節(jié)能減排論文：鋼鐵節(jié)能回顧及策略
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本文作者：陳麗云1，2張春霞3酈秀萍3程小矛4張臨峰2蒼大強2作者單位：1北京科技大學2中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會3鋼鐵研究總院4冶金工業(yè)規(guī)劃研究院
我國鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排存在的問題
“十一五”期間，我國鋼鐵工業(yè)在節(jié)能減排方面取得的成績有目共睹，但節(jié)能減排是我國經濟社會發(fā)展的一項長期戰(zhàn)略方針，“十二五”節(jié)能減排約束性指標更加嚴格。因此在總結經驗的同時，需要進一步尋找差距和潛力。
(1)淘汰能源利用效率低的落后設備的工作依然艱巨。我國鋼鐵行業(yè)仍有大約1億多噸鋼的落后產能，影響了鋼鐵行業(yè)能源利用效率進一步提高。
(2)各企業(yè)發(fā)展程度不平衡，很多大型企業(yè)節(jié)能減排水平已經很高，各種節(jié)能減排措施基本配備，技術上可挖掘潛力空間變小。但一些中小企業(yè)水平比較低，存在很多能源浪費現象，節(jié)能措施配備不完善，能源利用效率低，需進一步挖掘潛力。
(3)主要二次能源種類，特別是煤氣損耗絕對數量仍然偏大。從總體來看，盡管近兩年鋼鐵行業(yè)高、焦、轉爐煤氣的損失率逐年降低，但由于生產規(guī)模增加，各種煤氣發(fā)生總量也在增加，因此損失率降低還不能說明損失總量的減少。重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)2010年焦爐煤氣損失量超過6.5億m3，高爐煤氣損失量超過281億m3，因此，提高企業(yè)副產煤氣綜合利用率是鋼鐵行業(yè)重要的節(jié)能方向。
(4)余熱資源的利用效率有待進一步提高?！笆晃濉变撹F行業(yè)在各生產工序的余熱回收上取得一些成績，開拓出一些新的利用技術和領域，但總體上說還有較大差距。主要是因為這些余熱的品質低，壓力波動，含水量高等不利因素，供給生產利用問題較多;其次，由于余熱汽源比較分散(熱軋系統(tǒng))，壓力、溫度不統(tǒng)一，很難形成“規(guī)?！被惺褂玫龋瑢е掠酂豳Y源利用效率較低。總體判斷“十一五”鋼鐵行業(yè)余熱資源的利用效率大約40%左右，仍有一定的節(jié)能空間和潛力。
(5)企業(yè)能源管理工作仍有待進一步加強。目前大部分企業(yè)已認識到能源管理在節(jié)能降耗方面的重要作用，近年來各企業(yè)對于能源管理工作也越來越重視，但總體管理水平仍然不高，有進一步提高的空間。
鋼鐵工業(yè)“十二五”節(jié)能減排對策措施建議
轉變鋼鐵工業(yè)發(fā)展方式對節(jié)能減排工作提出了更高的要求。“鋼鐵工業(yè)‘十二五’發(fā)展規(guī)劃”中要求“淘汰400m3及以下高爐(不含鑄造鐵)、30t及以下轉爐和電爐。重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)焦爐干熄焦率達到95%以上。萬元工業(yè)增加值能耗和二氧化碳排放分別下降18%，重點統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)平均噸鋼綜合能耗低于580kgce，萬元工業(yè)增加值用水量降低10%，噸鋼耗新水量低于4.0m3，噸鋼SO2排放量低于1.0kg，下降39%，噸鋼化學需氧量下降7%，固體廢棄物綜合利用率97%以上”。因此，“十二五”期間，鋼鐵工業(yè)要調整發(fā)展戰(zhàn)略，將節(jié)能減排作為轉變增長方式、優(yōu)化產業(yè)結構的重要抓手，降低能源消費在成本構成中的比重，提高能源資源的利用效率和效益。推動節(jié)能減排工作向更深層次發(fā)展，是實現鋼鐵工業(yè)發(fā)展方式的根本轉變的必然。
1加快淘汰落后產能，優(yōu)化產業(yè)結構，提升技術水平
從總體上看，我國鋼鐵工業(yè)的產業(yè)集中度還不高，落后產能在不少地方還普遍存在，通過加快淘汰國家產業(yè)政策和振興規(guī)劃提出的落后裝備，提高產業(yè)集中度，優(yōu)化產業(yè)結構，充分發(fā)揮現代化、大型化裝備能效高的優(yōu)勢，可以取得較大的節(jié)能效果。例如:降低鐵鋼比，在條件許可時，轉爐應多“吃”廢鋼，減少鐵前的物料和能源消耗;采用高效連鑄工藝技術，進一步提高生產作業(yè)率;提高高爐煉鐵噴煤比，優(yōu)化企業(yè)用煤結構;采用連鑄坯熱送熱裝和直接軋制技術，促進軋鋼工序節(jié)能;優(yōu)化高爐煉鐵爐料結構，多使用球團礦等。在推進淘汰落后裝備、促進產業(yè)結構升級的同時，應加大燒結機變頻調速和降低漏風率技術、煤調濕技術、焦爐利用廢棄塑料技術、干式TRT發(fā)電技術、脫濕鼓風技術、鋼渣顯熱回收技術、鋼材在線熱處理技術等各生產工序先進節(jié)能減排技術的創(chuàng)新和應用推廣力度，依靠技術進步促進節(jié)能減排。
2提高能源利用效率，進一步挖掘節(jié)能潛力
“十一五”鋼鐵行業(yè)在二次能源和余熱資源的回收利用方面取得了巨大的成就，但在提高能源利用效率方面仍具有一定的節(jié)能潛力可以挖掘，特別是應加大在“二高、一低”，即能源的高效回收利用、高效率的轉換利用、低溫余熱回收利用節(jié)能技術的改造力度。同時應注重企業(yè)電力系統(tǒng)優(yōu)化產生的節(jié)能潛力。
(1)能源的高效回收利用外購能源的高質高用;二次能源的高水平回收利用，并實現“零”放散損失。
(2)高效率的轉換利用電能高效轉換利用;氣轉汽、由中溫中壓向高溫高壓轉換等。
(3)低溫余熱回收利用低品質的余熱在鋼鐵企業(yè)量大、面廣，“十一五”鋼鐵行業(yè)在燒結工序上的余熱利用進展最快，效果明顯;高爐渣顯熱回收節(jié)能潛力很大，但尚未有效利用;轉爐余熱的利用率，尚有提高的空間;熱軋一次材的余熱，可采取整合方式進一步提高利用率。可以說，鋼鐵行業(yè)低溫余熱資源綜合利用將會成為鋼鐵行業(yè)“十二五”的主戰(zhàn)場和進一步挖掘節(jié)能潛力和技術攻關的難點所在。
3重視鋼材產品全生命周期的節(jié)能減排
鋼鐵工業(yè)是基礎制造業(yè)，是國民經濟發(fā)展必不可少的支撐行業(yè)，生產各種鋼鐵產品，為各下游行業(yè)提供原材料。鋼鐵產品整個生命周期包括鋼鐵生產、制品加工、制品使用階段、廢鋼回收重新進入鋼鐵生產，或散失于環(huán)境中。因此，鋼鐵工業(yè)的節(jié)能減排要轉變方式，不僅僅局限于鋼鐵生產流程本身的節(jié)能減排，還要從鋼鐵產品全生命周期的角度考慮。即，既要考慮到上游生產過程中的低消耗、低排放，又要考慮到產品整個生命周期中的高效使用，滿足下游產品節(jié)能減排的要求。
(1)鋼鐵產品在制造加工過程中的節(jié)能減排鋼鐵產品的制造加工過程主要是鋼鐵企業(yè)內部的鋼鐵生產流程。目前鋼鐵工業(yè)對加工過程的節(jié)能減排已經有了相當的重視并采取了各種措施，包括積極實施各種工序及全流程的節(jié)能技術和管理技術，提高能源效率，淘汰落后裝備，優(yōu)化工藝結構和產品結構等等。在“十二五”期間，生產過程的節(jié)能減排仍是鋼鐵工業(yè)節(jié)能減排的一大重點，需進一步從各方面挖掘節(jié)能潛力。
(2)滿足下游行業(yè)節(jié)能減排對鋼鐵材料的要求鋼鐵產品是鋼鐵行業(yè)的末端產品，首先要滿足市場的需求，生產出能滿足下游用戶性能、質量要求的鋼鐵產品;其次，鋼鐵產品同時也是下游行業(yè)的原材料，是整個社會循環(huán)鏈的一個重要環(huán)節(jié)，因此從社會大循環(huán)角度，既要考慮到上游生產過程中的低消耗、低排放，又要考慮到產品整個生命周期中的高效使用，滿足下游產品節(jié)能減排的要求。如汽車的低油耗標準要求減輕汽車車重、提高發(fā)動機性能等，這就是下游行業(yè)對于鋼鐵工業(yè)所生產的鋼鐵材料提出的要求。鋼鐵工業(yè)提供符合下游行業(yè)節(jié)能減排要求的新材料，也就是從鋼鐵產品生命周期的角度實現了鋼鐵產品的節(jié)能減排。而要實現下游產品的節(jié)能減排，就要從生產過程中采取措施來選擇最優(yōu)化工藝。主要從幾個方面來考慮:①使用不同工藝技術生產符合質量性能的產品，擇其最低消耗、低排放、低成本的工藝;②同樣生產工藝，通過適當改進，提高產品質量性能，減少鋼材用量、增加產品使用壽命;③采用更低消耗、低排放、低成本的工藝生產具有相當質量性能的替代型產品。
(3)提高廢鋼的回收利用廢鋼的有效利用是鋼鐵工業(yè)實現可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。廢鋼是重要的再生資源，對于節(jié)約天然資源、降低能源和原材料消耗、減少環(huán)境污染、降低成本和增加就業(yè)都具有重要的意義。一方面，從資源鏈條來看，廢鋼除作為自產廢鋼在企業(yè)內部循環(huán)利用外，各行業(yè)使用的鋼鐵材料報廢后會通過回收利用重新作為原料用于生產鋼鐵產品;另一方面，從能源鏈條來看，廢鋼的回收利用，減少了由鐵礦石到粗鋼的生產過程，直接減少了煤炭等一次能源的消耗，減少廢水、廢氣、廢渣的排放。加強利用廢鋼資源的基本立足點是大量利用社會廢鋼(包括折舊廢鋼和加工過程的廢鋼)，利用廢鋼資源有利于降低整個鋼鐵工業(yè)的能源消耗和環(huán)境負荷，有利于推動循環(huán)經濟。隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，廢鋼資源利用得到進一步重視，廢鋼的回收、分類、處理和供應將發(fā)展成為一個產業(yè)。廢鋼是電爐煉鋼的主要原料，但現階段由于我國廢鋼積蓄量有限，“十二五”大力發(fā)展電爐生產的時機尚未到，但可以通過轉爐增加廢鋼加入量來增大廢鋼的使用。同時關注電爐短流程的技術進步與發(fā)展。
