2021 年以来,国家部委相继发布《关于严格能效约束推动重点领域节能降 碳的若干意见》(发改产业〔2021〕1464 号)、《关于发布高耗能行业重点领域 能效标杆水平和基准水平(2021 年版)的通知》(发改产业〔2021〕1609 号)、 《关于发布高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022 年版)的 通知》(发改产业〔2022〕200 号)和《工业能效提升行动计划》(工信部联节〔2022〕 76 号),旨在引导钢铁等重点领域产业升级、加强技术攻关、促进集聚发展、加 快淘汰落后。中国钢铁工业协会将其定义为钢铁极致能效工程, 是继“产能置换”和“超低排放”两大工程后,覆盖全行业、全产能的第三大工程。这一工程不是简单地通过节能降本提升竞争力,而是通过成熟技术快速推广 应用、共性难题技术协同研发以及系列政策、法规、标准等国家治理能力与行业 协同自律能力提升以实现行业综合竞争力提升。
钢协于 2022 上半年启动“能效标杆三年行动方案”策划。在何文波执行会长 ()推动下,形成三套清单,两个标准和一个数据治理系统的顶层设计方案与实施路径。三套清单,一是技术清单,也即最佳可适技术清单(BAT);二是能力清单,也即全球范围内“极致能效”相关技术合作伙伴清单;三是政策清单,以国家法规文件、绿色信贷为主的政策清单。两个标准,即GB20256与 GB32050合并修订的强制性国家标准与中钢协已发布的《钢铁企业重点工序能效标杆对标指南(T/CISA 293-2022)》团体标准。数据治理系统是实现能效对标、优胜劣汰、产能治理的基础。
技术清单经会员单位、社会各界推荐74项技术,钢协组织专家对技术进行 评估,筛选出54项;在此基础上再汇总宝武集团、鞍钢集团、冶金工业规划院 推荐的近百项技术,合并形成118项技术清单初稿;钢协环保节能委员会再次组织行业专家进行评选,精选出50项技术。政策清单是钢协组织力量梳理最新发 布且与钢铁极致能效工程紧密相关的27项政策文件。能力清单涉及技术成熟度、 涉及知识产权主体,本次暂不发布。同时印发的还包括钢协〔2022〕134 号文件《关于组织开展钢铁行业“双碳最佳实践能效标杆示范厂”培育工作的通知》。
技术简介:以N2为主要成分的循环气体冷却高温焦炭,气体热载体又将热量传给锅炉的换热面产生高压蒸汽,而循环气体得到冷却。在循环风机的作用下,惰性气体在熄焦系统内不断循环,将焦炭的温度从1000℃冷却到250℃以下。与传统中低温干熄焦工艺相比,高温高压干熄焦蒸汽压力提高一倍,温度提高80℃左右,用于发电可大幅提高发电效率;还可改善焦炭质量、减少炼焦生产熄焦过程对环境的污染。
应用情况:技术在宝钢股份600019)等多家钢铁企业应用。相比传统中温中压干熄焦技术,减少工序能耗5kgce/t-焦。
技术简介:将原有的焦炉上升管替换为上升管换热器,约800℃的荒煤气流过上升管换热器将热量传递给强制循环的传热媒介,例如循环水、导热油,生产饱和蒸汽、过热蒸汽、高温导热油输送至热用户利用,实现荒煤气余热回收。
应用情况:焦炉上升管回收荒煤气余热技术已在宝钢、首钢、包钢、韩国现代钢铁等一批大型企业,百余座焦炉上得到应用。以某钢企焦化厂生产低压饱和蒸汽为例,吨焦产蒸汽量达70kg以上,工序能耗降低7kgce/t-焦以上。该技术尚有改善空间。
技术简介:包括“表面复合陶瓷成型技术、高导热硅质材料制备技术及窑炉热修补技术”等系列技术。焦炉炉门结构大型化,表面光滑,解决了原用小型砖材料的结构不稳定,密封不严气体外溢的环境污染问题。高导热硅砖替代传统的硅砖耐火材料,导热效率显著提高,提高炭化室硅砖的导热性,并保持了其他良好的物理化学性能。
应用情况:相关技术在宝钢、鞍钢等多家企业应用。以某钢50孔×4的焦炉为例,应用高导热硅砖材料,炼焦效率提高5%;某钢炼焦厂应用表面致密光滑大型结构功能化耐火材料,炉门温度降低40~50℃。
技术简介:焦炉循环氨水温度达70~80℃,循环量大,含余热量大。通过溴化锂制冷机组以水为制冷剂,溴化锂水溶液为吸收剂,利用水在高真空条件下低沸点汽化特征,回收循环氨水的热量实现制冷。
技术简介:根据每孔炭化室煤气发生量变化,实时调节桥管水封阀盘的开度,实现整个结焦周期内炭化室压力调节,避免在装煤和结焦初期因炭化室压力过大产生煤气及烟尘外泄,并减少炭化室内荒煤气窜漏至燃烧室,实现装煤烟尘治理和焦炉压力稳定。同时技术可调控压力避免吸入空气造成能耗上升。
应用情况:技术在多家钢铁企业应用。可实现炼焦耗热量降低2%以上,减少炭化室压力波动造成焦炉冒烟、炭化室炉墙窜漏以及烟尘逸散等环境问题,工序能耗下降2~4kgce/t-焦。
技术简介:新型炉盖内设空气隔热层降低了炉盖导热系数,可以减少炉盖部位的热损失,进而可以降低焦炉炉顶面温度,改善炉顶作业区域的环境温度。
应用情况:技术在宝钢股份应用。实现炉盖表面温度显著下降,减少工序能耗0.5~1kgce/t-焦。
技术简介:针对焦炉加热过程调控复杂、加热煤气消耗量大、碳排放高、氮氧化物生成多等难题,开发了炼焦过程智能测温加热控制、焦炉边火道热工控制、炼焦终温反馈调节及焦炉源头减氮控制技术,有效解决焦炉人工控温火道测控精度差、调节滞后的问题,实现焦饼中心温度远程自动准确测量控制,降低焦炉烟气氮氧化物排放。
应用情况:技术在鞍钢等多家钢铁企业推广应用。以1000万吨焦炭产能为例,年可节省标煤6.2万吨,减排16万吨CO2、1357吨NOx、1561吨SO2。
技术简介:烧结混合机通过使用大量蒸汽的方式预热混合料,其热量利用率偏低,不仅造成蒸汽浪费,而且蒸汽中水分对烧结过程造成影响。通过对制粒工艺优化(将传统一混加水、二混制粒造球和三混强化制粒的方式改为一混强力混匀、二混加水制粒造球和三混强化制粒方式),极大提高生石灰粉消化放热功效,全年烧结混合料温度保持在60℃以上,有效降低烧结固体燃料消耗。
应用情况:技术在酒钢等企业应用。烧结矿固体燃料消耗降低1.1kg/t-矿,极大提高了能源介质利用效率。
技术简介:超厚料层(1000mm及以上)烧结充分利用料层自动蓄热的原理,通过上层物料的气流对下层物料进行加热,更多地利用料层物料燃烧产生的热量。通过高生产效率、低温烧结、低耗烧结,促进复合铁酸钙生成、改善烧结矿质量等提升烧结技术经济指标。
应用情况:技术在汉钢、龙钢、泰钢、新天钢等企业应用。某钢应用实践表明,烧结生产过程改善,烧结机日产量增长8%,返矿率降低7.11%,固体燃料消耗降低2.99kg/t-矿。
技术简介:设置烧结大烟道余热锅炉和环冷机双压余热锅炉,回收利用环冷机中高温段废气余热及烧结大烟道尾部风箱高温排烟余热,余热锅炉产生蒸汽用于发电。
应用情况:技术在马钢、宝钢、山钢永锋临港有限公司、本钢板材000761)公司等企业应用。以某钢500m2烧结机为例,实施烧结环冷机烟气余热及烧结大烟道余热回收,节能12.5kgce/t-矿。
技术简介:对环冷机三、四段产生的100~220℃左右的热废气送入热交换器内进行热回收,生产热水,或直接用于蒸发ORC工质,驱动ORC机组发电。
应用情况:技术在宝钢应用。吨烧结矿可发电3kWh左右,工序能耗可下降0.1kgce/t-矿。
技术简介:烧结低温废气自烧结支管风箱/环冷机排出后,再次被引入烧结料层,因热交换和烧结料层的自动蓄热作用,可将其中的低温显热供给烧结混合料。同时,热废气中的二噁英、PAHs、VOCs等有机污染物在通过烧结料层中高达1200℃以上的烧结带时被分解。因此,利用废气循环烧结不仅可以实现余热的利用,而且大幅度削减废气排放总量。
技术简介:通过两相动平衡密封技术、高效传热技术、气流均衡处理综合技术、复合静密封技术以及高温烟气循环区液体防汽化技术,减少环冷机漏风率,降低鼓风机电耗,增加环冷蒸汽产量。
应用情况:技术在多家钢铁企业应用。某钢企应用该技术实现余热回收产蒸汽80kg/t-矿(1.8MPa,270℃)以上。
技术简介:设置炉顶均压煤气回收系统,料罐放散煤气经炉顶旋风除尘器一次除尘、布袋除尘器二次除尘后再并入净煤气管网,回收废弃能源。采用自然回收工艺,基于料罐内与煤气管网压差连续回收炉顶均压煤气,可适应超低排放要求,设有煤气回收和常规放散两种操作模式,可根据生产需要实现在线切换。
应用情况:技术在多家钢铁企业应用。某钢生产实践显示,均压煤气回收率可达到85.1%,均压煤气回收量83.8Nm3/次,煤气回收量达3.90Nm3/t-铁。
技术简介:热风炉人工烧炉时,由于个体操作存在差异,煤气消耗、拱顶温度等不稳定,送风温度易波动。结合优秀操作者经验数据,以设备安全为前提,以降低煤气量和稳定风温为目标,以模糊控制为手段,制定热风炉自动燃烧模型,分阶段(点火、烧拱顶、烧烟道)调整煤气量和空燃比。
应用情况:技术在多家钢铁企业应用。某钢生产数据显示,同样拱顶和烟道温度情况下,热风炉煤气消耗由2.085GJ/t-铁降至2.052GJ/t-铁,平均换炉时间由12min降至9min。
技术简介:将高炉煤气引入燃烧器点火器,通过燃烧器中预置的催化棒,将高炉煤气催化,提高其燃烧性能,作为点火伴烧气源,替代焦炉煤气。在电弧作用下,燃烧器中火焰从原有的持续伴烧状态,改变为当有高炉煤气到达放散塔时再点火,撤销高耗能的持续伴烧,实现节能降耗。
应用情况:技术在湛江钢铁等钢企实施应用。实现零使用焦炉煤气点火伴烧,较实施前每年节约388万m3焦炉煤气,节约2495tce。
技术简介:淬渣余热高效回收技术包括高炉冲渣水真空相变取热技术、淬渣蒸汽余热回收技术等。真空相变换热技术利用水在真空状态下沸点降低的特性,利用极小能耗在设备内制造出适当的负压环境,使50℃以上的冲渣水无需二次加热而发生部分闪蒸、汽化,以清洁的水蒸气携带大量汽化潜热与清洁水进行换热,解决了因为水质恶劣造成的换热壁面结晶、结垢以及腐蚀问题而导致的换热器失效问题,实现清洁、高效提取冲渣水热能。淬渣蒸汽余热回收装置由多组形式各异的换热设备经多级串并联使用组成,设备形式包括喷淋式换热器、流道式换热器、壳管式换热器及混合式换热器等,换热方式包括气-水换热、水-气换热、水-水换热、气-气换热等。经多种换热方式组合使用最终达到淬渣余热高效回收。
应用情况:技术在多家钢铁企业应用,尤其是北方钢厂用于冬季供暖。某钢生产实践显示,整个采暖季可回收余热量95970GJ,单位换热量电耗≤7.4kWh/GJ。
技术简介:热风炉燃烧时助燃空气中参与燃烧反应的是氧气(仅占20.7%左右的),气体对燃烧无助,在燃烧废气排放的过程中还会带走相当一部分热量。富氧烧炉通过提高助燃空气的含氧量,减少助燃空气使用量,在满足高炉所需高风温的同时,节约能源,降低生产成本。近年来,随着新制氧技术不断突破,该技术的应用前景进一步看好。
应用情况:某钢生产实践显示,热风炉富氧烧炉实现利用放散氧气≥8.02Nm3/t-铁,工序能耗降低量约1.4 kgce/t-铁,并提高风温10℃。
技术简介:使用板式、管式或热管换热装置,热风炉烟气经过换热器与烧炉煤气和助燃空气进行热交换,预热煤气和助燃空气,从而将烟气余热加以利用,在保证高风温的前提。