二次能源能否“吃干榨尽”？

 钢铁生产过程中会产生大量的二次能源，主要体现在产品的余热（红焦炭、赤热的炉渣、烧结矿和球团矿的显热，液态铁水和钢水的显热，铸坯的热量等）、外排废气的显热（包括烧结、球团、热风炉、加热炉、焦炉等）、高炉炉顶煤气的压力能、冶炼设备冷却水所带走的热量和炉体散热等。钢铁工业生产中所用煤炭的能量约有34%会转换为副产煤气（不包括发电所用的煤炭），副产煤气包括高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气。副产煤气不仅有发热值，而且还有较高的显热和一定的压力能。

　　总体来讲，在钢铁生产过程中，所用的能量有70%左右是要转换为各种形式的二次能源，其中的副产煤气占34%，炉渣显热约占9%。

　　目前，国内外钢铁业人士均认为，现阶段可以回收利用的二次能源量（不包括副产煤气）占钢铁企业总用能的15%左右。新日铁住金已将这15%中的92%加以回收利用，宝钢则利用了77%，而我国大多数钢铁企业的利用率是在50%以下。这说明我国钢铁企业还有较大的节能潜力。对此，笔者建议，余热余能的转换、回收和利用应遵循“就近回收、就近转换、就近使用、梯级利用、高质高用, 实现‘能质全价开发’”的基本原则。

　　能源回收 挑战重重

　　目前，我国钢铁工业的产品显热回收率为50.4%，烟气显热回收率为14.92%，冷却水显热回收率为1.9%，炉渣显热回收率为1.59%，钢铁工业余热回收率为25.8%。

　　我国钢铁企业开展二次能源回收利用的主要技术设备有：焦炭干法熄焦（CDQ）、高炉炉顶煤气发电（TRT）、烧结余热回收、烧结废气选择性循环技术、炼焦煤调湿技术、焦炉煤气上升管余热回收技术、蓄热式燃烧技术、钢坯热送热装技术、炉渣显热回收、低热值煤气燃烧技术、高炉煤气脱除CO2循环利用技术、转炉煤气回收技术、炉窑废气的显热利用、球团余热回收利用技术和电炉烟气余热回收技术等。

　　目前，我国投产和在建的CDQ有158套，处理焦炭能力为1.58亿吨/年，占我国焦炭产能的35.2%。重点钢铁企业焦化厂的干熄焦率已在80%。CDQ设备采用高温高压锅炉可使CDQ吨焦发电量提高15%左右。但目前，采用高温高压锅炉的设备只占24.1%。应当大力推广干法熄焦技术和采用高温高压锅炉。

　　我国现配备TRT装备的高炉有655座，其中597座为煤气干法除尘，其他为湿法除尘，平均吨铁发电量低于30千瓦时。炉顶煤气压力大于120千帕的高炉均应拥有TRT装置，而不是限于1000立方米以上容积的高炉。因为压力大于120千帕的TRT发电会带来经济效益。我国高炉TRT发电量普遍偏低，主要原因有高炉生产与TRT优化协调不够，煤气没有全部通过TRT，以及1000立方米以下高炉生产不稳定等。

　　目前，我国生产和在建的烧结废气余热回收装置约有166套，占烧结机总数（重点企业）的15%。大多数企业里烧结余热回收装置的运行没有达到设计水平，主要是由于废气温度波动大，不能满足汽轮机的要求，致使汽轮机运行不稳定。高炉和烧结生产均以稳定为重点，供应的余热能连续和高品质是发挥烧结余热回收装置经济效益的关键。已建的设备可采取补气技术（用转炉回收的蒸汽，或建设烧高炉煤气的小锅炉等）实现发电效益最大化。

　　在冶金炉窑废汽余热利用方面，热风炉废汽的温度一般在300℃，且量大，可用于高炉喷吹煤的干燥、炼焦煤的脱湿和北方精矿粉的解冻等。转炉煤气的温度一般在1600℃左右，可以通过换热设备对其显热进行热交换，产生一些中压蒸汽。这部分蒸汽可以进入企业的蒸汽管网，用作钢水精炼炉的真空脱气、RH设备的动力等。焦炉废气的温度在1000℃以上，可以用于煤干燥脱湿。轧钢加热炉的废气温度偏低，特别是蓄热式加热炉的废汽温度更低，难以再利用。

　　工序节能 各个击破

　　从上述分析可以看出，我国钢铁企业二次能源回收利用还有较大潜力，因此要根据每个企业、每个工序的实际情况具体分析，找出差距科学地开展回收利用工作。

　　焦化工序。目前，焦炉煤气上升管的温度在1200℃以上，其显热占炼焦能耗的36%，仅次于干熄焦所回收的能量。国内有关研究单位正在对此余热回收利用技术进行开发研究。

　　煤调湿（水分从11%降到6%）可降低炼焦工序能耗10.6千克标煤/吨，扩大焦炉生产能力4%~11%，具有改善焦炭质量、扩大炼焦用煤资源等方面的优点。目前，仅有宝钢、太钢、攀钢等少数企业拥有煤脱湿装置。

　　烧结工序。目前，我国已实现冷烧结矿的生产，对热烧结矿进行余热的回收利用尚没有得到普及，特别是180平方米以下烧结机的余热回收装置还不多。大功率烧结抽风机的电机应当采用交—交变频调速技术，可以实现节能节电。

　　在烧结工序能耗中，固体燃耗占75%~80%，降低固体燃耗是烧结工序节能工作的重点。目前，在钢铁生产工序中，烧结工序能耗达到国家准入标准的比例最低，应尽快扭转这种局面。

　　炼铁工序。炼铁工序节能的工作重点是要努力降低燃料比，我国目前部分高炉的燃料比达到或接近国际先进水平，但大多数高炉燃料比偏高，最高的企业达到618kg/t。燃料比高主要是由于入炉矿含铁品位低、热风温度偏低、高炉生产不稳定（主要是原燃料质量和供应量不稳定）和焦炭灰分高等因素造成的。

　　目前，在我国炼铁指标中，与国际先进水平差距最大的地方就是热风温度，低100℃~150℃。因此，炼铁企业应在提高热风温度上下功夫，热风温度提高100℃，可降焦比10kg/t~15kg/t。当前，我国高炉生产不稳定是影响生产指标优化的主要原因，这主要是由原燃料质量不稳定造成的。

　　转炉工序。目前，30吨以下的小转炉基本上没有煤气和蒸汽回收装置。我们应加快淘汰落后的小转炉。现在，小转炉钢水超装的现象比较严重，也影响了转炉煤气收回。

　　电炉工序。采用超高功率电炉比普通电炉节能，然而对废钢进行预热虽有助于节能，但会产生二口恶英。欧洲已不再对废钢进行预热。当前，我国电炉使用热铁水，对电炉工序能耗降低起到很大的作用。电炉使用30%以下的热铁水炼钢尚有一定经济性，使用80%以上热铁水再用电炉冶炼，总体上能耗和成本是不经济的。

　　副产煤气的综合利用。钢铁企业应取消一切烧煤和烧油的炉窑，最大限度并充分、合理地在企业内部利用好副产煤气。如笔者认为，焦炉煤气最好专用于提取氢气，去生产直接还原铁，或喷入高炉（代替焦炭），而不是用于发电。因为煤气发电，其能源转化率只有30%~45%。同时，钢铁企业的发电机均属于小机组，发电的效率也不高。钢铁企业可与发电厂联合，把煤气供给大机组的发电厂，使热电效率得到提高，能源利用效率进一步提高，实现钢厂和发电厂的双赢