除塵效率和節(jié)能降耗并重
發(fā)布時間:
2017-05-04 13:06
我國鋼鐵工業(yè)在過去十年間的噸鋼能耗逐年下降,節(jié)能工作取得了顯著的成就,但依然存在一些問題,在下一步發(fā)展中面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),其中很重要的一個方面就是余熱余能的利用問題。
鋼鐵工業(yè)制造流程是一個大規(guī)模能源循環(huán)系統(tǒng),在構(gòu)成該系統(tǒng)的工序內(nèi)部,在各工序之間進行復(fù)雜的能量消耗、轉(zhuǎn)換、再生、輸送,而且鋼鐵聯(lián)合流程具有很強的熱管理特征。
鋼鐵生產(chǎn)消耗的一次能源中約40%以某種形式的熱能釋放出,其溫度上至1500℃,下至近于環(huán)境溫度的廣泛范圍。目前我國生產(chǎn)1噸鋼產(chǎn)生的余熱余能資源量約為8GJ~9GJ,主要分為副產(chǎn)煤氣、排氣余熱、固體余熱及廢汽廢水余熱。副產(chǎn)煤氣包括高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣及轉(zhuǎn)爐煤氣,一般歸為余能,但其顯熱及壓力能屬于余熱;排氣余熱多為爐窯排出廢氣帶走的熱,占余熱資源總量的一半左右,溫度范圍為250℃~1000℃;固體余熱包括燒結(jié)礦、紅焦炭、高爐渣、轉(zhuǎn)爐渣及鑄坯等的余熱,一般在500℃以上;廢汽廢水余熱包括蒸汽冷凝水、鍋爐汽包的排污水(90℃~100℃)、高爐沖渣水(70℃~90℃)等的余熱。
余熱余能利用獲得大發(fā)展
余熱余能利用技術(shù)廣泛應(yīng)用。近年來,鋼鐵工業(yè)余熱余能利用技術(shù)得到廣泛應(yīng)用:其中,重點大中型企業(yè)的干式TRT配備率已經(jīng)超過90%,噸鐵發(fā)電量高已經(jīng)超過50kwh;重點大中型企業(yè)干熄焦比例達到42.3%,噸焦炭回收蒸汽高超過570kg;噸燒結(jié)礦回收蒸汽高超過70kg;燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組(CCPP)作為高效的能源轉(zhuǎn)換裝置,在行業(yè)內(nèi)迅速推廣,包鋼、萊鋼、太鋼、沙鋼等近20家鋼鐵企業(yè)均建有CCPP。
此外,飽和蒸汽發(fā)電、蓄熱式加熱爐燒低熱值高爐煤氣技術(shù)、連鑄坯熱送熱裝、高爐沖渣水余熱利用、轉(zhuǎn)爐汽化冷卻蒸汽直供RH等技術(shù)在行業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用,煤調(diào)濕技術(shù)、焦?fàn)t上升管余熱利用、熱導(dǎo)油蒸氨等技術(shù)也有所突破。
煤氣損失率逐年降低。近年來,高爐、焦?fàn)t、轉(zhuǎn)爐煤氣的利用量逐年提高,損失率逐年降低。與2006年相比,2010年焦?fàn)t煤氣損失率降低了0.96個百分點,高爐煤氣損失率降低了2.65個百分點,轉(zhuǎn)爐煤氣損失率降低了11.25個百分點。
自發(fā)電比例不斷提高。(楷體)鋼鐵行業(yè)余熱余能綜合利用水平和自發(fā)電比例不斷提高,自發(fā)電比例由2006年的21.6%上升到2010年的31.9%,提高了10.3個百分點。邯鋼、唐鋼等企業(yè)的自發(fā)電比例超過了70%。
傳統(tǒng)回收方式問題有待解決
雖然近年來鋼鐵工業(yè)的余熱余能利用取得了一定的成就,但是余熱余能本身具有布局分散、品質(zhì)參差不齊的特點,造成了以傳統(tǒng)方式回收利用能源存在一定問題。而且二次能源生產(chǎn)總量總要大于消費量,在一定程度上存在能量供、需不匹配。目前,鋼鐵工業(yè)余熱余能利用普遍存在如下問題:
一是往往重視余熱余能的回收而輕視利用效率,造成了嚴(yán)重的無效回收。例如副產(chǎn)煤氣的回收都經(jīng)過煤氣除塵設(shè)施和煤氣加壓輸配設(shè)施,消耗了一定的成本,如回收的煤氣沒有找到合適的用戶而放散,這就是嚴(yán)重的無效回收現(xiàn)象。
二是傳統(tǒng)的能源回收利用普遍采用長距離輸送方式,造成能流傳輸能耗高、傳輸損失大。例如長距離輸送中低溫的飽和蒸汽,會造成大量熱損失,不僅使回收能源又浪費掉,還會造成軟水流失形成新的損失。
三是蒸汽系統(tǒng)沒有得到高效利用,鋼鐵企業(yè)目前普遍存在蒸汽大量放散現(xiàn)象,尤其是夏季,有很大的回收利用空間;與此同時,往往熱電配減溫減壓器供蒸汽管網(wǎng),中間環(huán)節(jié)沒有任何對外做功過程,能量貶值非常大。
四是部分耗能設(shè)備介質(zhì)使用不合理,沒有做到能級匹配和溫度對口。由于部分企業(yè)缺乏統(tǒng)一的用能管理及經(jīng)濟調(diào)節(jié)措施,使得各用能工序紛紛爭搶優(yōu)質(zhì)能源,往往就造成了高能低用的現(xiàn)象,從全局的角度來看能效低下。
應(yīng)對新形勢下的挑戰(zhàn)
鋼鐵工業(yè)面臨新的發(fā)展形勢,余熱余能利用也面臨著新的挑戰(zhàn)。
煤氣損耗有待進一步降低。盡管鋼鐵行業(yè)煤氣放散率逐年下降,但由于生產(chǎn)規(guī)模增加導(dǎo)致煤氣損耗的數(shù)量仍然偏大,副產(chǎn)煤氣利用的節(jié)能潛力尚未完全發(fā)揮出來。這給鋼鐵工業(yè)節(jié)能工作帶來了新的挑戰(zhàn),需要根據(jù)煤氣資源的數(shù)量、品質(zhì)和用戶需求不同,合理分配使用煤氣,完善煤氣緩沖系統(tǒng),進一步降低煤氣的放散損失率。
煤氣利用方式須根本性轉(zhuǎn)變。隨著低碳經(jīng)濟時代的到來,企業(yè)傳統(tǒng)的余熱余能單一轉(zhuǎn)化為電能的利用方式將面臨著轉(zhuǎn)型,如何實現(xiàn)“資源—能源—再資源”綜合利用將是進一步提高能效的關(guān)鍵所在。焦?fàn)t煤氣作為一種優(yōu)質(zhì)的二次能源,可以生產(chǎn)氫氣、甲醇、二甲醚等,待工藝成熟時候也可直接噴吹入高爐,利用焦?fàn)t煤氣中的H2和CH4進行高爐冶煉,最終實現(xiàn)高碳能源低碳化利用。
熱電轉(zhuǎn)換效率進一步提高。各大企業(yè)熱電機組應(yīng)該逐步向高溫高壓參數(shù)機組發(fā)展,行業(yè)內(nèi)存在相當(dāng)數(shù)量的中溫中壓機組,阻礙了能源轉(zhuǎn)換效率的進一步提高。企業(yè)應(yīng)結(jié)合企業(yè)發(fā)展規(guī)劃,整合淘汰小型機組,建設(shè)大型高參數(shù)發(fā)電機組,將能夠較大幅度提高企業(yè)的自發(fā)電水平。
低溫余熱利用進一步深化及拓展。目前鋼鐵中、高溫余熱已基本得以回收,低溫低參數(shù)余熱資源綜合利用成為進一步挖掘節(jié)能潛力的關(guān)鍵所在,包括高爐沖渣水余熱、汽輪機冷卻水余熱、焦化初冷水余熱等,雖然溫度較低,但是資源總量相當(dāng)可觀。節(jié)能工作者應(yīng)該根據(jù)分布式能源梯級利用的理念,提高余熱質(zhì)量,建設(shè)具有一定經(jīng)濟規(guī)模效應(yīng)的地區(qū)式熱能利用系統(tǒng);同時注重余熱利用的功能拓展,將余熱用于海水淡化或污泥處理等。
與城市和諧共融發(fā)展。鋼鐵企業(yè)一向以高能耗、高排放形象示人,面對新的節(jié)能減排形勢,鋼鐵企業(yè)應(yīng)該全力推動綠色轉(zhuǎn)型,努力做到與城市和諧共融發(fā)展,成為城市發(fā)展不可分割的部分。以鋼鐵企業(yè)余熱余能利用為核心,構(gòu)建冶金爐窯—副產(chǎn)煤氣—共同火力—電力回供,以及冶金爐窯—低溫冷卻水—城市采暖水等多條循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈,達成與社會的大循環(huán),實現(xiàn)真正的循環(huán)經(jīng)濟。
政策措施進一步完善。余熱余能利用的最終形式體現(xiàn)為回收電力,但是我國目前發(fā)電上網(wǎng)存在一定的政策障礙,如并網(wǎng)審批困難、過網(wǎng)等費用繁多,影響和限制了鋼鐵企業(yè)利用余熱余能的積極性。這給政策制定者提出了挑戰(zhàn),應(yīng)制定鋼鐵企業(yè)電力并網(wǎng)(上網(wǎng))的合理政策和價格體系,鼓勵鋼廠利用余熱余能建自備電廠,同時對于余熱余能利用項目須進一步加大財政獎勵。
節(jié)能服務(wù)市場化機制進一步完善。目前節(jié)能效益明顯的重大節(jié)能措施在鋼鐵企業(yè)中已經(jīng)普遍配建,但是一些小節(jié)能項目的推廣存在一定的障礙。這主要是因為該類項目的投資回收期相對較長,節(jié)能效益相對不明顯,企業(yè)在經(jīng)營困難時期不愿意投入資金和人力。此時,須充分發(fā)揮節(jié)能服務(wù)市場的優(yōu)勢,利用合同能源管理方式解決企業(yè)技術(shù)、資金、運行管理等問題,實現(xiàn)共贏。
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