最新中国钢铁工业能源利用状况述评.docx
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最新中国钢铁工业能源利用状况述评
2022年中国钢铁工业能源利用状况述评
2022年中国钢铁工业能源利用状况述评
1.利用科学开展观来分析能耗上升的原因
钢铁生产所有先进的能耗指标均需要有一定技术条件来实现。
2022年初中国钢铁工业生产资料面紧张，价位不断攀升，铁矿石和煤炭的质量不断恶化，给钢铁工业正常生产带来了巨大的负面影响，进行导致钢铁企业能耗全面上升。
如高炉炼铁入炉矿含铁品位下降1％，就会造成炼铁燃料比升高1.5％，生铁产量下降2.5％。
2022年前三季度与2022年相比，全国重点钢铁企业高炉入炉矿品下降0.40％，致使炼铁工序能耗上升1.21kgce/t。
1.1 2022年全国重点钢铁企业铁钢比下降，有利于综合能耗下降
据统计，2022年全国重点钢铁企业铁钢比为0.9404，比上年度下降0.0114。
按铁钢比下降0.1，可使综合能耗下降约50kgce/t计算，2022年重点企业综合能耗应当下降5.7kgce/t。
但因其它因素影响，造成铁钢比变化的优势被冲消了。
1.2炼铁系统能耗上升对综合能耗上升起决定性作用
炼铁系统的能耗占钢铁联合企业总能耗的70％。
一般来讲，钢铁企业炼铁系统能耗上升肯定会导致企业综合能耗的上升。
2022年全国重点钢铁企业烧地、球团等工序能耗的上升，就会导致综合能耗的上升。
对高炉炼铁技术经济指标的影响最大的因素是精料技术水平，要占70％。
其中焦炭质量影响要占一半左右。
这是因为在高喷煤比条件下，焦炭质量对高炉生产所起的作用被大大加大。
2022年全国重点钢铁企业焦炭生产滑坡，导致了高炉生产技术经济指标全面下滑，详见表1。
表1重点企业高炉、焦化指标
焦炭质量，％
高炉炼铁
M40
M10
灰份
硫份
焦比，kg/t
煤比，kg/t
系数，t/m3.d
休风率，%
熟料比%.
工序能耗，Kgce/t
矿品位.%,
2022年
83.12
6.84
13.03
0.74
396
136
2.607
2.106
92.68
427.72
57.32
表3全国重点钢铁企业能源消耗情况 kgce/t
吨钢综合能耗
吨钢可比能耗
烧结
球团
焦化
炼铁
转炉
电炉
轧钢
2022年
628.23
614.34
55.47
30.12
126.89
428.28
6.32
80.94
59.52
2022年首季
624.13
613.09
56.98
116.02
426.09
5.59
85.27
58.19
2022年上半年
627.12
608080
56.16
118.06
430.58
6.08
79.27
59.20
2022年前三季
628.91
611.16
55.51
120.52
429.49
6.16
79.71
59.67
2022年
629.93
609.61
55.49
30.29
119.97
427.72
5.74
81.52
59.22
1.3废钢质量下降导致电炉指标下滑
2022年废钢质量下降、轻薄料增加，使重点钢铁企业的电炉废钢料消耗由上年的75kg/t增加到82kg/t〔是在配加热铁水增加的情况下〕，冶炼时间由29.78min升到31.06min，日历作业率由82.68％下降到76.59％，利用系数由33.082t/t.d下降到30.690t/t.d，工序能耗也从80.94kgce/t上升到81.52kgce/t。
这也是电炉生产条件变化，对电炉生产指标的影响。
1.4重点钢铁企业高炉燃料比上升
2022年全国重点钢铁企业高炉燃料比为532kg/t，比上年度升高3kg/t，其中焦比升高4kg/t，喷煤比下降1kg/t。
据统计，2022年重点企业之中有32个企业高炉燃料比与上年度相比是升高了，有18个企业升幅大于10kg/t，升幅最高的2个企业达29kg/t。
年产钢量大于1000万吨级的企业，首钢、唐钢、鞍钢、莱钢和武钢出现炼铁燃料比升高的现象。
这是一个比拟严重的现象，对全国吨钢综合能耗上升起到了促升作用。
2022年重点钢铁企业高炉炼铁燃料比与2022年相比上升的态势是从进入2022年就开始显现。
主要原因是炼铁原燃料质量恶化，给高炉炼铁带来较大的负面影响。
炼铁企业为保产量是采取降低喷煤比，提高焦比的操作方针，以获得企业效益的最大化。
2022年上半年，重点企业之中就有42个企业的炼铁燃料比在上升。
2022年下半年，炼铁原燃料供给有所缓和，质量提高，才使燃料的进一步升高有所趋缓。
到2022年底，使燃料比上升的单位比上半年减少了10企业。
2.2022年重点钢铁企业能耗述评
2.1吨钢综合能耗上升
2022年全国重点钢铁企业吨钢综合能耗为629.93kgce/t，比上年度上升0.3％，这是进入21世纪以来8年所没有发生过的现象，说明我国钢铁工业节能工作已是处于十分严峻的态势。
据统计，2022年重点企业之中有37个企业的吨钢综合能耗是高于上年度水平。
特别是首钢、唐钢、宝钢集团、北台、通钢、南京、新余、三明、济南、日照、安阳、柳钢和酒钢等年产钢在500万t以上的单位，吨钢综合能耗在上升，对于全国钢铁工业能耗的上升是起较大作用。
钢铁企业之间单位用吨钢综合能耗进行比拟，有着许多不可比性，因为企业之间的生产工艺技术、装备水平、产品结构，特别是冷轧的深加工方面有着很大区别。
因此，要淡化吨钢综合能耗的指标比拟，而应当科学地进行各主要生产工序的能耗指标的比拟。
用单位设备、单一品种进行对标是比拟科学的，有较强的可比性。
在分析工序能耗时，要找出影响能耗权重大的技术支撑条件来进行分析。
如影响炼铁工序能耗指标权重最大的是炼铁燃料比。
因为炭素燃烧〔焦炭和煤粉〕占高炉炼铁能量输入的78％。
影响燃料比变化的主要因素是：
铁矿石含铁品位、热风温度、焦炭质量以及原燃料成分的稳定程度等。
2.2副产煤气综合回收利用水平有所提高
钢铁企业生产所用煤炭的热值有34％会转换为副产煤气〔高炉、转炉、焦炉煤气〕。
副产煤气要得到充分、合理、科学方法的利用，这是充分反映出企业能源利用效率水平的主要方面。
近两年重点钢铁企业副产煤气利用情况见表4。
表4 重点企业副产煤气回收利用情况
平均值
先进值
落后值
2022年
2022年
2022年
2022年
2022年
2022年
高炉煤气放散率，％
6.01
9.99
0〔14个企业〕
0〔13个企业〕
22.19
65.65
转炉煤气回收，m3/t
65
63
太钢111
太钢108
0〔12个企业〕
0〔16个企业〕
焦炉煤气放散率，％
2.25
2.79
0〔19个企业〕
0〔22个企业〕
22.6
15.09
从表4可看出，重点企业高炉煤气的放散率在降低，放散比例也得到下降。
因高炉煤气的热值低，应当积极推广蓄热式燃烧技术，扩大高炉煤气使用范围，企业内充分利用不完，再去用于发电。
从表4可看出我国重点企业转炉煤气回收水平有所提高，转炉回收100m3/t煤气，35kg/t蒸汽，可以实现转炉冶炼工序能耗为负值。
国内外转炉煤气先进回收值是在100m3/t左右。
因此炼钢厂要在努力提高煤气回收水平上下功夫。
目前，我国仍有一些小转炉对煤气没有进行回收利用。
钢铁企业副产煤气回收利用的原那么是：
要在企业内部副产煤气要得到最大限度地得到直接利用。
取消企业内部一切烧煤烧油的炉窑，用副产煤气进行替代〔包括生活设施〕。
对低热值的高炉煤气要采用蓄热式燃烧技术装备在炼铁、炼钢、轧钢工序中得到充分利用。
焦炉煤气中含55％～60％的氢，应进行回收，或去制造二甲醚，或用于直接复原气体，其经济价值会得到较大提升。
钢铁企业内部在副产煤气用不完的条件下，才去用于发电，而且用低热值的高炉煤气发电才是经济的，高热值的煤气要高效去利用。
煤气→蒸汽→发电的能源利用效率在32％左右。
高炉煤气和转炉煤气要大力提倡采用干法除尘技术。
这不但可提高煤气的热值，而且又节水，对于高炉TRT发电可提高30％的能力。
2.3烧结工序能耗情况
2022年重点钢铁企业之中烧结工序能耗值先进单位是：
新余39.04、日照43.61、建龙44.92、宣钢44.96、太钢46.61、首钢集团47.34、鞍钢47.59、湘钢48.09、三明48.83、凌源49.30、江苏永钢49.38、新抚钢50.10。
但落后企业的值却高达91.21kgce/t，说明企业之间的差距是很大的。
烧结工序能耗之中，固体燃料消耗占总能耗的75％～80％，电力占13％～20％，点火燃耗占5％～10％。
所以，降低烧结工序能耗要在降低固体燃耗上下功夫。
2022年烧结工序能耗先进单位的固体燃耗一般是在40～50kg/t，而落后企业的值高达72kg/t。
降低烧结工序电耗的主要方法是要努力降低烧结机的漏风率和对大电机采用变频调速技术。
现已有成熟的陶瓷密封和相应软密封材料，可使烧结机的漏风率在40％以下。
我国重点企业烧结工序的电耗在38kWh/t左右。
采用先进的线型或无火焰点火器，可大大降低烧结点火煤气消耗。
对一、二级风箱余热进行回收，利用于热风烧结还可以有节约煤气的作用。
马钢、济钢、宝钢等十几个企业开展烧结工序余热回收工作，可使烧结工序能耗得到8～10kgce/t的节能效果。
使用添加剂，有促进烧结节能和提高质量的效果，可降低工序能耗2kgce/t左右。
2.4球团工序能耗情况
2022年重点企业之中球团工序能耗先进单位是：
太钢17.44、冷水江18.17、唐山贝氏体18.22、成钢20.20、通钢20.41、酒钢21.77、河北敬业22.97、柳钢23.22、西宁27.02、新余27.60、安阳27.97、鞍钢28.67、江苏永钢28.73。
球团工序能耗高的企业达49.44kgce/t。
现在生产球团有三种工艺：
竖炉、链篦机—回转转窑、带式焙烧结。
链篦机—回转窑工艺生产球团矿的质量和能耗均要比竖炉有优势。
2022年我国链篦机—回转窑工艺生产能力已占球团总能力的54.66％，其实际产量已占总产量的57％。
中国球团生产技术开展的大方向是，逐步淘汰落后的小竖炉，加快开展链篦机—回转窑工艺技术。
我国重点企业球团生产固体燃料消耗在16kgce/t左右，煤气消耗在137m3/t左右，电力消耗为34kWh/t左右，吨球耗新水在0.3m3/t左右。
2.5焦化工序能耗情况
2022年重点企业之中焦化工序能耗先进单位是：
新冶钢61.33、萍钢78.12、三明83.12、通化85.83、太钢86.44、建龙89.04、南京90.61、鞍钢92.15、天津荣城98.80，新余100.41、沙钢102.2。
但焦化工序能耗最高的单位达335.05kgce/t。
干法熄焦技术可回收红焦显热的80％，可降低焦化工序能耗68kgce/t，是钢铁企业节能〔二次能耗回收量〕效果最好的工程。
目前我国已有干熄焦技术装备〔CDQ〕49套，在建设的工程约有40套。
干熄焦还可大大提高炭质量，对高炉炼铁有好的增产节焦的效果。
我国重点钢铁企业焦化工序电耗在38kWh/t左右，耗新水在1.6m3/t左右。
2.6炼铁工序能耗情况
2022年全国重点钢铁企业炼铁工序能耗先进单位是：
太钢363.85、宣钢375.27、唐山国丰384、涟钢385.57、建龙392.07、日照395.37、武钢395.95、凌钢397.50、宝钢股份402.07、新余402.36、石钢402.97、杭钢403.53、唐山贝氏体404.44、梅山405.69、江苏淮钢406.73。
炼铁工序高的企业达530.74kgce/t。
高炉炼铁的能量来源78％是碳素燃烧提供的，热风带进的热量约占19％，其它为物料化学反响热。
炼铁所消耗的碳素是表达在燃料比方面。
2022年我国重点钢铁企业热风温度为1133℃，比上年度升高8℃，是近年来升幅最大的一年，促进了炼铁节能。
热风温度提高100℃，可降低炼铁燃料比15～20kg/t。
2022年我国重点企业之中只有7个单位热风温度超过1150℃，有43个单位热风温度低于1100℃，甚至有3个企业热风温度缺乏1000℃。
目前，我国高炉技术指标之中与国际先进水平差距最大的地方就是，热风温度偏低。
相差在100～150℃。
当前，我国降低炼铁工序能耗工作的重点就应是，努力提高我国热风温度水平。
我国重点钢铁企业炼铁工序电耗在70kWh/t，耗新水为2.2m3/t左右。
高炉炉顶煤气压差发电技术〔TRT〕可回收高炉鼓风功能的30％，煤气采用干法除尘还可提高30％的发电能力。
高炉炉顶煤气压力大于120Kpa均应有TRT装置，这是炼铁工序二次能源回收工作的重点。
目前，全国已有400多套TRT装置在运行，促进了炼铁节能。
现在，两座小高炉可以共用一套TRT。
已开发出的炉顶煤气稳压装置可使煤气压力波动从5％降到1.5％，提高了TRT成效。
2.7转炉工序能耗情况
目前，我国钢铁工业各工序能耗与国际先进水平进行比拟，差距最大的工序是在转炉冶炼。
国际先进水平的转炉冶炼工序能耗在-8.88kgce/t。
2022年我国重点钢铁企业转炉工序能耗为5.74kgce/t，与国际先进水平相差14.62kgce/t.其主要原因是我国转炉煤气和蒸汽回收利用水平低，一些小转炉就没有回收装置〔2022年有12家企业没有回收转炉煤气〕。
转炉煤气的热值比高炉煤气高1倍以上，不进行回收是浪费能源，还对环境造成污染。
因转炉是间断式进行生产，回收转炉煤气也是间断式进行，所以要配备转炉煤气回收柜，以平衡供给用户。
局部单位转炉煤气除尘不过关，也影响了煤气回收水平。
2.8电炉工序能耗情况
2022年我国重点企业电炉工序能耗为81.52kgce/t，比上年升高0.58kgce/t。
我国电炉炼钢与国际先进水平进行比拟存在多方面的不可比性。
如2022年我国电炉吨钢热铁水消耗为436kg/t，使用热铁水比例最高的企业达845kg/t；电炉炼钢还有吹氧，喷碳等能源输入，这也造成了国内电炉企业之间工序能耗的不可比性。
笔者认为电炉用热铁水在30％以下有着合理性，可以替代一些价格贵的废钢，还比拟洁净，含有害杂质少，又可节电。
但热铁水比例太高的工序能耗与转炉炼钢工艺相比拟就存在较多缺点。
首先转炉可以实现负能炼钢，且冶炼时间短；有炉外精炼设备匹配后，可以冶炼钢种大大提高。
所以在本钱、生产率、钢的质量控制转炉都比电炉具有优势。
太钢利用转炉工艺生产不锈钢开发成功是个成功的案例。
2.9轧钢工序能耗情况
轧钢的品种分为板、管、丝、带、型；轧钢生产工艺又分为热轧、冷轧、涂镀层、冷拔、挤压等。
所以轧钢企业之间工序能耗对标存在多方面不可比性。
我们认为轧钢工序能耗进行单位设备、某一品种进行比照是比拟科学的。
据统计，2022年我国重点钢铁企业大型轧机工序能耗为69.52kgce/t，最先进工序能耗单位是江苏锡兴47.17kgce/t，最高工序能耗为130.35kgce/t；中型轧机工序能耗为54.34kgce/t，最先进工序能耗单位是马钢36.07kgce/t，最高工序能耗值为189.94kgce/t；小型轧机工序50.04kgce/t，最先进企业为新兴铸管32.5kgce/t，最高工序能耗为145.38kgce/t；线材轧机工序能耗为56.15kgce/t，最先进工序能耗邯钢42.66kgce/t，最高工序能耗为20.78kgce/t；中厚板轧机能耗为74.81kgce/t，最先进工序能耗企业为酒钢54.04kgce/t，最高工序能耗值达161.61kgce/t；热轧无缝管轧机能耗达117.83kgce/t，最先进工序能耗企业是天津钢管77.29kgce/t，最高工序能耗为187.65kgce/t；热轧工序能耗为59.61kgce/t，最先进工序能耗企业是本钢45.73kgce/t，最高工序能耗为261.01kgce/t；冷轧工序能耗为81.85kgce/t，最先进工序能耗企业是包钢43.57kgce/t，最高工序能耗达297.85kgce/t。
3.结构节能取得新进展
优化钢铁工业生产工艺流程，进行技术结构、装备结构和产品结构调整是会有结构节能的效果。
3.1提高连铸比，连铸机高效化促进企业结构节能
采用连铸生产工艺要比模铸工艺节约能耗25％～50％，提高金属收得率10％～15％，节省基建投资40％，促进生产过程自动化，使钢种扩大，钢坯质量得到提高。
2022年全国重点钢铁企业连铸比为99.17％，比上年提高1.69％。
全国连铸机有50％以上已经实现了高效化，促进了炼钢工序节能。
3.2提高高炉炉料中球团配比
球团矿含铁品位要比烧结矿高5％，炼铁多用球团可提高炼铁入炉矿含铁品位，使炼铁节焦增产。
球团矿生产工序能耗在30.29kgce/t，烧结工序能耗为55.49kgce/t。
用1t球团代替1t烧结矿，对炼铁系统可降低能耗25.20kgce/t。
3.3提高高炉喷煤比，有结构节能效果
高炉喷煤工序能耗在20～35kgce/t，而焦化工序能耗在119.97kgce/t。
用1t煤粉代替1t焦炭，就可降低约90kgce/t左右的能耗，而且可减少炼焦过程中对环境的污染。
2022年全国重点钢铁企业中有34个企业高炉喷煤比是有所增加，有18个企业喷煤比提高的幅度大于10kg/t，增加最多的是天津钢管公司47kg/t。
提高喷煤比之后高炉燃料比不应升高，这是衡量高炉喷煤技术水平和经济效益的重要标准。
2022年全国重点钢铁企业之中有18个企业喷煤比增加，焦比有所降低，燃料比也得到相应降低，促进了高炉炼铁的能源消耗降低。
3.4建设新一代钢铁生产流程，可大大促进钢铁企业节能
新一代钢铁生产流程是以产品高质量、节能减排、高效化生产、生产流程紧凑化连续化，建立物流和能源循环开展为链条的特点，实现钢铁企业的绿色制造和可持续开展。
鞍钢鲅鱼圈、首钢曹妃甸等新建的一批钢铁生产基地均是按建设新一代钢铁生产流程进行设计、组织生产，企业的综合能耗水平到达国际先进水平。
3.5薄板坯连铸连轧生产工艺
该工艺生产的热轧带钢比传统的模铸——开坯——热连轧生产工艺要减少能源消耗70％，降低生产本钱50％，节省根本建设投资70％，降低人工本钱90％，改善了生产条件，促进了环境友好，SO2，CO2，NOx外排量减少，耗水量也少，占地也小。
我国现已有30多条薄板坯连铸连轧生产线。
珠江钢铁公司采用短流程电炉CSP生产线完全表达出上述的优点，实现了精确生产，80％的热轧板厚度<2.0mm，居世界同类钢厂的领先水平。
4. 管理节能水平得到提高
我国大中型钢铁企业一般均设立企业专职能源管理部门，建立了企业内部的能源管理体系；建立健全企业能源管理方面的规章制度，能源仪器仪表配置齐全，完好率和周检率到达国家?
用能单位计量器具和管理通那么?
标准；企业能源统计管理科学、健全，所有能源介质的统计数据做到齐全、准确、及时、可靠；充分发挥出ERP的功能，不少钢铁企业实行能源消耗定额管理的方法，有效地促进企业节能。
大中型钢铁企业建立企业能源管理中心，促进了企业节能工作的开展。
企业能源管理中心的工作内容：
监测、控制、调整、预测企业能源利用情况，对能源故障进行技术分析、绘制企业能源平衡表。
宝钢、鞍钢、首钢、马钢等企业的能源管理中心对企业用能进行科学地管理，可使企业节约能源总量的5％～7％。
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