天鐵能耗狀況分析

陳翔勇（天津天鐵冶金集團有限公司環保能源處，河北涉縣056404）

天鐵能耗狀況分析

陳翔勇（天津天鐵冶金集團有限公司環保能源處，河北涉縣056404）

針對天鐵集團2009年能源消耗現狀及能源消費結構的變化，從鐵、鋼產量結構上系統地分析了天鐵能耗升降的主要因素，找出了鐵、鋼比是影響噸鋼綜合能耗的主要原因，提出了進一步控制鐵、鋼比降低噸鋼綜合能耗的途徑和今后增加粗鋼產量的工作方向。

能源消耗結構分析實踐

1 前言

天鐵集團堅持把節能降耗作為提高企業經濟運行質量、降低成本的重要途徑，以結構調整為主線，以節能降耗、技術進步為依托，狠抓能源結構優化，大力實施低成本戰略，按照抓配套、抓對接、抓產業鏈延伸的工作思路，統籌規劃，大力發展，分布實施，有序推進一大批節能技改項目的開展，有力地促使了能耗指標逐年下降，噸鋼綜合能耗自2008年首次破6進5后，2009年完成0.581tce，再創歷史新水平。

2 能源消耗實績

2.1 歷年來其指標變化情況

近幾年能耗指標變化情況見表1。

表1 天鐵集團本部近幾年能耗指標變化情況

2.2 能耗指標完成情況

2009年天鐵集團本部實現鐵、鋼、材產量同比分別增加23.79%、16.92%、35.16%，而能源消耗總量同比僅升高14.33%，噸鋼綜合能耗同比降低14 kgce，按噸鋼綜合能耗計算，年節能量達到6.62萬tce。

2.3 外購能源變化情況

外購能源變化情況見表2。從外購能源變化看，洗精煤減少是由于自產焦炭產量下降的緣故；外購焦炭消耗量上升主要受6月份煉鐵新區全線投產，產品產量增加所致。公司著力實施了25 MW發電、180 t工業鍋爐改造工程，采取“以氣代煤”增加自發電量使動力煤消耗大幅度減少，而新產線的投運及粗鋼軋材產量的增加使外購電量明顯增加。

表2 外購能源變化

2.4 主要能源消費結構

2.4.1 主要能源消費增減對比情況見表3。

表3 2009年主要能源消費同比增減情況

2.4.2 無煙煤消耗絕對量減少5.83萬t，主要原因是煉鐵以煙煤代替無煙煤，實施混合噴吹，使無煙煤噴煤比同比下降近16kg/t。

2.4.3 動力煤消耗絕對量減少2.17萬t，主要原因是實施2×25 MW發電改造，實現“以氣代煤”，充分消耗老區富余的煤氣和煉鐵新區投產后新增的高爐煤氣，在減少動力煤消耗的同時，實現自發電量的大幅增加。

2.4.4 二次能源消耗在能源結構中出現大幅度提高，高爐煤氣消耗所占比例上升了2.95個百分點，同比增加23.72萬tce；焦爐煤消耗所占比例上升了0.51個百分點，同比增加4.26萬tce；轉爐煤氣消耗所占比例上升了0.10個百分點，同比增加1.73萬tce。25 MW余熱蒸汽發電、煉鋼飽和蒸汽發電、2 800 m3高爐TRT、7 m焦爐干熄焦余熱發電項目分別于2月27日、6月8日、7月31日和11月18日一次并網發電成功。目前，公司余熱余能發電機組日發電量已穩定在270萬kWh左右，初步形成了年發電量10億kWh的能力。

2.4.5 焦炭消費結構比例升高主要受2 800 m3高爐投產的影響；得益于燒結礦品位、熟料率的提高，爐況順行程度改善，以及實施“以煤代焦”、混合噴吹，鞏固和深化富氧和風溫水平，老區1#~5#高爐全年節焦5.36萬t。

2.5 能源消費在工序中流向

能源消費在工序中流向對比情況見表4。

表4 2009年各工序能源消費同比增減情況

從能源消費流向看，鐵前系統能耗占耗能總量的77.11%，是工序節能工作的重點。煉軋系統占6.29%，其中煉鋼工序加強煤氣、蒸汽回收，優化精煉控制，首次全面實現工序負能耗。軋鋼工序占6.63%，隨著新產線的逐步達產達標，其耗能比重有進一步上升的趨勢。其它工序占16.58%（其中發電占8.74%，石灰窯占5.63%，水處理占0.75%，機運占0.35%，燃氣加工占0.3%），是節能工作薄弱點。公司強化能源計量、質量控制與過程控制，使企業虧損同比大幅下降。

3 噸鋼綜合能耗升降原因分析

3.1 主流程各工序能耗及鋼比系數變化直接影響噸鋼綜合能耗的升降

3.1.1 主流程各工序能耗及鋼比系數的變化情況見表5。

表5 2009年天鐵主生產流程中各工序能耗及各工序鋼比系數變化情況/kgce/t

從表5可以看出，2009年天鐵主生產流程中各工序能耗及各工序鋼比系數發生明顯變化。一方面，除了軋鋼工序能耗外，主流程各工序能耗同比均明顯下降。其中焦化、燒結、煉鐵、煉鋼的工序能耗同比下降幅度分別為7.28%、7.73%、8.21%和160.49%，軋鋼工序能耗升高是因為高速線材、中厚板等新產線投運的結果。另一方面，隨著6月份煉鐵新區的全線投產，除焦鋼比外，燒結礦鋼比、鐵鋼比、材鋼比均明顯升高。

（1）燒結鋼比的高低取決于高爐的燒結礦消耗量和公司鐵鋼比的高低。天鐵高爐爐料結構一直以自產燒結礦為主，老區機燒率長期保持在85%左右，新區入爐燒結礦率也將由投產初期的65%左右逐步提高至75%，因此，隨著天鐵生鐵產量的快速增長，對燒結礦的需求也在同步增長。天鐵轉爐冶煉以自產鐵水為主要原料，為積極應對市場和降低生產成本，一度實行全鐵水冶煉新模式，造成鐵鋼比逐月上升。煉鐵和燒結是天鐵的兩個重點耗能工序，燒結鋼比和鐵鋼比高是影響噸鋼綜合能耗進一步下降的重要原因。

（2）焦鋼比的高低完全取決于鐵鋼比和高爐焦比。雖然新區大高爐消耗的焦炭全部依靠外購，自產焦炭僅能基本維持老區高爐的日常生產需求，但單純從老區高爐的使用情況看，入爐焦比依然較高。在11月高爐混噴工程竣工投產后，老區噴煤比已由原150 kg/t左右快速提高至170 kg/t以上，入爐焦比得以從370 kg/t降低至355 kg/t左右，這對進一步降低焦鋼比有利。

（3）受高速線材、中厚板等新產線投運后鋼材產量迅速增加影響，2009年材鋼比從0.524上升到0.606，并有進一步上升的空間。材鋼比上升會增加噸鋼綜合能耗，但從經濟效益的角度來看對公司是有利的。況且，如果以鋼材產量為基準分析公司能耗水平的話，材鋼比的提高對降低噸材綜合能耗是有利的。

3.1.2 主流程各工序能耗及鋼比系數變化對噸鋼綜合能耗的影響

表6為各工序的噸鋼工序能耗，表7給出了天鐵主流程各工序對噸鋼綜合能耗的影響情況。從表6和表7可以看出，2009年天鐵噸鋼主工序能耗同比下降了12.90 kgce/t，其中，因工序能耗降低節能39.67 kgce/t，因鋼比系數變化增加耗能26.77 kgce/t。

（1）鐵前系統（焦化、燒結和高爐）噸鋼工序能耗下降總量為17.15 kgce/t，其中，因工序能耗降低而節能39.38 kgce/t，因鋼比系數上升使噸鋼能耗升高22.23kgce/t。

表6 2009年天鐵主流程各工序的噸鋼工序能耗/kgce/t

表7 2009年天鐵主流程各工序對噸鋼綜合能耗的影響/kgce/t

（2）軋鋼工序噸鋼能耗上升9.51 kgce/t，上升了32.77%。其中，因工序能耗升高而使噸鋼能耗上升4.99 kgce/t，因鋼比系數上升使噸鋼能耗升高4.54 kgce/t。

（3）以上分析表明，2009年天鐵噸鋼綜合能耗下降的主要原因在于依靠技術進步和操作水平的提高，降低各生產工序的工序能耗，合計使噸鋼綜合能耗下降近40 kgce，這是歷年來工序能耗的最大降幅。

3.2 進一步提高余熱余能綜合利用水平

3.2.1 動力放損得到抑制，二次能源回收利用是提高能源利用水平的主要手段之一。針對大高爐投產勢必打破原有煤氣產供平衡的新問題，公司未雨綢繆，提前謀劃，積極拓展煤氣新用戶和深入挖掘既有用戶潛力，成功實現了高爐煤氣全年無放散的目標。其中，動力廠摻燒高爐煤氣12萬m3/h，同比摻燒量增加4.23萬m3/h，減少放散損失11.67萬tce；熱軋兩座加熱爐消耗高爐煤氣同比增加1.29萬m3/h，減少放散損失1.42萬tce；中厚板、高線、石灰豎窯等新產線增加高爐煤氣使用量合計6.52萬tce；全年高爐煤氣放散降低使噸鋼綜合能耗下降0.26 kgce/t。轉爐煤氣回收水平顯著提高，45 t和180 t轉爐噸鋼轉爐煤氣回收分別達到93 m3和106 m3，同比分別提高5 m3和11 m3。焦爐煤氣繼續保持零放散。氧氣放散率為4.66%，同比下降4.92個百分點，放散損失累計減少0.21萬tce，使噸鋼綜合能耗降低近0.67kgce/t。

3.2.2 另外，公司從增加自發電量、加強用電平衡、推行峰谷運行考核辦法、控制需量、加強外轉供治理幾方面入手，使全年自發電完成7.5億kWh，同比增加2.5億kWh。

3.3 節能技術進步收效大

根據公司統一部署，針對節能降耗中存在的重點、難點問題，快速高效實施了一大批節能技改項目。如：25 MW發電、煉鋼飽和蒸汽發電、2 800 m3高爐干法除塵及TRT發電、180 t工業鍋爐改造、高爐混噴、7 m焦爐干法熄焦余熱發電、30萬m3高爐煤氣柜、1#燒結機擴容改造、擴大焦化余熱采暖面積、燒結煙氣脫硫、生活廢水全回收等。截止2009年底，公司“十一五”節能規劃得到較好的執行，規劃中制定的目標和措施大部分得以實現。五年重點項目落實率達100%，其中完成率達100%，為節能降耗、能源消費結構改善、技術經濟指標提升增加了后勁。

3.4 水循環率進一步提高

根據各工序不同的工藝特點，采用不同的水質、水溫處理技術，推行梯次利用、小半徑循環，分質供應，深度處理，分系統形成逐級閉路循環。大力推廣冶金“三干”技術，煉鐵新區同步配套建設了高爐本體軟水密閉循環冷卻系統、干法除塵和干熄焦裝置。6月25日2 500 m2雙曲線冷卻塔項目建成投產，全面提升了循環冷卻水的綜合產供能力。在注重液態水循環利用的同時，加大蒸汽的回收利用，煉鋼廠噸鋼回收蒸汽達到91 m3。全年噸鋼耗新水5.16 t/t，同比下降0.75 t/t，工業水重復利用率達到97.69%。

4 在全面系統分析基礎上指導節能實踐

4.1 全面優化流程和結構

4.1.1 從結構上看，鐵鋼比是影響噸鋼綜合能耗最重要的因素，依據公司生產現狀，結構節能的著眼點和用力方向應放在合理控制鐵鋼比，增加粗鋼產量上來。

4.1.2 鐵前系統節能是關鍵，必須堅持精料方針，加強混勻礦堆積，增大混勻料比例，減少入爐料的成分波動，以節能降耗、降低成本、提高市場競爭力為宗旨，以提高焦炭M40、CSR和燒結礦還原度、高溫軟融性能及降低焦炭CRI和燒結礦中溫還原粉化率為前提，以保持爐況長期穩定順行為基礎，以降低焦比和燃料比為核心，以混合噴吹、提高富氧為抓手，以提高風溫為重點，密切工序銜接，完善工序結構，提高能源綜合利用水平，力推高效煉鐵。

4.1.3 全力推進（新）產線達標達效攻關，重點突出熱軋、煉鐵新區、中厚板、棒線材、自發電等關鍵工程，以管理創新、系統優化、運行高效、技術進步、指標先進為指導，從追求企業整體效益最大化出發，注重工序間、系統間的協調發展。

4.1.4熱裝熱送是降低能耗、降低燒損、提高成材率及生產能力的有效措施，是現階段天鐵節能工作的薄弱環節。應進一步提高連鑄坯熱裝熱送水平，實現煉鋼軋鋼生產一體化管理，煉鋼廠要進一步提高熱裝溫度，使其達到550℃以上，熱裝率達到65%以上。熱軋板公司要組織開展直接熱裝和直接軋制的技術開發工作，進一步降低能耗。

4.2 以工序節能為重點深入對標挖潛攻關

4.2.1 天鐵主要能耗指標與全國重點大型鋼鐵企業對比情況見表8。

表8 2009年全國重點大型鋼鐵企業能耗指標/kgce

從表8可以看出，天鐵部分工序能耗處在落后位置，仍有潛力，必須同先進企業逐項進行指標分析對比、找差距、定措施、強化工序節能管理，保持工序能耗持續降低。

（1）焦化工序主要差距在于1#～4#焦爐爐體老化嚴重，焦炭顯熱未回收利用等，應合理配煤、調濕、結焦優化控制及投運干熄焦裝置。燒結工序主要在內部循環返礦率、成礦率、漏風率、余熱回收利用等方面存在差距，應強化實施高堿度、全生石灰、全富粉、小球燒結及厚料層燒結工藝，適時開發低硅燒結、燃料分加等新技術，推廣應用余熱回收技術或采用熱風燒結技術回收燒結礦顯熱。煉鐵工序約占全部能耗65%，是天鐵節能降耗的關鍵環節。應在降低燃料比的同時，加大能源動力回收，降低冷風單耗。

（2）煉軋系統要繼續深化“全精煉、全保護澆注、全熱送、全連軋”的工藝路線，以擴大負能煉鋼現有成果和能力為目標，以鋼坯熱送熱裝、加熱爐余熱回收和提高成材率為重點，大力實施以“低溫快注”為主要內容的技術創新，強化爐外精煉，密切煉鋼和軋材的工藝銜接，通過降低燒損、切損，實行控軋控冷及優化軋制工藝，大幅提高軋鋼成材率。

4.3 優化能源結構和生產組織方式

4.3.1 全面加強二次能源的綜合平衡，特別是提高高爐煤氣、轉爐煤氣、焦爐煤氣的運行質量和利用效率。加強能源介質動態管理，實現水、電、蒸汽、煤氣、氧氣等各類能源經濟運行。努力實現轉爐煤氣全部回收、高爐煤氣零放散、動力廠不燒動力煤、自發電量顯著提高，走鋼電聯產的可持續發展路子。進一步加強能源外購管理，在噸鋼綜合能耗、噸鋼可比能耗、萬元產值能耗下降的同時，促進噸能費用、能源外購費用等價值量指標的下降。

4.3.2 另外，在限產、產品結構調整、加工深度增加等條件下，應立足于優化生產組織方式，合理安排工藝停機，盡量減少加熱設備空燒時間、提高主體設備利用率、提高成材率。

4.4 增強節能降耗和示范推廣工作

將節能降耗指標作為綠色天鐵的標志，增強全員節能意識，強化管理，杜絕浪費，使主要能源系統技術經濟指標躋身行業先進水平。推進各用能單元把節能項目和指標細化落實，挖掘節能潛力，將成熟的節能技術和做法加以推廣和固化。推進節能項目和相關工作按節點實施，確保能源穩定供應和持續進步。大力度推進節水節電工作，注重水質穩定和水系統生態保護，推廣應用蓄熱式燃燒、中低溫煙氣余熱回收利用、變頻調速、無功補償、省電器等新技術。做好同種能源介質區域聯網分析工作，做好余熱蒸汽的回收利用工作，做好氮氣系統的平衡工作。加快能源管理中心（EMS）建設，理順能源管理流程，優化能源調度和平衡指揮系統。通過自主創新，形成具有天鐵自主知識產權的能源管理與節能技術。提倡自主創新、自主集成，對廠區內成功應用的節能技術要快速推廣。依托科技進步，優化生產組織，大力推廣節能新技術、新工藝的應用。

5 結束語

節能工作不僅關系企業成本，更是企業可持續發展的要求和企業社會責任的體現。國家已經確定了控制溫室氣體排放行動目標，到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。面對新的形勢和新的發展環境，天鐵集團將堅持不懈，繼續強勢推進節能降耗工作，在實施綠色經濟、低碳經濟、循環經濟方面不斷尋求新突破，努力保持能源各項技術經濟指標不斷創新，為實現公司可持續發展、提升企業核心競爭力奠定堅實的基礎，為公司在新一輪發展中，不斷減輕環境負荷，建設資源節約型、環境友好企業方面當好排頭兵。

（收稿2010－03－20責編崔建華）

Analysis on TIANTIE Energy Consumption Conditions

Chen Xiangyong

The author,focusing on the changes of energy consumption status and energy consumption structure of TIANTIE Group in 2009,systematically analyzes the main factors resulting in the fluctuation of energy consumption from the viewpoint of iron and steel production structure,finds out that iron and steel ratio is the main reason influencing specific comprehensive energy consumption and offers approaches for further controlling over iron and steel ratio and lowering specific comprehensive energy consumption and the working orientation of increasing crude steel production in the future.

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陳翔勇，男，工程師，2001年畢業于武漢科技大學礦物加工工程專業，現在天鐵集團環保能源處從事工藝技術與能源管理工作。