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1、1对首钢节能的思考陈冠军 1 吴刚 2 刘念华 1（1.首钢技术研究院，北京，100043；2.首钢总公司,北京，100041）摘要：首钢 2013年吨钢综合能耗降至 609 kgce/t，节能工作取得一定进步，但与钢铁工业“十二五”发展规划提出的待完成的能耗目标尚有很大差距。结合近三年首秦、迁钢和京唐的能耗数据，分析了首钢的节能发展概况，提出了产能结构调整和降低分工序能耗是降低首钢三地吨钢综合能耗的主要手段，研究结果表明粗钢产量调整影响吨钢综合能耗，京唐节能成效显著。结合副产煤气资源、余热利用和先进节能技术实施，分析了首钢节能问题，提出了首钢三地转炉煤气回收量、高炉煤气放散率和余热利用等方面
2、与国内先进企业的差距，指出了首钢在未来节能方面还具有很大的节能潜力，为下一步节能指明方向。关键词: 钢铁；节能；能耗；问题Thinking About Energy-saving in SHOUGANGCHEN Guan-jun1 WU Gang2 LIU Nian-hua1(1.SHOUGANG Research Institute of Technology, Beijing, 100043; 2.SHOUGANG Group,beijing,100041)Abstract: Although Energy-saving in SHOUGANG makes progress while S
3、HOUGANGs unit steel comprehensive energy consumption in 2013 lowers to 609 kgce/t, there is a big gap to the future goal of energy consumption to finish the twelfth Five-Year Plan in steel industry.With SHOUQIN,QIANGANG and JINGTANGs energy consumption in recent three years,present of energy-saving
4、in SHOUGANG is anlyzed, industry structure adjustment and process energy consumption to lower SHOUGANGs unit steel comprehensive energy consumption in three plants are main measures,it shows that crude steel product is related with unit steel comprehensive energy consumption are put forward,great pr
5、ogress of energy-saving is made in JINGTANG.With the by-product gas resource,waste heat recovery and utilization and advanced technology application of energy-saving,problems of energy-saving in SHOUAGNG are anlyzed,the gap with advanced enterprise is put forword in the direction such as LDG recover
6、y,BFG emission ratio and waste heat recovery,great energy-saving potential is point out in the future energy-saving and gives the direction of next step of energy-saving.Key words: Steel; Energy-saving; Energy consumption,Problem1 前言受全球经济形势的影响，近年中国经济发展增速开始放缓，尽管中国钢铁工业多年来的高速增长，实现了技术装备升级换代，受国家转变经济增长方式、
7、节能减排、产业结构调整等政策影响，钢铁工业出现了产能过剩、市场低迷等问题 123。钢铁工业“十二五”发展规划提出，2015年钢铁工业吨钢综合能耗降至580kgce/t，与2010年比较，工业增加值能耗降低18% 4。首钢随着近年搬迁调整、一业多地建设和兼并重组的完成 5，粗钢产量从1996年的792万t增加到2013年的3152万t，吨钢综合能耗从1996年的992 kgce/t 下降到2013年的609 kgce/t，节能工作取得了很大进步，但与钢铁工业“十二五”发展规划提出的待完成的能耗目标尚有很大差距，节能工作任重道远。22 首钢节能现状2.1 首钢三地的吨钢综合能耗概况首钢三地包括首秦
8、、迁钢和京唐，2011 年至 2013年吨钢综合能耗变化如图 1所示，总体趋势表现为首秦和迁钢呈上升，京唐大幅下降，其中首秦吨钢综合能耗从 2011年 574.8 kgce/t升至2013年 603.8 kgce/t；迁钢吨钢综合能耗从 2011年 533.4 kgce/t升至 2013年 562.4 kgce/t；京唐 吨钢综合能耗从 2011年 798.8 kgce/t降至 2013年 645.2 kgce/t。与 2011年比较，2013 年首秦、迁钢两地吨钢综合能耗上升 29 kgce/t，京唐吨钢综合能耗下降了 153.6 kgce/t。在三地吨钢综合能耗对比中，迁钢由于不包括焦化和
9、烧结工序，故其吨钢综合能耗最低。首秦由于比迁钢多烧结工序，故吨钢综合能耗超迁钢。京唐比迁钢多球团、烧结和焦化等工序，吨钢综合能耗最高。2.2产能结构调整自 2010年首钢北京地区停产以来，热轧钢铁产品逐步向首秦、迁钢和京唐转移，三地产能结构决定了首钢总公司的吨钢综合能耗。2011 年至 2013年首秦、迁钢和京唐的粗钢产量变化如图 2所示，其中首秦粗钢产量从 2011年的 255.2万 t降至 2013年的 236.8万 t，迁钢从 2011年的 776.5万 t降至 2013年的 759.6万 t，京唐从 2011年的 688.3万 t升至 2013年的 868.9万 t。近三年三地粗钢产量
10、变化与三地吨钢综合能耗变化规律呈相反关系，由此可以得出，一定范围内调整粗钢产量可以有效调整吨钢综合能耗。图 1 吨钢综合能耗变化 图 2 粗钢产量变化Fig.1 Change of unit steel comprehensive energy consumption Fig.2 Change of crude steel product2.3 降低分工序能耗2011年至 2013年炼铁工序能耗变化、炼钢工序能耗变化和热轧工序能耗变化分别如图 3、图 4和图 5所示。其中，首秦 2013年炼铁工序能耗为 403.4 kgce/t，与 2011年比较，略上升 1 kgce/t；迁钢 2013年炼
11、铁工序能耗为 403.8 kgce/t，与 2011年比较，上升了 6.5 kgce/t；京唐2013年炼铁工序能耗为 381.3 kgce/t，与 2011年比较，下降了 44.3 kgce/t。从 2011年到 2013年，首秦炼钢工序能耗从-2.8 kgce/t 升至 0.5 kgce/t，迁钢炼钢工序能耗从-3.3 kgce/t 升至-2.5 kgce/t，京唐炼钢工序能耗从 49.1 kgce/t降至 3.1 kgce/t，其中京唐炼钢工序能耗下降幅度大的主要受京唐粗钢产量增加，接近设计能力，转炉煤气回收增加等因素影响。与 2011年比较，2013年首秦、迁钢和京唐热轧工序能耗均呈下
12、降趋势，其中首秦下降 7.2 kgce/t，降至 46.7 kgce/t，迁钢下降 2.9 kgce/t，降至 52.1 kgce/t，京唐下降 6.1 kgce/t，降至 43.7 kgce/t，热轧节能成效显著。3图 3 炼铁工序能耗变化 图 4 炼钢工序能耗变化Fig.3 Change of iron-making process energy consumption Fig.4 Change of steel-making process energy consumption图 5 热轧工序能耗变化 图 6 吨钢转炉煤气回收量变化Fig.3 Change of hot-rolling
13、process energy consumption Fig.4 Change of unit steel LDG recovery3节能问题分析3.1转炉煤气回收量有待提高首钢三地近三年吨钢转炉煤气回收量变化如图 6所示，其除京唐吨钢转炉煤气回收量有上升外，首秦和迁钢吨钢转炉煤气回收量均呈下降趋势。其中京唐吨钢转炉煤气回收量从 2011年的 89 m3/t提高到 2013年的 96.5 m3/t，首秦吨钢转炉煤气回收量从 2011年的 119.3 m3/t降至 2013年的 107.5 m3/t，迁钢吨钢转炉煤气回收量从 2011年的 99.8 m3/t降至 2013年的 90 m3/t。与
14、 2011年比较， 2013 年首秦和迁钢吨钢转炉煤气回收量分别下降 11.8 m3/t和 9.8m3/t，京唐吨钢转炉煤气回收量提高 7.5 m3/t，三地吨钢转炉煤气回收量平均为 98 m3/t，与国内先进企业吨钢转炉煤气回收量 130-140 m3/t尚有很大差距，造成首钢吨钢转炉煤气回收量下降与目前转炉煤气回收缺乏使用用户及近年采用少渣冶炼技术等因素直接相关 67。3.2高炉煤气放散与零排放尚有差距2013年首钢三地高炉煤气放散率如图 7所示，其中首秦最高超 10%，迁钢最低超 6%，京唐超8%，三地平均接近 9%，目前国内先进钢铁企业（例如宝钢）高炉煤气排放率接近 0,与其相比尚有很
15、大差距 8。三地钢厂均为近年新设计投产钢厂，高炉煤气放散率设计均为 0，但由于高炉煤气产量与高炉工况关联密切，高炉煤气生产与使用不平衡，导致目前高炉煤气均有一定的放散率，由于高炉煤气富余，首秦近年实施了高炉煤气锅炉发电技术、迁钢采用高炉煤气 CCPP发电技术，京唐4锅炉采用高炉煤气与煤混烧技术，在一定程度上减少了高炉煤气放散，但为实现零排放，尚需采取新节能措施实施。图 7 2013年高炉煤气放散率Fig.7 BFG emission ratio in 20133.3余热利用尚有很大潜力从首钢三地炼铁、炼钢和轧钢系统看，均存在很多余热资源，由于余热利用技术的成熟，中高温余热及副产煤气资源利用最高
16、，如热风炉烟气余热、转炉烟气余热和焦炭余热，而难回收的高温熔渣如高炉渣显热（占 1618 kgce/t 钢）和钢渣显热（占 1012 kgce/t 钢）利用不佳，焦炉上升管余热还没有回收，特别是冷却水、低温排放废气等低品位余热目前还没有利用 9。尽管近年技术改造对余热利用水平有所提高，但首钢的余热利用率依然低于 50%，与宝钢余热余能利用率 68%和日本新日铁的余热余能利用率 92%以上相比尚有很大差距 10。首钢三地以京唐余热利用水平最高，采取了 TRT、CDQ 和 CCPP等多项先进集成技术，余热利用设计水平达到 52%，但余热实际利用率低于 50%，通过对炼铁和热轧系统余热计算表明，京唐炼铁工序余热绝对潜力为63.9 kgce/t，热轧工序余热绝对潜力为 23.2 kgce/t，可见尽管余热潜力很大，考虑余热回收成本、经济和技术成熟度等问题，多数低品位余热尚没有合适技术手段回收利用。3.4先进节能技术有待进一步开发实施
