燒結工序能耗限額解讀與節能分析

甄常亮 程翠花 李 旺 閆寶忠

(河北鋼鐵集團唐鋼公司)

燒結工序能耗限額解讀與節能分析

甄常亮 程翠花 李 旺 閆寶忠

(河北鋼鐵集團唐鋼公司)

通過對燒結工序能耗進行計算和分析，確定降低燒結固體燃耗、提高燒結余熱利用效率為降低燒結工序能耗的主要途徑。針對燒結工序能耗結構特征，結合國家、地方產業政策，分析并提出燒結節能潛力及措施。

燒結 工序能耗 節能

0 引言

燒結工序能耗是反映燒結過程能源消耗及回收水平的重要指標。對于設備規模、流程布局等存在差異的燒結系統而言，工序能耗指標具有可比性強、適用范圍廣的特點，可以科學直觀地反映燒結工序能量利用及回收狀況。因此，工序能耗指標通常作為業內對標、交流的重要參考數據。

1 燒結工序能耗核算界面及方法

按GB21256_2013《粗鋼生產主要工序單位產品能源消耗限額》中對燒結工序能耗統計范圍的規定，燒結工序單位產品能耗為生產系統和輔助生產系統消耗的能源量，扣除工序回收的能源量，不包括附屬生產系統消耗的能源量[1-2]。其核算邊界如下圖所示：

圖1 燒結工序能耗核算界面及能源種類示意圖

計算燒結工序能耗需實測或計算的數據包括：核算周期內，合格燒結礦產量及相應的固體燃料、電、煤氣、蒸汽、水等能源消耗、蒸汽回收(余熱發電)等生產統計數據。

將上述燒結過程各類能源消耗量及回收量分別折合成標煤能耗，通過單位產品能耗的e-p計算法進行燒結工序能耗的求解。

(1)

式(1)中，ESJ為燒結工序單位產品能耗，kgce/t；esjz為燒結工序消耗的各種能源折標準煤量總和，kgce；esjh為燒結工序回收的能源折標準煤量，kgce；PSJ為燒結工序合格燒結礦產量，t。

2 燒結工序能耗分析

2.1 燒結工序能耗計算及分析

通過對燒結工序能源消耗結構及回收情況進行統計和計算，尋找制約燒結能源利用水平的限制性環節，為降低燒結工序能耗及推進節能技術改造等提供數據支撐。

2016年度煉鐵部265 m2燒結機各項能源消耗、回收實物量以及折標煤能耗數據見表1，計算過程中各能源及耗能工質折標煤系數取值見表2，該相應計算周期內燒結礦產量為203.63萬噸。則按式(1)求解，2016年度該燒結機工序能耗指標累計完成47.74 kgce/t，其能源消耗結構如圖2所示。

圖2 燒結工序能源消耗結構分析圖

燒結工序能源消耗結構中，焦粉、無煙煤合計占比達到81.51%，為燒結工序最主要能源消耗；動力介質能耗占比合計18.49%，占比權重由高到低依次為電力、高爐煤氣、蒸汽、壓空、新水，其中，后三項動力介質能耗占比合計僅為1.67%；能源回收方面，環冷機余熱能源回收相當于燒結總能耗的18.82%，與全部動力介質消耗大抵相當，節能效益十分可觀。

表1 燒結工序能源消耗及回收統計數據表

表2 各種能源折標煤系數取值

由上述燒結工序能源消耗構成來看，降低燒結工序能耗的主要攻關方向為降低燒結固體燃耗[3]，其次還應重視提高余熱的回收效率及細化動力介質的管理及使用。

2.2 燒結工序能耗限額及控制

2016年6月，河北省發布實施環保、能耗、水耗、質量、技術、安全六類地方標準，規劃出鋼鐵行業生產的紅線，以進一步促進鋼鐵行業去產能調結構，實現鋼鐵行業提質增效、有序發展。其中，能耗標準類執行的河北省地方標準中，對燒結工序能耗限額值較國標更為嚴格，具體指標見表3。

表3 燒結工序能耗執行標準對比

根據河北省現行地方標準，燒結工序能耗指標分為上述3類，即能耗限定值、能耗準入值、能耗先進值，其制定遵循以下幾點原則：

(1)能耗限定值對現有鋼鐵企業生產過程中，對包含除塵、脫硫系統在內的燒結綜合能耗的執行標準進行了限定，以進一步促進鋼鐵行業淘汰落后產能工作，淘汰比例按現有產能中20%左右的落后產能考慮；

(2)能耗準入值是根據產業政策規定的新建設備、裝備規模按照較好的水平來確定，即規定了新建、改擴建生產工序的能耗準入門檻，屬于強制性執行標準；

(3)能耗先進值是引導企業現有燒結工序能耗向更高水平提升的指標，因此，取目前行業統計的國內標桿企業的實際完成值取整為先進值[4]；

(4)上述所有取值是按照環保設施正常運行且污染物排放達到環保標準要求設計。

能耗限額標準的頒布和實施，可以有效約束和促進企業的能源基礎管理，企業可依據自身情況制訂內部能源管控標準，作為分解并制定各工序能耗定額、考核指標的依據。

3 燒結節能潛力及改進措施

通過上述燒結能耗結構分析可以看出，燒結節能應以降低燒結固體燃耗為主要攻關方向，同時還需進一步提高燒結余熱回收利用水平。因此，燒結節能工作應重點關注以下幾個方面：

3.1 燒結工藝參數的選擇及優化

燒結工藝過程參數控制水平直接影響工序能耗，針對燒結固體燃耗偏高的問題，燒結通過采取提高混勻礦成分穩定率、改善燃料粒度組成、優化燒結配混料工藝、厚料層操作、適當降低燒結礦FeO含量、燒結系統漏風治理等一系列措施，可以有效降低燒結固體燃耗，進而起到燒結節能的效果。

3.2 節能技術及裝備的應用和推廣

燒結機環冷余熱回收利用技術目前已廣泛應用于燒結生產，余熱能源回收先進水平已達到10kgce/t以上，有效降低了燒結工序能耗。此外，燒結煙氣循環利用、熱風燒結、燒結煙氣余熱回收利用等新技術的推廣和應用，將成為進一步降低燒結工序能耗指標的有效途徑。

3.3 重視管理節能，提高能源管理的意識和水平

近年來，燒結工藝的裝備和技術水平均取得了長足的進步，傳統的依靠設備改造、技術升級等手段實現燒結工序能耗大幅降低的空間已經越來越小。因此，充分發揮能源管控中心的管理職能，提高燒結能源管理的意識和水平，對降低燒結綜合能耗將起到顯著促進作用。

4 結論

(1)燒結工序能耗指標可以科學、直觀地反映燒結過程能源消耗及回收水平，實現在相同的核算界面和統計口徑下對不同燒結產線能效利用情況進行計算和分析，具有較強的可比性。

(2)燒結能耗結構組成中，焦粉、無煙煤所占權重最高，合計達到81.51%，因此，由燒結工藝參數優化與控制著手，降低固體燃耗以促進燒結節能降耗；環冷機余熱回收能源量相當于燒結總能耗的18.82%，同全部動力介質消耗大抵相當，節能效益十分可觀。

(3)國家和地方發布鋼鐵產業政策，對燒結工序能耗指標進行了嚴格限定，對現有企業而言，能耗限額值是燒結生產的紅線，屬于強制性指標，以實現降低行業能耗水平，進一步淘汰落后鋼鐵產能。

(4)燒結節能新技術和裝備的應用和推廣以及提高燒結能源管理水平等措施，對降低燒結工序能耗可以起到顯著的促進作用。

[1] GB21256-2013．粗鋼生產主要工序單位產品能源消耗限額[S]．北京：中國標準出版社，2013．

[2] 周繼程，酈秀萍，上官方欽，等．我國燒結工序能耗現狀及節能技術和措施[J]．冶金能源，2010，(2)：24．

[3] 郝志忠，吳勝利．降低包鋼燒結工序能耗的實踐[J]．燒結球團，2010，35(4)：47．

[4] 酈秀萍，張春霞，黃導，等． GB21256-2013《粗鋼生產主要工序單位產品能源消耗限額》標準解讀與實施建議[J]．中國冶金，2016，(3)：51．

INTERPRETATION OF SINTERING PROCESS ENERGY CONSUMPTION QUOTA AND ENERGY-SAVING ANALYSIS

Zhen Changliang Cheng Cuihua Li Wang Yan Baozhong

(TangSteel Company of HBIS Group)

Based on calculation and analyzing energy consumption of sintering process，reducing solid fuel consumption and increasing effect of recycling sinter residual heat were considered as the main route to reduce sintering process energy consumption. Aim at energy consumption structure of sintering process, sinter energy-saving potential and measures were analyzed according to national and local industrial policies.

Sinter process energy consumption energy-saving

2017-1-8

聯系人：甄常亮，工程師，河北.唐山(063016), 河北省唐山市唐山鋼鐵股份有限公司煉鐵部北區技術科;