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钢铁行业二次能源回收利用效率亟待提高

2019-09-13 20:36:10来源:励志吧0次阅读

钢铁行业二次能源回收利用效率亟待提高

我国钢铁工业自改革开放以来,特别是近10多年来,在国民经济持续快速发展的推动下,实现了跨越式发展,钢产量已连续10年居世界第一位,在品种质量、节能降耗、环境保护、效率效益等方面都取得了重大进展。但按可持续发展的要求来看,还有很大差距,主要是粗放型经济增长方式尚未根本转变,高投入、高消耗、高排放、高污染等问题仍十分突出。钢铁工业一次能源消耗以煤炭为主,比重占总能耗的70%左右,节约能源的主要途径是结构调整、提高钢铁产品使用效率、淘汰落后产能、二次能源的回收利用、提高能源利用效率及加强能源管理等。其中,二次能源的回收利用问题引起各方的高度关注,姜云宝等人大代表提出的《关于推动钢铁行业二次能源回收利用的建议》被列为全国人大2007年十大重点议案之一,全国人大常委会责成国家发改委等有关部门协同处理此建议。

作为督办组成员,笔者参加了国家发改委组织的赴济南钢铁集团公司关于二次能源回收利用情况的调研活动。通过实地调研,对目前我国钢铁行业二次能源利用的现状以及存在的问题,有了比较全面的认识。

我国钢铁工业二次能源回收利用现状

我国钢铁行业总耗能约占全国总耗能量的14%,是耗能大户。钢铁生产工艺流程长,工序多,且主要以高温冶炼、加工为主,钢铁生产过程中又产生出许多新的二次能源。这些二次能源包括可燃气体(焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气等可燃气体)、余热(蒸汽、热水、烟气)以及余压(高炉炉顶煤气的压差)等。目前,钢铁行业的二次能源可以作为某些工序的加热、供热的热源外,发电是目前利用二次能源最为有效的途径。目前已有许多成熟技术,促进二次能源的回收利用。按钢铁工艺主体工序分,可利用的二次能源来源大致有以下几类:一是炼焦,干法熄焦(C D Q )、导热油换热、上升管余热、焦炉煤气;二是烧结球团,烧结矿、球团余热、烟气余热;三是炼铁,高炉顶压、热风炉烟气余热、高炉煤气、炉渣余热;四是炼钢,烟道余热、转炉煤气、冷却余热;五是轧钢,加热炉余热。

近年来,钢铁工业通过推广应用几项重大节能技术,干熄焦、高炉煤气干式除尘、转炉煤气干式除尘技术;水的综合利用技术;以副产煤气(焦炉、高炉、转炉)为代表的二次能源利用,以高炉渣、转炉渣为代表的固体废弃物的综合利用技术。通过这些技术的推广应用,使得钢铁工业在节能降耗、环境保护方面取得了很大成效。济钢继1999年开发建成第一套70吨/小时干法熄焦之后,2006年又建成了采用高温高压自然循环锅炉工艺的150吨/小时干法熄焦,目前正在建设100吨/小时干熄焦工程,建成后将实现焦炭全干熄。在宝钢、沙钢、浦东焦化等企业已实现全部干熄焦的基础上,2006年我国又先后有攀钢、上海焦化、包钢、涟钢和唐钢干熄焦装置投入使用。截至2006年底,全国累计建成投产干熄焦装置44套,总处理能力达4500多吨/小时,对应的焦炭产量达3450万吨/年,占我国炼铁消耗焦炭总量的22.5%(以我国2005年炼铁耗焦总量15354万吨为基数计),干熄焦炭的能力位居世界第一。此外,现正在设计和施工的干熄焦工程30多项,预计到2008年我国运行的干熄焦装置将达到近80套,干熄焦炭的能力将超过7000万吨。

2005年占全国钢产量74.5%的主要钢铁企业中

,可燃气体回收与利用情况大致是:焦炉煤气产生量约309.22亿立方米,利用总量为295.23亿立方米,利用率为95.48%;高炉煤气产生量360.43亿立方米,利用总量为327.04亿立方米,利用率为90.74%;转炉煤气产生量125.9亿立方米,利用总量为104.48亿立方米,利用率82.99%。目前已有宝钢、鞍钢、济钢、通钢、邯钢等钢厂利用可燃

气体建设燃气—蒸汽联合循环发电(C C P P )机组,包钢、莱钢、马钢、宝钢梅山、太钢、浦钢、沙钢等钢厂也正在建CCPP发电机组。进行燃气—蒸汽联合循环发电是钢铁企业产生的可燃气体利用的最有效的途径。

高炉炉顶煤气余压发电(T R T )配置情况,据调研,陕西鼓风机(集团)有限公司向钢铁行业提供了高炉TRT约210台套,其中1000立方米以上高炉约有85台套;成都发动机公司提供了高炉TRT约43台套,其中1000立方米以上高炉约有15台套。根据这两家的数据估算,我国已有250余座高炉配套了TRT装置,其中1000立方米以上高炉TRT普及率已超过90%。

钢铁工业二次能源回收利用存在的主要问题

1.设备产能落后,二次能源利用率偏低

按钢铁制造工艺,可燃煤气产生量大致是:高炉煤气发热值2800~3500千焦/立方米,发生量1700~2000立方米/吨铁;转炉煤气发热值7000~8400千焦/立方米,发生量80~120立方米/吨钢;焦炉煤气发热值17000~19500千焦/立方米,发生量350~430立方米/吨焦。根据这一标准,仅按重点钢铁企业2005年生铁产量25010万吨、钢产量28393万吨、焦炭产量8043万吨,理论上可分别产生高炉煤气4251亿~5000亿立方米,转炉煤气227亿~340亿立方米,焦炉煤气282亿~346亿立方米,而实际煤气回收量均未达到这一水平,已经回收的煤气利用率也不是全部达到100%。个别企业高炉煤气损失占全部消耗煤气的21%、焦炉煤气损失占17%。部分企业煤气的浪费还比较严重,全行业煤气放散率比较高,利用率还比较低。钢铁制造过程中产生了大量余热、余压、余能,这些二次能源的回收利用,目前在国内钢铁企业钢铁生产过程中技术措施采用得很不均衡,有的仅在某工序的一两个炉子(或设备)上采用;有的虽然采用了,但运行得不好,因此回收量小;有的则根本没条件采用,回收量还是零。

2.二次能源回收利用成本高,企业亏损经营现象普遍

国外先进企业利用工艺余热余能发电起步较早,像日本、德国等已经形成了成熟的经验。我国钢铁企业很多是直接从国外引进技术和装备,由此加大了项目的建设成本。同时,由于在运行和维护上缺乏经验,导致运营的成本偏高。例如济钢的燃气发电项目,甲乙两站总投资25.5亿元,其中直接进口设备5.09亿元,占总投资的20%。进口设备多,特别是关键技术的引进,也相应增加了运行中的维护和备品备件费用。政策方面的原因也加大了钢铁企业二次能源利用的成本。如济钢用电,目前执行两部制电价,其中电度电价0.5287元/度,基本电费20元/KVA·月,合计综合电价约0.60元/度;发电上的发电成本如济钢超过0.45元/度,实际结果是钢铁企业自己购买自己发的电,上电价还要低于购电价格,因此造成此类发电厂经济效益不明显,甚至没有效益或者亏损。

3.钢铁企业电厂难定位,利用二次能源发电上难

钢铁企业投资建设电厂,利用回收的二次能源发电,本来希望按自备电厂来使用,即能够自发自用。以济钢为例,2006年利用二次能源发电总量达10亿度,占总公司用电量的32%,2007年预计发电量达25亿度,占总公司用电量的71%。但是,电公司却要求按公用电定位,钢铁企业要先把生产的电卖给电公司,然后再从电公司买电。钢铁企业利用二次能源发电遇到的问题主要表现在3个方面:一是电厂定位问题,电公司要求按照公用电厂,企业要求自备,最后当然是垄断决定一切;二是并审批困难,从申报并到批复,目前至少半年,有些还超过一年,使企业疲于奔命;三是基本电费、备用容量费、过费等收费名目繁多,数额无法律依据,由双方不对称谈判确定。这3个方面的原因严重影响和限制了钢铁企业利用二次能源的积极性。

激励钢铁企业二次能源回收利用的建议

钢铁企业是国家重要的基础原材料产业,尽管这样,其发展不能以大量消耗能源、资源、牺牲环境为代价,节能降耗、发展循环经济应是必然选择。从焦化、炼铁、炼钢、轧钢等工艺过程中产生的二次能源量,约70%可用于发电,可满足本企业70%~80%的电力需求,能源效益、资源效益、环境效益、社会效益巨大。根据钢铁行业二次能源综合开发利用中存在的问题,笔者认为至少应该做好以下几个方面的工作:

1.出台优惠政策,鼓励钢铁行业进行二次能源回收利用项目的投资

钢铁企业回收利用二次能源的项目如全燃煤气热电联产、干法熄焦、导热油换热技术应用、蓄热式燃烧技术应用等已列入国家产业结构调整鼓励目录,如高炉TRT技术应用、烧结、炼钢等其他二次能源回收利用技术建议也列入产业结构调整鼓励目录中。国家应给予这类投资项目征地优先、优惠政策,并减免投资调节税、进口技术设备关税等税收,在项目贷款上给予无息或贴息贷款。允许钢铁企业二次能源回收利用项目采用加速折旧的办法回收投资。利用二次能源发电,电按统一价格的基础上加价收购,或总用电中等量发电部分降低用电价格的办法,升降价比例考虑15%~20%左右,并减免入费、过费、管理费等费用,考虑在减少的煤炭消耗量补贴中抵扣返补电,或者自备电厂缴给电企业的备用容量费、过费等,其收费总量在法律上明确规定上限。

2.合理定位钢铁行业二次能源电厂,解决二次能源发电上问题

建议国家有关部门在制定企业自备电厂管理办法时,考虑将钢铁企业利用生产过程中产生的二次能源、自建自发自用的电厂定位为自备电厂,或者考虑对钢铁企业利用生产过程中产生的二次能源所发电量,可视为可再生能源,其上价格可按照国家有关可再生能源发电价格和费用分摊的管理规定一并执行,并给予一定的税收优惠。总之,企业是以盈利为目的,如果企业亏损经营,则难以调动企业综合利用二次能源的积极性。为减少利用二次能源发电的不稳定性对电造成的不利影响,电管理部门可制订有关技术规定,钢铁企业必须具备相应技术措施才能并,建议从企业申报到批复,有明确的时限要求,提高办事效率。

3.鼓励技术创新,促进二次能源回收利用技术推广应用

钢铁行业二次能源的回收利用必须依靠技术进步。建议国家有关部门对企业开展二次能源的回收利用制定鼓励性的税收金融政策,加大科技投入,加快新技术、新工艺、新设备的研发和更新换代,研究将污染物排放等环保收费按比例提取设立专项基金,加强国际间的技术交流与合作,以推进企业二次能源回收利用技术的推广应用。钢铁企业内部也应该形成一种激励机制,对技术创新的部门和个人给予鼓励和支持。一些有实力的企业可以通过自主创新,形成有自主知识产权的二次能源回收利用技术,形成企业核心竞争能力。其他企业则可以通过引进消化吸收的方式,学习国外的先进经验和技术,提高二次能源回收利用技术水平。我国钢铁工业协会提出了“三干”与“三利用”技术,被认为这将是我国钢铁行业节能减排的发展方向。“三干”指干熄焦、高炉煤气干式除尘和转炉煤气干式除尘;“三利用”指水的综合利用、以副产煤气为代表的二次能源利用,以高炉渣、转炉渣为代表的固体废弃物综合利用。推广“三干”技术,能够提高能源的一次使用效率和二次回收利用率,减排二氧化碳,减少粉尘、污水对环境的污染,同时可尽量多地回收电能,减少发电用煤量,提高企业用电自给率。

(作者为全国人大环资委调研室副主任)

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