包鋼節(jié)能減排措施及建議

任 潔，杜永威，吳彧乾，郭文彪，王麗娟

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010；

2.內(nèi)蒙古國電能源投資有限公司，內(nèi)蒙古 包頭 014010；3.包鋼職教中心，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

鋼鐵產(chǎn)業(yè)對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要作用，與此同時(shí)鋼鐵產(chǎn)業(yè)消耗大量的資源和能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，鋼鐵產(chǎn)業(yè)的能源消耗占國民經(jīng)濟(jì)總能源消耗的15%以上，其生產(chǎn)排出的廢棄物、污染物占工業(yè)排放總量的14%以上。因此，鋼鐵產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排對我國經(jīng)濟(jì)增長以及可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。包鋼是內(nèi)蒙古最大的鋼鐵企業(yè)，同時(shí)也是各種能源的消耗大戶，從2001年起，包鋼大力推進(jìn)節(jié)能環(huán)保和資源綜合利用項(xiàng)目的建設(shè)，每年可節(jié)約資金或創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約2億元以上。

1 節(jié)能減排的主要成效

1.1 自發(fā)電量逐年增加

包鋼大力開發(fā)余熱余能的資源再利用項(xiàng)目，其中最重要的是自發(fā)電量的逐年增加，既減少了外購電費(fèi)又降低了環(huán)境污染，自發(fā)電量由2000年的2.19億kWh增加至2010年的29.11億kWh，占總受電的49.1%，減少外購電費(fèi)支出13.85億元。

（1）包鋼6座高爐煤氣余壓能量回收透平發(fā)電裝置（TRT）相繼投產(chǎn)以后，發(fā)電量逐步增加，2001年至2009年累計(jì)發(fā)電量15億kWh，減少外購電費(fèi)5.78億元。其中2009年高爐TRT共發(fā)電3.9億kWh，為包鋼減少外購電費(fèi)支出1.5億元。

（2）燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組（CCPP）于2008年投入運(yùn)行，充分利用富余煤氣，使高、焦?fàn)t煤氣放散率大幅下降，當(dāng)年高、焦?fàn)t煤氣放散率就分別降低到5.92%和2.78%，比上年降低了5.78和1.1個(gè)百分點(diǎn)。當(dāng)年發(fā)電3.5億kWh，為包鋼減少外購電費(fèi)支出1.35億元，2009年發(fā)電量達(dá)到14.75億kWh。2009年干熄焦發(fā)電2.47億kWh。

1.2 改造能源利用系統(tǒng)，合理利用二次能源

（1）高爐煤氣利用方面。為平衡鋼鐵產(chǎn)量700萬t的富余高爐煤氣量，2005年完成了2臺130 t/h鍋爐改造。改造后的鍋爐每小時(shí)可以燃燒24萬Nm3高爐煤氣，產(chǎn)生260 t/h中溫中壓蒸汽。

（2）轉(zhuǎn)爐煤氣利用方面。二煉鋼廠實(shí)施轉(zhuǎn)爐干法除塵，提高了轉(zhuǎn)爐煤氣利用的數(shù)量和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了負(fù)能煉鋼；將2座燃煤麥爾茲窯改造為燒轉(zhuǎn)爐煤氣，燃燒轉(zhuǎn)爐煤氣1.9萬m3/h，每年減少用煤4萬t；新建一座燒轉(zhuǎn)爐煤氣的麥爾茲窯，可利用轉(zhuǎn)爐煤氣1.7萬m3/t。此外，還實(shí)施了薄板廠加熱爐轉(zhuǎn)爐煤氣改造，以及轉(zhuǎn)爐煤氣富集到高爐系統(tǒng)等改造。

1.3 “三廢”治理

（1）廢水治理和節(jié)水方面。2003年6月包鋼投資1.6億元建成黃河上游最大的污水治理工程，每小時(shí)可處理污水量60 000 m3，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)污水全部處理后再利用和排放，減少了達(dá)標(biāo)廢水外排量，大大提高了包鋼的水資源回用率；對老系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)水改造，對3座燃煤鍋爐進(jìn)行了改燒煤氣改造，減少了除塵設(shè)備用水及沖渣水，對二煉鋼廠的2座210 t轉(zhuǎn)爐進(jìn)行干法除塵改造，對一煉鋼廠的2座100 t轉(zhuǎn)爐進(jìn)行干法除塵改造，每年可節(jié)約新水52.56萬t，經(jīng)濟(jì)效益1 926萬元。2002年至2010年，包鋼新建項(xiàng)目的水系統(tǒng)均采用國內(nèi)外較先進(jìn)的節(jié)水工藝，盡可能利用回用水，節(jié)水及環(huán)保效果十分顯著。

（2）廢氣治理利用方面。包鋼煉鐵生產(chǎn)的主要原料是白云鄂博鐵礦石，由于白云鄂博鐵礦石中含有一定的氟，在選燒、冶煉等生產(chǎn)過程中，將產(chǎn)生大量含氟煙氣排入大氣。包鋼在對氟污染的治理方面主要采取的措施是改進(jìn)選礦工藝，采用弱磁—強(qiáng)磁—返浮—正浮工序，盡可能降低鐵精礦的含氟量，使各后續(xù)生產(chǎn)工序中的排氟量大大降低。從2000年4月起，精鐵礦的含氟量穩(wěn)定控制在0.5%以下，達(dá)到了鐵精礦降氟的目的。另外新建265 m2燒結(jié)機(jī)，采用德國半干法除氟脫硫技術(shù)等。采用半干法除氟凈化工藝新技術(shù)，以減少濕法除氟工藝過程中產(chǎn)生的廢水所造成的二次污染。

（3）廢渣治理利用方面。包鋼采用國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)建設(shè)了一條鋼渣熱潑、熱燜生產(chǎn)線，進(jìn)一步提高鋼渣尾渣綜合利用的附加值。引進(jìn)國內(nèi)先進(jìn)工藝和設(shè)備，建設(shè)年產(chǎn)冶金渣微粉80萬t的生產(chǎn)線，所生產(chǎn)的礦渣粉、鐵渣粉，用于水泥和建材制品原料，帶動下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成以鋼鐵渣為主料，粉煤灰為輔料的建材產(chǎn)業(yè)鏈。表1為2002—2009年包鋼鋼鐵產(chǎn)量及能耗情況。

表1 2002—2009年包鋼鋼鐵產(chǎn)量及能耗情況

2 與各大鋼廠在節(jié)能減排方面的差距

從表1中的數(shù)據(jù)分析可知，從2000年到2009年，包鋼采取的節(jié)能減排措施取得了一定成就，不僅降低了綜合能耗，提高了能源使用效率，并且減少廢氣、廢水、固體廢棄物排放，對周邊環(huán)境起到了一定改善作用，對于內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變有重要的意義。然而，與國內(nèi)其他先進(jìn)鋼鐵企業(yè)相比，包鋼在節(jié)能減排方面還是存在一定的差距。表2為2008年包鋼與各大鋼鐵企業(yè)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)對比情況。

表2 2008年包鋼與各大鋼鐵企業(yè)產(chǎn)量與能耗指標(biāo)及煤氣對比情況

包鋼在節(jié)能減排方面與國內(nèi)各大先進(jìn)鋼鐵企業(yè)相比，還是存在一些差距，主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面。

2.1 能耗偏高

從表2中數(shù)據(jù)可以看出，包鋼的主要能耗指標(biāo)處于落后水平。在鋼鐵產(chǎn)量水平相當(dāng)?shù)匿撹F企業(yè)之中，噸鋼綜合能耗值、噸鋼耗新水值、噸鋼耗電量均高于其他先進(jìn)鋼鐵企業(yè)，噸鋼綜合能耗比各大鋼廠平均水平高出109.5 kgce。

2.2 污染物排放量高

包鋼作為內(nèi)蒙古的龍頭企業(yè)，在為內(nèi)蒙古創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)利潤的同時(shí)排放了大量的廢氣、廢水、固體廢棄物，如：2007年包鋼固體廢棄物為981.83 t，占該年包頭市工業(yè)固體廢棄物總量的80%，給環(huán)境帶來了嚴(yán)重的污染。

從表2的數(shù)據(jù)可看出，包鋼的煤氣綜合利用指標(biāo)落后于各大鋼廠。2008年包鋼的噸鋼轉(zhuǎn)爐煤氣回收量為46 m3/t，比各大鋼鐵廠平均水平低29 m3/t；焦?fàn)t煤氣放散率、高爐煤氣放散率分別為4.87%，5.31%，比各大鋼廠平均值分別高出4.0和2.95個(gè)百分點(diǎn)。煤氣綜合利用水平低，既造成了煤氣資源的浪費(fèi)，同時(shí)也會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。

3 能耗偏高的原因分析

（1）鐵礦石品位低難冶煉。包鋼70%的礦石是自產(chǎn)礦，來自白云鄂博鐵礦，品位平均為32%左右，屬于貧礦；另外鐵礦成分復(fù)雜，并且含有大量鉀、鈉、硫、磷、氟等有害物質(zhì)，難以冶煉，使噸鋼綜合能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于各大鋼廠的平均水平。同時(shí)渣量大，固體廢棄物多，鋼渣、鐵渣、粉煤灰和低品位含鐵塵泥資源的綜合利用水平較低。

（2）余熱余能回收效果不明顯。從表2中可以看出，寶鋼、鞍鋼、武鋼等生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)的大型鋼鐵企業(yè)高爐煤氣放散率都很低，焦?fàn)t煤氣接近零排放；轉(zhuǎn)爐煤氣回收量在60～80 m3/t，這樣不僅利用了寶貴的煤氣資源，節(jié)省了能源消耗，同時(shí)降低了煤氣放散。而包鋼的煤氣回收指標(biāo)相對落后，利用率較低，從而一次能源的消耗偏高，廢棄物排放率較高。

4 對策及建議

4.1 完善能源管理體系，制定環(huán)境與能源長遠(yuǎn)規(guī)劃

國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)在節(jié)能減排方面取得了顯著的成就，其主要措施是采用了先進(jìn)的節(jié)能減排工藝新技術(shù)，更加重要的是建立了一套完整的能源管理體系，將節(jié)能降耗與環(huán)境保護(hù)作為企業(yè)長期發(fā)展戰(zhàn)略，形成了一種長效機(jī)制。因此，在今后的節(jié)能減排工作中，應(yīng)加強(qiáng)完善能源管理體系，制定環(huán)境與能源長遠(yuǎn)規(guī)劃。

4.2 優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高技術(shù)裝備水平，實(shí)施節(jié)能減排新技術(shù)

進(jìn)一步做好連鑄坯熱裝熱送技術(shù)、大型制氧機(jī)組節(jié)電運(yùn)行技術(shù)、煉鋼濺渣護(hù)爐技術(shù)、高爐富氧噴煤技術(shù)和提風(fēng)溫降焦比技術(shù)、負(fù)能煉鋼、各種爐窯和生產(chǎn)設(shè)備的余熱回收技術(shù)等方面的工作，提高能源的利用率。

4.3 提高二次能源的利用率

進(jìn)一步開發(fā)3種煤氣的利用技術(shù)，降低其放散率。采用先進(jìn)的技術(shù)對固體廢棄物處理回收和利用。對廢水進(jìn)行回收利用，推行水資源按質(zhì)分配、合理使用、串接利用等一系列節(jié)水技術(shù)，減少對新水的使用，盡可能地有效節(jié)約水資源。

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［3］ 傅原.日本鋼鐵產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排進(jìn)展綜述［J］.新材料產(chǎn)業(yè)，2008（7）：27-31.