2017年高炉炼铁系统能耗现状及节能潜力分析
2018-06-04 12:52 中国钢铁新闻网 系统管理员
2017年钢协会员单位统计的炼铁企业有90家，产铁62151.43万吨，比2016年增长2.15%，其铁产量占全国的87.44%；与2016年同期相比，统计增加了9个单位，但济南钢铁、珠海粤裕丰和滦县金马等企业无相关数据。2017年钢协会员单位炼铁系统能耗情况对比情况见附表。
高炉炼铁工序能耗情况。
2017年钢协会员单位炼铁工序能耗为390.75kgce/t，比2016年升高0.12kgce/t。工序能耗较低的企业有：重钢282.61kgce/t，涟钢331.33kgce/t，安钢354.21kgce/t，新冶钢357.06kgce/t等。企业炼铁工序能耗最高值达434.58kgce/t。
目前，企业之间统计的炼铁工序能耗存在较大误差。焦比在炼铁工序能耗数据中约占60%，煤比约占17%，煤气消耗占12%，高炉鼓风约占5%。高炉炼铁所需的热量有78%来自碳素燃烧，有19%由热风提供，3%是炉料化学热。因此，燃料比的变化对工序能耗起决定性的作用，热风温度的高低有较大影响。
燃料比低是工序能耗低的保证。2017年炼铁燃料比较低的企业有：鞍钢3200m3高炉493.72kg/t，韶钢3200m3高炉498.31kg/t，宝钢武钢2200m3高炉499.83kg/t，宝钢武钢3200m3高炉509.80kg/t等。
目前，我国高炉炼铁指标中与国际先进水平相比，差距最大的地方是热风温度偏低，差80℃~100℃。企业应尽快扭转这种局面，促进高炉工序节能。
据统计，2017年钢协会员单位炼铁工序能耗有39个单位得到下降，下降幅度较大的企业有：盐城联鑫下降6.07%，新疆八一钢铁下降5.87%，天铁下降4.35%等；但有38个单位炼铁工序能耗在上升，上升最多的企业幅度达9.85%。
2017年全国钢铁行业已有近800台TRT装置，配备率达到95%。煤气干法除尘（已有600多套，可提高发电能力30%）可实现吨铁发电45千瓦时的业绩，湿法除尘的发电量也应在32千瓦时/吨左右。但目前TRT平均发电量在32千瓦时/吨左右，有1/3的发电能力没有发挥出来，相关企业应努力提高TRT装置的工作能力。
烧结工序能耗情况。
2017年钢协会员单位烧结工序能耗为48.50kgce/t，比2016年下降0.03kgce/t。烧结工序能耗较低的企业有：新疆八一钢铁38.39kgce/t，萍乡钢铁39.57kgce/t，安钢42.40kgce/t等, 企业能耗最高值达到58.14kgce/t。
据统计，2017年钢协会员单位中有38个单位烧结工序能耗得到降低，能耗降低较多的企业有：首钢水钢降低13.59%，首钢长钢降10.53%，东北特钢降10.37%，太钢降7.89%等。2017年有32个单位烧结工序能耗比2016年有所增加。
焦化工序能耗现状。
2017年钢协会员单位统计了41个单位的焦化工序能耗，平均值为99.67kgce/t，比2016年升高2.51kgce/t。能耗指标较好的企业有：鞍钢60.83kgce/t，新钢73.00kgce/t，福建三钢75.07kgce/t等，企业能耗最高值达137.66kgce/t。据统计，2017年有14家企业焦化工序能耗得到下降，下降幅度较大的企业有：鄂钢下降20.19%，新钢下降19.34%，邯钢下降7.79%，宣钢下降6.84%等；但16家企业焦化工序能耗在上升，升幅最大的企业达82.48%。
焦化工序能耗中扣除煤消耗以外，消耗最大的是焦炉或高炉煤气，占能耗的10%左右。煤气消耗量与结焦时间、热工制度的稳定有关。
烧结工序节能潜力分析。
烧结工序能耗中，固体燃耗约占80%，电力约占13%，点火燃耗约占6.5%，其他约为0.5%。因此，降低固体燃耗是烧结节能工作的重点，此外还有提高烧结工序余热回收利用水平等。2017年，烧结固体燃耗较低的企业有：达钢33.07kg/t，申特钢铁42.93kg/t，新冶钢44.49kg/t，唐钢44.74kg/t等。采取热风烧结和烧结余热回收等措施，也可促进烧结工序能耗降低。
用热空气冷却热烧结矿（烧结设计规范要求生产冷烧结矿），高温空气使锅炉产生高压和中压蒸汽，再进行发电；高温空气可以用于热风烧结，可使烧结工序能耗降低10kgce/t。对于300m2烧结机，可配置12500kW的电站，蒸汽压力4kPa,，温度为425℃，提高发电效率。
高炉工序节能潜力分析。
高炉炼铁用能有78%来自燃料燃烧，19%由热风提供。因此，降低炼铁工序能耗工作的重点是努力降低炼铁燃料比，以及提高热风温度等。理论上，铁矿石还原需要热量9GJ/t~11GJ/t铁，因此，个别高炉出现燃料比或工序能耗数据过低的现象，是不科学的。
炼铁系统应推广应用余能回收利用技术，包括高炉炉顶煤气压差发电技术（TRT）、热风炉烟气余热回收技术等。
TRT发电能力随炉顶煤气压力而变化，一般每吨生铁可发电20kWh～40kWh。采用干法除尘，可提高发电量30％左右。因煤气温度每提高10℃，发电透平机出力可提高3％。最高发电量可达54kWh/t。
高炉鼓风能耗约占炼铁工序能耗10％～15％，采用TRT装置可回收高炉鼓风机能量的30％左右，可降低炼铁工序能耗11kgce/t～18kgce/t。
从技术政策上讲，炉顶压力大于120kPa的高炉均应当有TRT装置。我国已有700多套TRT装置。
热风炉烟气余热回收技术，是用这些余热来预热热风炉烧炉所用的助燃空气和燃烧煤气（简称双预热）。应用此项技术后，可实现单烧高炉煤气条件下，热风温度≥1200℃，工序节能10kgce/t铁。风温提高100℃，高炉炼铁可节焦8kg／t～15kg／t铁。
此外，高炉炼铁应该推广富氧高风温大喷煤技术，可实现高炉喷煤比在200kg/t铁以上。高炉喷吹煤粉是炼铁系统结构优化的中心环节，可以实现节焦增产、环境友好的效果，同时可降低生铁成本。喷煤比达到100kg/t铁以上，可降低吨铁成本60元以上。
高炉炼铁精料技术对节能也有影响。高品位是精料技术的核心，在入炉品位57%左右时，入炉品位提高1%，炼铁燃料比下降1.5%，生铁产量提高2.5%。提高原燃料强度，也可降低炼铁燃料消耗。同时，铁矿石冶金性能要好。
焦化工序节能潜力分析。
以某企业焦化工序能源消耗为例，洗精煤占88.68%，煤气消耗占9.2%，蒸汽占1.29%，电力占0.63%。企业采用干法熄焦（CDQ）可节能，因为从焦炉出来的红焦炭（950℃～1050℃）所含显热相当于炼焦生产消耗总热量的35%～40%。采用干法熄焦，可回收红焦显热的80%，吨焦可产生3.9MPa的蒸汽0.45t（先进的可达0.6t）。宝钢干熄焦可降低焦化工序能耗68kgce/t。而且干熄焦的焦炭质量得到提高，热反应性降低10％～13％，M40提高了3％～4％，M10改善0.3％～0.8％；在焦炭质量不变的条件下，焦炉可多配10％～20％弱黏结性煤，可节水0.38t/t焦；高炉使用干熄焦炭，可降低焦比2％，提高产量1％。
采用高压锅炉发电技术，可以使CDQ的发电效率提高10％。其蒸汽压力从5.4kPa升到9.5kPa，蒸汽温度从450℃升高到580℃，并可进一步采用二级蒸汽发电工艺。
加强焦炉热工调节可节能。用焦炉煤气加热时，α值从1.45降到1.2；用高炉煤气加热时，α值从1.25降至1.15后，可节省炼焦能耗5.91kJ/kg～11.82kJ/kg湿煤。
对烟道空气过剩系数进行自动控制，可降10%炼焦能耗。
对焦炉煤气上升管余热进行回收，可回收炼焦用能的37%，是焦化工序第二大的节能项目；目前，尚未大力开展。
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