鋼鐵行業(yè)能源審計

鋼鐵行業(yè)能源審計目錄鋼鐵行業(yè)的特點及能耗現(xiàn)狀鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)的主要路線及節(jié)能分析鋼鐵行業(yè)的能源審計步驟與節(jié)能技術(shù)某新建鋼鐵廠項目的能耗分析及措施1234Contents1.1.1鋼鐵行業(yè)特點產(chǎn)能過剩產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理產(chǎn)能過剩是中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的“第一頑疾”，一方面落后產(chǎn)能沒有及時被淘汰，另一方面產(chǎn)能又在快速增加。2009年末，全行業(yè)粗鋼產(chǎn)能已達(dá)7億噸左右，其中不符合產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的煉鐵產(chǎn)能1.6億噸左右、煉鋼產(chǎn)能1.9億噸左右，而國內(nèi)市場粗鋼消費量預(yù)測只有5.65億噸，呈現(xiàn)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩狀況。產(chǎn)業(yè)集中度低目前，全國有1000多家鋼鐵企業(yè)，排名前10位鋼鐵企業(yè)鋼產(chǎn)量僅占全國的43.5%，而美國、日本和歐盟排名前4位的鋼鐵企業(yè)鋼產(chǎn)量在本國的占比均超過60%。根據(jù)國家關(guān)于加快鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的若干意見，2015年我國前10家鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量要占到全國產(chǎn)量的60％以上，但目前仍有不小的差距。由于產(chǎn)業(yè)集中度低，我國在鐵礦石談判中長期處于劣勢。1.1.2我國鋼鐵工業(yè)耗能現(xiàn)狀1重點鋼鐵企業(yè)噸鋼可比能耗比國際先進(jìn)水平相差9.81％。2004年，我國重點鋼鐵企業(yè)平均噸鋼綜合能耗為705kgce／t；而2000年，工業(yè)發(fā)達(dá)國家噸鋼可比能耗平均值為642kgce／t(美國663、日本620,德國602、法國683)。2鋼鐵工業(yè)能耗增幅低于鋼產(chǎn)量增幅約5％。由于鋼鐵工業(yè)積極采用先進(jìn)節(jié)能工藝技術(shù)和裝備，在鋼產(chǎn)量高速增長的同時，消耗能源的增幅低于鋼產(chǎn)量的增幅。(詳見表1)3鋼鐵工業(yè)主要工序能耗呈下降趨勢。據(jù)統(tǒng)計，我國重點鋼鐵企業(yè)主要工序能耗在不斷下降，而煉鐵工序能耗呈上升趨勢則是因為高爐煉鐵原燃料供應(yīng)緊張，價位攀升，成分不穩(wěn)定，質(zhì)量下降所造成的。通過加強管理，大力開展各項節(jié)能技術(shù)，2004年的能耗指標(biāo)好于2003年。（詳見表2）表1表22.鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)的主要工藝路線及節(jié)能分析煉鋼工序軋鋼工序煉鐵工序鋼鐵冶金流程煉鐵工序1精料技術(shù)2提高熱風(fēng)溫度技術(shù)3干法熄焦技術(shù)4高爐爐頂壓差技術(shù)

煉鋼工序1轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)2鐵水處理技術(shù)：a解放高爐生產(chǎn)能力b降低鐵水含硫量c保證煉鋼吃精料軋鋼工序1蓄熱式燃燒技術(shù)2.1技術(shù)層面2.1.1高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電技術(shù)

高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電技術(shù)是利用高爐爐頂煤氣中的余壓能及熱能經(jīng)透平膨脹做功來驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的一項技術(shù)

工作原理：高爐荒煤氣經(jīng)除塵器后的凈煤氣進(jìn)入透平機發(fā)電主要設(shè)備：透平裝置TRT（BlastFurnaceTop-pressureRecoveryTurbineUnit國際上簡稱為TRT）是利用爐頂煤氣壓力回收煉鐵生產(chǎn)過程中的二次能源，是不消耗燃料，無污染的經(jīng)濟的發(fā)電設(shè)備

高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電技術(shù)TRT工藝分類：濕法TRT和干法TRT濕法TRT：高爐爐頂煤氣采用水來降低高爐爐頂煤氣溫度和除塵并設(shè)置TRT裝置的工藝干法TRT：高爐爐頂煤氣采用干式除塵并設(shè)置TRT裝置的工藝圖一：濕法TRT發(fā)電系統(tǒng)圖二：干式TRT發(fā)電系統(tǒng)

高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電技術(shù)未來發(fā)展趨勢：TRT發(fā)電設(shè)備的高功率化實現(xiàn)TRT發(fā)電設(shè)備高功率化，①現(xiàn)在占TRT發(fā)電設(shè)備主流的濕式TRT發(fā)電系統(tǒng)，由離心透平向軸流透平轉(zhuǎn)化；由高爐尾氣的部分回收系統(tǒng)向全量回收系統(tǒng)改良；控制方式由調(diào)速閥控制改為靜葉可調(diào)機構(gòu)控制等。②通過改善措施，使技術(shù)成熟的濕式TRT發(fā)電系統(tǒng)向高功率干式TRT發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)化2.1.2干法熄焦技術(shù)干法熄焦技術(shù)（CokeDryQuenching）是相對于用水熄滅熾熱紅焦的濕法熄焦而言的，簡稱“干熄焦”。它是回收紅熱焦顯熱和改善操作環(huán)境的一項先進(jìn)工藝技術(shù)干熄焦技術(shù)的基本原理

：利用冷的惰性氣體（如氮氣或氬氣等）或燃燒后的廢氣，在干熄爐中與熾熱紅焦換熱從而冷卻紅焦，吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽，被冷卻的惰性氣體再由循環(huán)風(fēng)機鼓入干熄爐冷卻紅焦。干熄焦鍋爐產(chǎn)生的中壓蒸汽（或高壓）蒸汽或并入廠內(nèi)蒸汽管網(wǎng)或送去發(fā)電。

干法熄焦技術(shù)干熄焦的焦炭冷卻機理：在干熄爐冷卻段，焦炭向下流動，惰性循環(huán)氣體向上流動，焦炭通過與循環(huán)氣體進(jìn)行熱交換而冷卻。優(yōu)點：同濕熄焦相比，干熄焦可回收利用紅焦約83％的顯熱，降低能耗。干熄焦過程中焦炭緩慢冷卻，降低了內(nèi)部熱應(yīng)力，網(wǎng)狀裂紋減少，氣孔率低，因而其轉(zhuǎn)鼓強度提高，真密度也增大。

干法熄焦技術(shù)焦炭在干熄爐內(nèi)從上往下流動時，增加了焦塊之間的相互摩擦和碰撞次數(shù)，大塊焦炭的裂紋提前開裂，強度較低的焦塊提前脫落，焦塊的棱角提前磨蝕，冶金焦的機械穩(wěn)定性改善了。熄焦采用惰性循環(huán)氣體在密閉的干熄爐內(nèi)對紅焦進(jìn)行冷卻，可以免除對周圍設(shè)備的腐蝕和對大氣的污染。此外由于采用焦罐定位接焦，焦?fàn)t出焦的粉塵污染也更易于控制。降低有害物質(zhì)的排放，保護(hù)環(huán)境。由于干熄焦能提高焦炭強度和降低焦炭反應(yīng)性，對高爐操作有利，尤其對質(zhì)量要求嚴(yán)大型高爐用焦炭，干熄焦更有利。2.2.1鐵水預(yù)處理鐵水預(yù)處理是指將鐵水兌入轉(zhuǎn)爐之前進(jìn)行的各種提純處理。普通鐵水預(yù)處理

普通鐵水預(yù)處理包括：鐵水脫硫、脫硅、脫磷的三脫預(yù)處理特殊鐵水預(yù)處理特殊鐵水預(yù)處理是針對鐵水中含有特殊元素進(jìn)行提純精煉或資源綜合利用如鐵水提釩、提鈮、脫鉻等預(yù)處理工藝2.3.1蓄熱式軋鋼加熱爐技術(shù)蓄熱式加熱爐技術(shù)的核心是高風(fēng)溫燃燒技術(shù)，它具有高效煙氣余熱回收(排煙溫度低于150℃)，高預(yù)熱空氣溫度(空氣預(yù)熱溫度高于800℃)和低NOx排放等多重優(yōu)越性。采用蓄熱式加熱爐技術(shù)，具有如下優(yōu)點：可將加熱爐排放的高溫?zé)煔饨抵?50℃以下，熱回收率達(dá)80%以上，節(jié)能30%以上；可將煤氣和空氣預(yù)熱到1000℃以上；加熱能力提高，生產(chǎn)效率可提高10%～15%；減少氧化燒損，使氧化燒損小于0.7%；有害廢氣量(如CO2、NOx、SOx等)的排放大大減少。短流程的電爐工藝結(jié)構(gòu)層面煉鐵工序煉鋼工序增加高爐原料球團(tuán)比例高爐噴煤技術(shù)連鑄柸技術(shù)nimator2.4結(jié)構(gòu)層面2.5連鑄工藝——模鑄與連鑄模鑄(ingotcasting)

將高溫鋼液澆注到一個或多個鋼錠模內(nèi)使之凝固成形的方法，是鋼液凝固成形的基本方法，其典型特征是生產(chǎn)過程的間續(xù)化。連續(xù)鑄鋼(continuouscasting)

將高溫鋼液連續(xù)地澆鑄到一個或多個強制水冷的金屬型腔內(nèi)。凝固成形后，再經(jīng)二次冷卻，使之凝固，且成一定形狀（規(guī)格）鑄坯的工藝方法，其典型特征是生產(chǎn)過程的連續(xù)化。2.5.1連鑄工藝——設(shè)備2.5.2連鑄工藝——相關(guān)技術(shù)連鑄配套技求如下1.保護(hù)澆注采用無氧化保護(hù)澆注，大鋼包與中間包用長水口，中間包與結(jié)晶器之間用浸入式水口，鋼水面用保護(hù)渣，連接處用氬氣保護(hù)。2.電磁攪拌安裝在不同部位和不同攪拌方向的電磁攪拌裝置可達(dá)到不同效果。有結(jié)晶器電磁攪拌（M－EMS），結(jié)晶器下方電磁攪拌（I－EMS），二次區(qū)電磁攪拌（S－EMS）和冶金長度末端的電磁攪拌（F－EMS）。這些攪拌裝置可以單獨亦可組合使用。3.液面控制這應(yīng)采用靈敏可靠的結(jié)晶器液面測量及自動控制。目前對特殊鋼方坯連鑄機采用鈷60或銫137液位檢測儀，自動調(diào)節(jié)中間罐水口開口度控制液面，使液面波動范圍在0～3mm內(nèi)。4.中間包設(shè)計中間包按大容量和最佳形狀設(shè)計。為保證夾雜物充分上浮析出，中間包鋼液面深度不小于800mm，利用中間包鋼水重量變化來自動調(diào)節(jié)鋼水包水口開口度，控制中間包熔池深度。5.振動裝置采用小振幅高頻率的結(jié)晶器振動，一般頻率可達(dá)0～360次/min，振幅＜10mm（有的為±4mm）。6.二冷控制精確控制二次噴水冷卻。按不同鋼種、不同拉速自動調(diào)節(jié)，均勻冷卻。盡管氣-水霧冷卻會增加控制上的困難、價格較高，但對特殊鋼連鑄來說仍是十分必要的。7.自動控制采用計算機控制對穩(wěn)定鑄坯質(zhì)量非常重要。2.6高爐噴煤技術(shù)概念:高爐噴吹煤粉是從高爐風(fēng)口向爐內(nèi)直接噴吹磨細(xì)了的無煙煤粉或煙煤粉或這兩者的混合煤粉以替代焦炭起提供熱量和還原劑的作用，從而降低焦比，降低生鐵成本。用煤粉代替焦炭，降低成本解決焦炭短缺問題；降低生產(chǎn)成本；綜合能耗降低；2.6.1高爐噴煤意義有利于采用高風(fēng)溫和富氧鼓風(fēng)技術(shù)解決高風(fēng)溫產(chǎn)生的問題；解決富氧鼓風(fēng)產(chǎn)生的問題；有利于調(diào)節(jié)爐況，改善高爐冶煉過程增加調(diào)節(jié)手段，調(diào)節(jié)爐溫較快；改善高爐內(nèi)的還原過程；穩(wěn)定連續(xù)性：連續(xù)生產(chǎn)的需要高爐熱制度穩(wěn)定的需要各風(fēng)口噴吹量均勻性:保證高爐圓周方向的均勻性噴吹量的可調(diào)節(jié)性:有利于調(diào)節(jié)爐溫計量準(zhǔn)確性:防止?fàn)t溫波動設(shè)備簡單及安全2.6.2噴煤條件噴煤設(shè)備要求高爐：熱風(fēng)溫度：要求高風(fēng)溫。富氧鼓風(fēng)2.6.3噴煤設(shè)備及條件

其它條件焦炭性能：高強度：由于焦炭負(fù)荷上升，料柱透氣性變差，對焦炭強度要求提高。渣量：降低入爐礦石的SiO2含量，降低噸鐵渣量，減少通過滴落帶的渣量，可以降低高爐下部壓差，改善高爐冶煉過程。噴煤工藝流程－－號高爐高爐噴煤技術(shù)工藝流程2.6.4低溫余熱回收節(jié)能原則1

廢氣--蒸汽--電原則：10000m^3的300--400度的低溫?zé)煔饨?jīng)過余熱鍋爐，可以產(chǎn)生1t的過熱蒸汽，發(fā)電200kw.h原則2電--標(biāo)煤原則：1kw.h電相當(dāng)于0.39kg的標(biāo)煤。

燒結(jié)過程消耗量是60kg/t,但從熱平衡計算知燒結(jié)礦冷氣機余熱占32.6%，燒結(jié)礦的廢氣余熱占15.8%,若回收利用可回能耗20kg/t2.7煉鐵工序轉(zhuǎn)爐工序新技術(shù)：1.強化鐵水預(yù)處理2.提高鋼水爐外精煉比4.推廣濺渣護(hù)爐技術(shù)5.提高爐襯壽命6.提高金屬收得率7.開發(fā)鋼渣顯熱回收技術(shù)3.提高廢鋼回收量和利用率8.提高制氧機控制水平轉(zhuǎn)爐設(shè)備轉(zhuǎn)爐爐體及轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)鐵水、廢鋼、散狀材料設(shè)備氧槍提升機構(gòu)轉(zhuǎn)爐煙氣凈化與回收設(shè)備冶金流程新技術(shù)干熄焦技術(shù)TRT技術(shù)高爐噴煤技術(shù)球團(tuán)礦技術(shù)轉(zhuǎn)爐負(fù)能煉鋼技術(shù)連鑄坯的熱送.熱裝和直接軋制技術(shù)能源網(wǎng)絡(luò)圖能量平衡表能耗指標(biāo)表3.1鋼鐵企業(yè)能源審計

能源節(jié)超情況表技改措施節(jié)能情況表主要內(nèi)容技術(shù)準(zhǔn)備是前期階段，主要進(jìn)行審計小組成立、現(xiàn)場調(diào)查及審計技術(shù)方案的編寫現(xiàn)場審計測試主要包括：有關(guān)資料的收集、現(xiàn)場調(diào)查分析和現(xiàn)場測試分析總結(jié)對企業(yè)的總體用能情況進(jìn)行分析，計算各項指標(biāo)，并對照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析評價，指出企業(yè)用能水平，提出節(jié)能技術(shù)改造方案3.2審計的實施三個階段高爐高風(fēng)溫技術(shù)高爐噴煤技術(shù)冷固結(jié)球團(tuán)技術(shù)直流電弧煉鋼技術(shù)連鑄坯一火成材技術(shù)3.3

主要能耗工藝節(jié)能技術(shù)與設(shè)備主要能耗工藝節(jié)能技術(shù)小球燒結(jié)技術(shù)電爐煤氧槍助熔節(jié)電技術(shù)連鑄坯熱送裝置與直接軋制余熱、余壓、余能回收利用技術(shù)共有五種：干熄焦技術(shù)高爐煤氣綜合利用技術(shù)高爐爐頂余壓發(fā)電轉(zhuǎn)爐煤氣回收利用技術(shù)工業(yè)爐窯綜合節(jié)能技術(shù)主要耗能設(shè)備節(jié)能技術(shù)交流變頻調(diào)速技術(shù)變壓器經(jīng)濟運行節(jié)電技術(shù)就地動態(tài)無功補償節(jié)電技術(shù)對交流電機采用變頻調(diào)速，具有更高的效率和更大的轉(zhuǎn)動慣性通過優(yōu)化理論及定量化計算與變壓器實際運行工況相結(jié)合的一項應(yīng)運技術(shù)用電設(shè)備大多為感性負(fù)載（例如電動機），這些負(fù)載在運行時需電網(wǎng)提供大量無功負(fù)荷4.1某新建鋼鐵項目的能耗分析及節(jié)能措施

能源結(jié)構(gòu)節(jié)能措施能源績效分析與評價

能源結(jié)構(gòu)

每年購入能源總量為710噸標(biāo)煤，主要介質(zhì)為洗精煤、噴吹煤和動力煤，分別占購入總量的57%、25%、17%。節(jié)能措施球團(tuán)工序焦化工序

高爐工序煉鋼工序熱軋工序冷軋工序自備電