淺析鋼鐵企業(yè)的能耗現(xiàn)狀及節(jié)能對(duì)策

段明波

摘要：鋼鐵企業(yè)既促進(jìn)了我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，又帶來(lái)了巨大的能源消耗。本文分析了我國(guó)鋼鐵企業(yè)的能耗現(xiàn)狀，結(jié)合企業(yè)實(shí)際，從優(yōu)化生產(chǎn)流程，降低原料與能源消耗；利用能量流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高能源轉(zhuǎn)換效率；實(shí)施節(jié)能技術(shù)，提高二次能源的綜合利用率以及建立能源管理與控制技術(shù)，降低能源耗散4個(gè)方面提出了我國(guó)鋼鐵企業(yè)節(jié)能的具體對(duì)策。

關(guān)鍵詞：鋼鐵企業(yè)能耗節(jié)能

中圖分類號(hào)：TE0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）08（b）-0142-02

隨著改革開(kāi)放的不斷推進(jìn)，我國(guó)鋼鐵企業(yè)得到了快速發(fā)展，成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱企業(yè)。21世紀(jì)后，我國(guó)鋼鐵企業(yè)在高速發(fā)展的同時(shí)，在節(jié)能降耗方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，對(duì)我國(guó)建設(shè)“資源節(jié)約型”國(guó)家戰(zhàn)略部署意義重大。然而，我國(guó)鋼鐵企業(yè)的能耗與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在著很大差距。我國(guó)能源供應(yīng)不足與能源需求不斷增長(zhǎng)的矛盾仍未緩解，大量的資源能源消耗與有限的資源緩解承載能力的矛盾十分突出[1]。為了更好的發(fā)揮鋼鐵企業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用，降低能源消耗，走新型產(chǎn)業(yè)化道路，就必須在分析我國(guó)鋼鐵企業(yè)能耗現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，不斷探索適應(yīng)我國(guó)國(guó)情和鋼鐵企業(yè)特點(diǎn)的節(jié)能策略。

1我國(guó)鋼鐵企業(yè)能耗現(xiàn)狀分析

1.1 我國(guó)鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作取得的成就

1980年我國(guó)總共生產(chǎn)了3712萬(wàn)t的鋼鐵，總共消耗能量7573萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤，其中，中大型鋼鐵企業(yè)的噸鋼綜合能耗為1.646tce/t鋼，噸鋼可比能耗為1.285tce/t鋼；2005年，我國(guó)鋼鐵總產(chǎn)量、總耗能量、噸鋼綜合能耗和噸鋼可比能耗分別為34900萬(wàn)t、25861萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤、0.741tce/t鋼和0.741tce/t鋼。縱觀25年間，我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我們可以得到，25年來(lái)，我國(guó)的鋼鐵總量不斷增加、噸鋼綜合耗能逐年下降，鋼鐵企業(yè)能耗的增長(zhǎng)比率遠(yuǎn)低于鋼鐵產(chǎn)量的增長(zhǎng)比率（如2005年我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量比1980年增加了9倍，總能耗卻只增加了3倍），這表明我國(guó)鋼鐵工業(yè)節(jié)能工作效果明顯。2005年以后，國(guó)家更換了鋼鐵耗能的傳統(tǒng)計(jì)量方法，采用了電熱當(dāng)量值得方法進(jìn)行計(jì)算，從大中型鋼鐵企業(yè)綜合耗能數(shù)據(jù)還是能夠得出，我國(guó)噸鋼綜合能耗、噸鋼可比能耗也是逐年下降（2008年受金融危機(jī)影響例外），2005年我國(guó)噸鋼綜合能耗、噸鋼可比能耗分別為695kgce/t鋼、714kgce/t鋼，2010年這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)為604kgce/t鋼和581kgce/t鋼。總之，我國(guó)將進(jìn)30年鋼鐵發(fā)展歷程表明我國(guó)鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作取得了偉大的成就[2]。

1.2 我國(guó)鋼鐵企業(yè)能耗存在的問(wèn)題

雖然我國(guó)鋼鐵企業(yè)能耗逐年下降，但是從2005年起，噸鋼能耗的降幅不斷減少，繼續(xù)節(jié)能的難度在不斷增加，存在著一些突出問(wèn)題：第一，我國(guó)鋼鐵企業(yè)能耗總體水平與發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)水平相比，還存有一定差距。以2005年的鋼鐵統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明情況，2005我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)噸鋼可比能耗為714kgce/t鋼，而在2004年，國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)就報(bào)告其會(huì)員的噸鋼綜合能耗為652kgce/t鋼。若不將國(guó)內(nèi)外軋鋼系統(tǒng)中的加工深度、工序能耗等因素考慮在內(nèi)，我國(guó)現(xiàn)階段鋼鐵企業(yè)的噸鋼可比能耗大約是先進(jìn)產(chǎn)鋼國(guó)家的11倍（64kgce/t鋼），若加入加工深度、工序能耗等因素，則我國(guó)噸鋼可比能耗大約為先進(jìn)產(chǎn)鋼國(guó)家的18倍（112kgce/t鋼）。第二，固體廢棄物綜合利用技術(shù)水平較低，二次能源的綜合利用率較低。第三，落后產(chǎn)能比重大，先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)有待研發(fā)與推廣。最后，鋼鐵耗水嚴(yán)重。

1.3 鋼鐵企業(yè)噸鋼能耗的影響因素

影響鋼鐵企業(yè)噸鋼能耗的主要因素有兩個(gè)方面：一是鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中的各工序的“鋼比系數(shù)”，即每噸鋼產(chǎn)量的各工序的實(shí)物產(chǎn)量。二是各工序的“工序能耗”，即各工序生產(chǎn)每噸實(shí)物量的能耗。因此，要降低噸鋼能耗，就要注意降低各工序的鋼比系數(shù)與各工序的工序能耗[3]。

2我國(guó)鋼鐵企業(yè)節(jié)能對(duì)策研究

為了進(jìn)一步降低我國(guó)大中型鋼鐵企業(yè)的噸鋼能耗，緩解我國(guó)能源緊張的局面，有必要從以下4個(gè)方面進(jìn)行節(jié)能。

2.1 優(yōu)化生產(chǎn)流程，降低原料與能源消耗

要實(shí)現(xiàn)能源消耗降低的目標(biāo)，首先要優(yōu)化鋼鐵生產(chǎn)工藝流程，使得鋼鐵連續(xù)化、緊湊化和高效化生產(chǎn)。為此，要降低非能源物質(zhì)與能源物質(zhì)的單耗及其載能量。非能源物質(zhì)包括各生產(chǎn)工序的原料、溶劑料、零部件和耐火材料等。鋼鐵生產(chǎn)中各工序要注意降低鐵水、燒結(jié)礦等原料的消耗。而原料的消耗與廢鋼鐵資源有關(guān)。有理論表明，一個(gè)國(guó)家廢鋼鐵資源是否充足，不僅取決于這個(gè)國(guó)家的折舊廢鋼與加工廢鋼的總量，而且還與這個(gè)國(guó)家的鋼產(chǎn)量及其變化程度密切相關(guān)[2]。因此，在鋼鐵產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)、廢鋼資源日益短缺，鋼鐵價(jià)格不斷升高的情況下，采用提高燒結(jié)礦和團(tuán)球礦品位的方法，可有效降低原料的消耗。能源物質(zhì)包括生產(chǎn)環(huán)節(jié)的燃料、電力、氧氣、蒸汽和工業(yè)用水等。降低能源物質(zhì)的消耗是鋼鐵企業(yè)節(jié)能的重要途徑，應(yīng)該設(shè)法降低這些能源物質(zhì)的單耗。可采用少水無(wú)水工藝等促進(jìn)水耗的降低等等。

2.2 利用能量流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高能源轉(zhuǎn)換效率

對(duì)鋼鐵企業(yè)節(jié)能問(wèn)題進(jìn)行研究，需要突破物料平衡與能量平衡的觀念，建立動(dòng)態(tài)的輸入流—輸出流的“能量流網(wǎng)絡(luò)”概念。“能量流網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)是鋼鐵企業(yè)能源轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)存、分配、使用、回收、緩沖和優(yōu)化調(diào)控的重要方法，有利于對(duì)鋼鐵企業(yè)中動(dòng)態(tài)的物質(zhì)流、能量流進(jìn)行分析，提高能源轉(zhuǎn)換效率。目前由于我國(guó)鋼鐵企業(yè)中電力、蒸汽、氧氣等二次能源在生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸過(guò)程中的過(guò)多耗損，造成我國(guó)鋼鐵企業(yè)的能源轉(zhuǎn)換功能未能得到有效發(fā)揮。因此，要降低鋼鐵企業(yè)的能耗，就必須開(kāi)發(fā)“流量流網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)，研究企業(yè)“能量流”運(yùn)行規(guī)律，提高能源轉(zhuǎn)換效率。

2.3 實(shí)施節(jié)能技術(shù)，提高二次能源的綜合利用率

二次能源是指鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)鋼鐵過(guò)程中所產(chǎn)生的煤氣、爐渣和粉塵等具有大量顯熱的廢棄物。綜合利用二次能源及其廢棄物是節(jié)能降耗的主要措施。目前我國(guó)鋼鐵企業(yè)的二次能源回收率比較低，絕大多數(shù)的鋼鐵企業(yè)的二次能源的回收率未能超過(guò)50%。有些中小鋼鐵企業(yè)的二次能源回收率還剛剛開(kāi)始[4]。因此，應(yīng)該在熱力學(xué)第一、第二定律的科學(xué)指導(dǎo)下，根據(jù)二次能源的數(shù)量、質(zhì)量和客戶對(duì)能量的需求，確立二次能源的最佳回收方式和優(yōu)先使用順序，做到“按質(zhì)用能、溫度對(duì)口、有序利用”。通過(guò)采用諸如CDQ、干式TRT等節(jié)能技術(shù)，回收二次能源以及不斷開(kāi)發(fā)新技術(shù)回收高爐渣顯熱、鋼渣顯熱等二次能源熱量，不斷提高二次能源的綜合利用率，降低鋼鐵企業(yè)能耗。

2.4 建立能源管理與控制技術(shù)，降低能源耗散

能源管理系統(tǒng)不僅僅是一個(gè)職能管理部門，還是能源管理控制指揮中心，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)能源的全面監(jiān)控，減少氧氣、、煤氣等能源物質(zhì)的耗散。目前，隨著計(jì)算機(jī)的興起，越來(lái)越多的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)建立或者正在建設(shè)能源管理系統(tǒng)，因此，就需要采用能源管理與控制技術(shù)，對(duì)鋼鐵企業(yè)中的能源供需關(guān)系的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行研究，解決富余煤氣、氧氣、熱力的使用問(wèn)題，減少煤氣、氧氣和蒸汽等能源物質(zhì)的耗散，最大程度地利用能源，降低能源消耗，促進(jìn)鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作的不斷發(fā)展。

3結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)我國(guó)鋼鐵企業(yè)耗能現(xiàn)狀的分析，得出我國(guó)鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作在取得巨大成就的同時(shí)，也存在著一些問(wèn)題，而這些問(wèn)題就是我國(guó)鋼鐵企業(yè)今后節(jié)能工作研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

（2）優(yōu)化生產(chǎn)流程，降低原料與能源消耗；利用能量流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高能源轉(zhuǎn)換效率；實(shí)施節(jié)能技術(shù)，提高二次能源的綜合利用率；建立能源管理與控制技術(shù)，降低能源耗散這四個(gè)方面是我國(guó)鋼鐵企業(yè)節(jié)能的重要途徑與方法，應(yīng)該大力加以推廣。

參考文獻(xiàn)

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[3] 劉文超，蔡九菊，張琦，等.鋼鐵企業(yè)能耗分析及節(jié)能對(duì)策研究[J].工業(yè)爐，2011（5）.

[4] 王衍行，李正風(fēng)，樊柳言.鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排問(wèn)題—— 以山東濟(jì)鋼集團(tuán)為案例[J].商業(yè)經(jīng)濟(jì)，2012（1）.