能源转换效率。目前由于我国钢铁企业中电力、蒸汽、氧气等二次能源在生产、加工、运输过程中的过多耗损,造成我国钢铁企业的能源转换功能未能得到有效发挥。因此,要降低钢铁企业的能耗,就必须开发“流量流网络”技术,研究企业“能量流”运行规律,提高能源转换效率。

2.3实施节能技术,提高二次能源的综合利用率

二次能源是指钢铁企业在生产钢铁过程中所产生的煤气、炉渣和粉尘等具有大量显热的废弃物。综合利用二次能源及其废弃物是节能降耗的主要措施。目前我国钢铁企业的二次能源回收率比较低,绝大多数的钢铁企业的二次能源的回收率未能超过50%。有些中小钢铁企业的二次能源回收率还刚刚开始[4]。因此,应该在热力学第一、第二定律的科学指导下,根据二次能源

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.com.cn. All Rights Reserved.科技资讯2012 NO.23SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION能源与环境

地层控制因素:铁矿床的形成与地层层位有着密切的关系,铁矿体赋存在下元古界辽河群里尔峪组二段磁铁浅粒岩与斜长角闪岩接触部位,矿体呈透镜状、扁豆状、与层理一致。这套地层属于海底火山沉积变质产物,海底火山喷发,带来丰富的铁质成份,是形成这类铁矿床的物质基础。

岩性控制因素:铁矿体赋存在斜长角闪岩中,斜长角闪岩为铁矿体顶底板的直接围岩。

变质热液控制因素:原始海底火山喷发带来的铁元素经初始沉积富集,经区域变质作用,变质热液活动,使初始富集的铁矿物质活化迁移、富集,经后期长英脉体混合注入,使磁铁矿颗粒变粗并进一步富集,都说明变质热液在铁矿成矿过程起着一定控制作用[3]。

(2)矿床成因。

辽东裂谷裂开后形成了一套海底火山沉积及海相陆源沉积的岩石。经辽河期区域变质作用及变质热液作用,使初始沉积的铁元素活化迁移,含铁溶液沿层理、层间裂隙运移和富集形成铁矿。该铁矿床属变质火山—沉积型铁矿床。

(3)找矿标志。

第一,本区内的下元古界辽河群里尔峪二段地层是区域内铁矿的主要蕴矿层位;第二,本区的矿体多位于里尔峪组二段

磁铁浅(变)粒岩与斜长角闪岩接触部位;第三,区内里尔峪组二段地层中航磁和地磁异常较好地段是铁矿成矿的有利部位,对本区航磁、地磁异常规律的解译是寻找本区铁的关键所在。

散状分布在局部的矿石中,含量占1%～5%(局部)。黄铁矿为混合岩化热液活动的产物。脉石矿物主要有斜长石、角闪石等。

根据区内的铁矿石的矿物成份和结构构造特征,本区铁矿矿石自然类型确定为角闪岩型磁铁矿矿石。由于矿石中TFe品位较低,且含铁矿物除角闪石、斜长石外,主要的铁矿物为磁铁矿,故该矿区的铁矿石工业类型为需选磁性铁矿石。

参考文献

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[2]王宝金,等.吉林省铁矿找矿潜力及找

矿方向,地质与资源,2009,18(1).[3]王振生,等.辽宁省凤城市弟兄山镇大

南沟——南天门硼铁矿普查报告,2010,6.

3 矿床成因分析

3.1区域变质作用与成矿

距今20～25亿年,营口－宽甸一带太古代基底南北裂开,有人称之为“辽东裂谷”。该阶段陆续堆积了海相、火山碎屑、泥砂质及碳酸盐岩沉积。约在距今20亿年发生了辽河期造山运动,伴随强烈的变形变质作用,形成了辽河群一套变粒岩、浅粒岩、片岩和大理岩类的火山-沉积变质岩系。由于强烈的变形变质作用,使原来的火山-沉积岩层形成了大量变质矿物,某些矿物组分发生了迁移和富集,伴随变质气液作用,形成了多种有用矿产。辽河群里尔峪组中的硼矿、铁矿等层控矿床都经历了火山-沉积初始富集,变形变质迭加改造重就位等复3.2地层与成矿

(1)成矿控制因素。

.com.cn. All Rights Reserved.杂成矿过程。

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的数量、质量和客户对能量的需求,确立二次能源的最佳回收方式和优先使用顺序,做到“按质用能、温度对口、有序利用”。通过采用诸如CDQ、干式TRT等节能技术,回收二次能源以及不断开发新技术回收高炉渣显热、钢渣显热等二次能源热量,不断提高二次能源的综合利用率,降低钢铁企业能耗。

2.4建立能源管理与控制技术,降低能源耗散

能源管理系统不仅仅是一个职能管理部门,还是能源管理控制指挥中心,能够实现对能源的全面监控,减少氧气、、煤气等能源物质的耗散。目前,随着计算机的兴起,越来越多的钢铁企业已经建立或者正在建设能源管理系统,因此,就需要采用能源管理与控制技术,对钢铁企业中的能源供需关系的动态变化规律进行研究,解决富余煤气、氧气、热力的使用问题,减少煤气、氧气和蒸汽等能源物质的耗散,最大程

度地利用能源,降低能源消耗,促进钢铁企业节能工作的不断发展。

[3]刘文超,蔡九菊,张琦,等．钢铁企业能

耗分析及节能对策研究[J]．工业炉,2011(5).

[4]王衍行,李正风,樊柳言．钢铁企业节能

减排问题——以山东济钢集团为案例[J]．商业经济,2012(1).

3 结论

(1)通过对我国钢铁企业耗能现状的分析,得出我国钢铁企业节能工作在取得巨大成就的同时,也存在着一些问题,而这些问题就是我国钢铁企业今后节能工作研究的重点与难点。

(2)优化生产流程,降低原料与能源消耗;利用能量流网络技术,提高能源转换效率;实施节能技术,提高二次能源的综合利用率;建立能源管理与控制技术,降低能源耗散这四个方面是我国钢铁企业节能的重要途径与方法,应该大力加以推广。

参考文献

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对策研究[J]．鞍钢技术,2009(4).[2]王维兴．钢铁工业能耗现状和节能潜力

分析[J]．中国钢铁业,2011(4).

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