钢铁工业余热余能利用面临新挑战

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1、钢铁工业余热余能利用面临新挑战我国钢铁工业在过去十年间的吨钢能耗逐年下降，节能工作取得了显 著的成就，但依然存在一些问题，在下一步发展中面临严峻的挑战， 其中很重要的一个方面就是余热余能的利用问题。钢铁工业制造流程是一个大规模能源循环系统，在构成该系统的 工序内部，在各工序之间进行复杂的能量消耗、转换、再生、输送， 而且钢铁联合流程具有很强的热管理特征。钢铁生产消耗的一次能源中约40%以某种形式的热能释放出，其 温度上至1500C，下至近于环境温度的广泛范围。目前我国生产1 吨钢产生的余热余能资源量约为8GJ9GJ，主要分为副产煤气、排 气余热、固体余热及废汽废水余热。副产煤气包括高炉煤气、焦

2、炉煤 气及转炉煤气，一般归为余能，但其显热及压力能属于余热；排气余 热多为炉窑排出废气带走的热，占余热资源总量的一半左右，温度范 围为250C1000C；固体余热包括烧结矿、红焦炭、高炉渣、转炉 渣及铸坯等的余热，一般在500C以上；废汽废水余热包括蒸汽冷凝 水、锅炉汽包的排污水（90C100C）、高炉冲渣水（70C90C） 等的余热。余热余能利用获得大发展余热余能利用技术广泛应用。近年来，钢铁工业余热余能利用技 术得到广泛应用：其中，重点大中型企业的干式TRT配备率已经超过90%，吨铁发电量最高已经超过50kwh ；重点大中型企业干熄焦比例 达到42.3%，吨焦炭回收蒸汽最高超过570kg；

3、吨烧结矿回收蒸汽最 高超过70kg；燃气-蒸汽联合循环发电机组（CCPP）作为最高效的能 源转换装置，在行业内迅速推广，包钢、莱钢、太钢、沙钢等近20 家钢铁企业均建有CCPP。此外，饱和蒸汽发电、蓄热式加热炉烧低热值高炉煤气技术、连 铸坯热送热装、高炉冲渣水余热利用、转炉汽化冷却蒸汽直供RH等 技术在行业内广泛应用，煤调湿技术、焦炉上升管余热利用、热导油 蒸氨等技术也有所突破。煤气损失率逐年降低。近年来，高炉、焦炉、转炉煤气的利用量 逐年提高，损失率逐年降低。与2006年相比，2010年焦炉煤气损失 率降低了 0.96个百分点，高炉煤气损失率降低了 2.65个百分点，转 炉煤气损失率降低了

4、11.25个百分点。自发电比例不断提高。（楷体）钢铁行业余热余能综合利用水平 和自发电比例不断提高，自发电比例由2006年的21.6%上升到2010 年的31.9%，提高了 10.3个百分点。邯钢、唐钢等企业的自发电比 例超过了 70%。传统回收方式问题有待解决虽然近年来钢铁工业的余热余能利用取得了一定的成就，但是余 热余能本身具有布局分散、品质参差不齐的特点，造成了以传统方式 回收利用能源存在一定问题。而且二次能源生产总量总要大于消费 量，在一定程度上存在能量供、需不匹配。目前，钢铁工业余热余能 利用普遍存在如下问题：一是往往重视余热余能的回收而轻视利用效率，造成了严重的无 效回收。例如副产

5、煤气的回收都经过煤气除尘设施和煤气加压输配设 施，消耗了一定的成本，如回收的煤气没有找到合适的用户而放散， 这就是严重的无效回收现象。二是传统的能源回收利用普遍采用长距离输送方式，造成能流传 输能耗高、传输损失大。例如长距离输送中低温的饱和蒸汽，会造成 大量热损失，不仅使回收能源又浪费掉，还会造成软水流失形成新的 损失。三是蒸汽系统没有得到高效利用，钢铁企业目前普遍存在蒸汽大 量放散现象，尤其是夏季，有很大的回收利用空间；与此同时，往往 热电配减温减压器供蒸汽管网，中间环节没有任何对外做功过程，能 量贬值非常大。四是部分耗能设备介质使用不合理，没有做到能级匹配和温度对 口。由于部分企业缺乏统一

6、的用能管理及经济调节措施，使得各用能 工序纷纷争抢优质能源，最后往往就造成了高能低用的现象，从全局 的角度来看能效低下。应对新形势下的挑战钢铁工业面临新的发展形势，余热余能利用也面临着新的挑战。煤气损耗有待进一步降低。尽管钢铁行业煤气放散率逐年下降， 但由于生产规模增加导致煤气损耗的绝对数量仍然偏大，副产煤气利 用的节能潜力尚未完全发挥出来。这给钢铁工业节能工作带来了新的 挑战，需要根据煤气资源的数量、品质和用户需求不同，合理分配使 用煤气，完善煤气缓冲系统，进一步降低煤气的放散损失率。煤气利用方式须根本性转变。随着低碳经济时代的到来，企业传 统的余热余能单一转化为电能的利用方式将面临着转型，

7、如何实现 “资源一能源一再资源”综合利用将是进一步提高能效的关键所在。焦炉煤气作为一种优质的二次能源，可以生产氢气、甲醇、二甲醚等， 待工艺成熟时候也可直接喷吹入高炉，利用焦炉煤气中的H2和CH4 进彳丁高炉冶炼，最终实现高碳能源低碳化利用。热电转换效率进一步提高。各大企业热电机组应该逐步向高温高 压参数机组发展，行业内存在相当数量的中温中压机组，阻碍了能源 转换效率的进一步提高。企业应结合企业发展规划，整合淘汰小型机 组，建设大型高参数发电机组，将能够较大幅度提高企业的自发电水 平。低温余热利用进一步深化及拓展。目前钢铁中、高温余热已基本 得以回收，低温低参数余热资源综合利用成为进一步挖掘节

8、能潜力的 关键所在，包括高炉冲渣水余热、汽轮机冷却水余热、焦化初冷水余 热等，虽然温度较低，但是资源总量相当可观。节能工作者应该根据 分布式能源梯级利用的理念，提高余热质量，建设具有一定经济规模 效应的地区式热能利用系统；同时注重余热利用的功能拓展，将余热 用于海水淡化或污泥处理等。与城市和谐共融发展。钢铁企业一向以高能耗、高排放形象示人， 面对新的节能减排形势，钢铁企业应该全力推动绿色转型，努力做到 与城市和谐共融发展，成为城市发展不可分割的部分。以钢铁企业余 热余能利用为核心，构建冶金炉窑一副产煤气一共同火力一电力回 供，以及冶金炉窑一低温冷却水一城市采暖水等多条循环经济产业 链，达成与社

9、会的大循环，实现真正的循环经济。政策措施进一步完善。余热余能利用的最终形式体现为回收电 力，但是我国目前发电上网存在一定的政策障碍，如并网审批困难、 过网等费用繁多，影响和限制了钢铁企业利用余热余能的积极性。这 给政策制定者提出了挑战，应制定钢铁企业电力并网（上网）的合理 政策和价格体系，鼓励钢厂利用余热余能建自备电厂，同时对于余热 余能利用项目须进一步加大财政奖励。节能服务市场化机制进一步完善。目前节能效益明显的重大节能 措施在钢铁企业中已经普遍配建，但是一些小节能项目的推广存在一 定的障碍。这主要是因为该类项目的投资回收期相对较长，节能效益 相对不明显，企业在经营困难时期不愿意投入资金和人力。此时，须 充分发挥节能服务市场的优势，利用合同能源管理方式解决企业技 术、资金、运行管理等问题，实现共赢。