我國高爐煉鐵企業生產現狀及節能環保的特征
1 煉鐵企業生產現狀
1.1 產量增長、集中度繼續降低
2012年全國生鐵產量為65790.5萬噸,比上年增長3.7%。其中重點鋼鐵企業生鐵產量為57620.48萬噸,占總產量的87.6%,比去年下降1.3個百分點。重點企業中年產鐵超過1000萬噸的有13個企業,年產鐵500~1000萬噸的企業有25個。其他鋼鐵企業生鐵產量為14033.72萬噸,占總產量的12.4%。這表明我國煉鐵產業集中度繼續降低。
1.2 裝備水平不斷提高
近年來,我國高爐大型化趨勢明顯,大高爐的建設取得了顯著成績。2012年,全國重點鋼鐵企業1000m3以上大型高爐297座。其中3000m3以上的大型高爐座數從2001年的4座增加到2012年的34座,寶鋼4966m3高爐、首鋼曹妃甸5500m3高爐和沙鋼5800m3等15座4000m3以上高爐使得我國特大型高爐在世界上占據一席之地。裝備領先水平生產能力比例由2011年的36.7%回落到36.3%,先進水平比例由2011年28.7%升高至32.2%,落后生產能力比例由2011年3.6%下降至3.2%。
1.3 主要技術經濟指標有所提升
2012年重點鋼鐵企業高爐主要技術經濟指標表如表1
所示。
2012年全國重點鋼鐵企業高爐技術經濟指標多數得到提升,但是煉鐵企業技術進步的速度有所放緩。主要原因是全國入爐礦含鐵品位在下降,因礦石漲價,鋼企利潤下降甚至虧損,實現精料煉鐵比較困難。
2 重點鋼鐵企業煉鐵系統能耗情況
2.1 煉鐵系統工序能耗全面下降
重點大中型鋼鐵企業代表了行業發展的先進水平。2008~2012年重點鋼鐵企業煉鐵系統能耗變化見圖1:
圖1 2008~2012年重點鋼鐵企業煉鐵系統能耗變化圖
從近五年重點鋼鐵企業煉鐵系統用能情況來看,各工序能耗均呈下降趨勢,表明了企業能源管理和節能技術的進步。2012年和2011年相比,焦化工序能耗下降了1.91%,燒結工序能耗下降了1.43%,球團工序能耗下降了0.83%,煉鐵工序能耗下降了2.75%。
2012年重點鋼鐵企業煉鐵系統能耗雖均有所下降,但各企業之間相應工序能耗最高值與最低值指標相差懸殊。由此表明國內重點鋼鐵企業技術發展不平衡,且仍有一定的節能潛力,需要進一步加大力度淘汰落后裝備。
2.2 二次能源回收利用水平分析
提高企業二次能源回收和利用量是降低外購能源,真正意義上實現節能減排的主要途徑。高爐煉鐵工序二次能源回收和利用主要體現在高爐煤氣回收利用和爐頂壓差發電,且這兩項技術已得到廣泛應用。
截至2012年,我國已有660多套TRT裝置,配備率已在95%,但平均發電僅有32kWh/t鐵,與煤氣干法除塵發電45kWh/t鐵還有一定差距。
2012年重點統計企業高爐煤氣累計產生量是6789.36億立方米,同比增幅為0.19%;高爐煤氣利用率為96.26%,比去年同期提高了0.28個百分點。
3 “十二五”后三年煉鐵工序節能展望
2011年10月24日國務院印發《鋼鐵工業“十二五”發展規劃》,提出“十二五”期間要求噸鋼綜合能耗從605kgce/t下降到580kgce/t,五年內下降目標為4.1%。2012年噸鋼綜合能耗為602.71kgce/t,若要達到“十二五”規劃目標,必須之后的三年內下降3.8%,說明后三年鋼鐵工業節能形勢是空前嚴峻的。又因高爐煉鐵工序能耗約占鋼鐵聯合企業總能耗的50%。所以,鋼鐵工業要降低噸鋼綜合能耗就必須要努力降低煉鐵工序能耗。
通過對2012年煉鐵工序節能取得的成績以及未來面臨的節能形勢,認為“十二五”后三年在煉鐵工序節能方面需要開展以下工作和任務:
3.1 加快淘汰落后產能,優化生產結構,實現結構節能
從目前煉鐵生產情況來看,我國煉鐵的產業集中度還不高,落后產能還存在。“十二五”后三年要嚴格按照《鋼鐵工業“十二五”發展規劃》和《產業結構調整指導目錄》(2011年本)中的規定,淘汰400立方米及以下高爐,優化生產結構,充分發揮現代化、大型化裝備優勢。提高煤比、降低焦比,提高球團礦配比、降低燒結礦比例,優化煉鐵系統用能結構和爐料結構,降低煉鐵系統能耗。
3.2 加快節能技術的研發和推廣力度,實現技術節能
3.2.1 把握工序節能關鍵,實現減量化用能。高爐煉鐵所需能量有78%是由碳素(焦炭和煤粉)燃燒提供的,19%是由熱風提供的,3%是爐料化學反應熱。因此,降低煉鐵燃料比是實現企業減量化用能的最大體現,也是煉鐵節能減排、降低生產成本的主攻方向。
目前,我國高爐燃料比與國際先進水平的差距在
30~50kg/t左右,主要原因是我國礦石含鐵品位低、熱風溫度低等造成的。首先,鑒于目前全世界煉鐵入爐礦含鐵品位都在下降,“十二五”后三年精料技術的核心應轉為穩定爐料質量。其次,近年來,我國高爐煉鐵風溫逐年提高,2012年全國重點企業的平均風溫達到1183℃,接近國際先進水平,但距離1200℃~1250℃還有一定的差距,進一步提高風溫仍然是高爐煉鐵節能降耗的重要技術措施。最后,采取富氧大噴煤技術,實現高爐噴煤比在200kg/t鐵以上,同時降低焦比,進而降低燃料比,實現源頭減量化。
3.2.2 加大二次能源回收利用技術推廣。“十二五”后三年要大力推廣已成熟適用的節能技術,如高爐干式余壓發電(TRT)技術、高爐熱風爐雙預熱技術、高爐煤氣汽動鼓風技術、高爐脫濕鼓風技術等,提高煉鐵工序二次能源回收利用率。
3.3 加強低溫余熱資源的利用,進一步挖掘節能潛力
低品質的余熱在煉鐵工序中主要體現在高爐沖渣水的余熱。目前高爐渣余熱回收技術尚沒有進入成熟化階段,回收的效率也不高。大多數煉鐵廠采用水沖爐渣工藝,其沖渣熱水只能用于取暖用,但大部分仍未得到利用。個別企業采用轉法,用高壓水擊淬熱鋼渣或鐵渣,對產生的蒸汽加以回收利用。因此,高爐沖渣水余熱利用也將會成為進一步挖掘煉鐵節能的潛力所在。
4 結語
綜上所述,隨著高爐煉鐵各項成熟節能技術的成功應用,進一步降低能耗已成為瓶頸。因此“十二五”后三年高爐煉鐵企業節能壓力仍然十分巨大。各煉鐵企業應盡早針對自身生產情況,找出造成高能耗的問題切入點,積極采取相應的節能降耗措施,共同努力實現國家“十二五”節能降耗目標。
作者簡介:王明俠(1979—),女,河北滄州人,中冶京誠工程技術有限公司工程師,碩士,研究方向:能源評價和能源評估。
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