鋼鐵工業是國民經濟重要基礎產業,能源消耗量約占全 國工業總能耗的 15%,廢水和固體廢棄物排放量分別占工業 排放總量的 14%和 17%,是節能減排的重點行業。當前,鋼 鐵行業發展面臨嚴峻挑戰和新的發展機遇,傳統的粗放型發 展模式已難以為繼,迫切要求行業企業以節能減排為抓手, 積極轉變發展方式,利用高新技術改造、提升行業技術管理 水平,走科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環境污染 少的新型工業化道路。
高爐爐頂余壓發電(簡稱TRT)是一項將高爐爐頂煤氣 的壓力能和熱能通過透平發電裝置轉變成電能的技術,是煉 鐵工序重要的節能措施之一。干式TRT發電技術能夠充分利 用高爐煤氣壓力能和熱能,大幅提高發電效率,同時減少污 水處理能耗,從而實現鋼鐵企業的節能降耗。本方案計劃分 兩批實施(第一批:2010~2011 年;第二批:2012~2014 年),在重點大中型鋼鐵企業 1000m3以上高爐建設干式TRT 發電項目,預期最終形成 50 萬噸標準煤的節能能力,為鋼 鐵企業在日益激烈的市場競爭中進一步降低成本、實現節能 降耗發揮積極作用。
一、技術發展及應用現狀
(一)干式 TRT 發電技術概況
鋼鐵生產過程中,為降低焦比、提高生鐵產量,高爐煉 鐵通常采用高壓操作(爐頂壓力 0.2~0.25MPa)。高爐爐頂 余壓透平發電(簡稱 TRT)是將高爐爐頂煤氣的壓力能和熱 能通過透平發電裝置轉變成電能的技術,是煉鐵工序重要的 節能措施之一。
近年來,大型及特大型高爐干式除塵煤氣凈化技術日趨 成熟,高爐TRT已由傳統的濕式改為干式,如首鋼曹妃甸、 寶鋼、鞍鋼的 4000 ~5000m3 級高爐以及近年國內建設的1000~2500m3級高爐均普遍采用干式TRT。目前,高爐干式 TRT技術已實現了自主集成創新和設備國產化,如鞍鋼鲅魚 圈 4000m3級高爐所配 25MW機組、寶鋼 5000m3高爐所配32MW機組均已實現國產化。 根據高爐爐頂壓力的不同,每噸鐵可發電 20~40kWh。與濕式 TRT 相比,干式 TRT 發電量可提高 30%,節能效果 更加突出,成為未來發展趨勢。
干式 TRT 發展趨勢:一是透平機組進氣方向已從徑流發 展到軸流;二是透平葉片型式從沖擊式(沖動式)發展到反 動式;三是由 TRT 代替調壓閥組控制高爐爐頂壓力。 。ǘ⿷矛F狀
自 80 年代末期完成了工業試驗后,梅鋼TRT(3000kW 機組)、武鋼、酒鋼TRT(4500kW機組)相繼建成投產。90 年代以后,實現了 1000m3高爐TRT設備的國內成套供應。近 年來,國內鋼鐵企業TRT發電量大幅提高,2008 年與 2005 年相比,我國高爐煉鐵工序能耗降低 29.07kgce/t,燃料比下 降 4kg/t(其中焦比下降 16kg/t,噴煤比提高 12kg/t),風溫提 高 49℃。目前,全國運行的TRT設備有 530 多套,有力地促 進了煉鐵工序余能回收利用。
近年來,高爐煤氣干法除塵和干式TRT發電技術獲得快 速發展,2000m3以上高爐配置干式TRT已成為發展的主流, 減少了污染,降低了污水處理能耗,提高了TRT發電能力。2008 年底,我國重點大中型鋼鐵企業 158 座 1000m3以上 高爐中,60 座高爐配有濕式TRT,91 座高爐配有干式TRT, 尚有 7 座高爐未配備TRT。重點大中型企業濕式TRT配置率 接近 38%,干式TRT配置率約 58%。
(三)存在問題
一是干式TRT發電的節能潛力尚未充分挖掘。目前,我 國重點大中型鋼鐵企業 1000m3以上高爐如全部改造或配建 干式TRT,可使重點大中型鋼鐵企業噸鋼綜合能耗降低 1.35 千克標準煤。伴隨著高爐大型化,企業需要充分重視干式TRT 發電項目的節能效果,實現企業的余壓、余熱利用效益最大化。
二是干式 TRT 發電技術推廣需要循序漸進。高爐干法除 塵是干式 TRT 發電技術的前提條件,而國內大型高爐干法除 塵技術近幾年內才逐漸走向成熟,30MW 以上發電機組以及 大型、特大型透平機組葉片等近年才實現國產化。因此,國 內在大型、特大型高爐上推廣采用干式 TRT 需要一個循序漸 進的過程。
二、指導思想、原則和目標
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堅持以科學發展觀為指導,積極落實鋼鐵產業發展政策 和鋼鐵產業調整和振興規劃,以提高能源利用效率為核心, 引導企業技術改造投資方向,積極推廣干式 TRT 發電技術, 提高鋼鐵企業能源利用效率,為實現鋼鐵行業節能減排目標 奠定基礎。
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1.堅持企業主體原則。企業是節能降耗的責任主體、 實施主體和受益主體,要通過加強政策導向和信息引導,發 揮市場配置資源的基礎性作用,調動企業自主實施節能技術 示范和技術改造的積極性,推動干式 TRT 發電項目建設。
2.堅持大中型高爐優先原則。1000m3以上高爐爐頂煤 氣的壓力和顯熱更集中,適合建設余壓透平發電裝置,能源 回收和利用效率更高,應優先支持。 3.堅持整體推進與分年度實施相結合。方案的實施堅持統籌安排、整體推進,并結合資金安排、市場環境及企業 生產經營情況,分年度、分步驟組織實施,確保干式 TRT 發 電項目穩妥有序推進。
4.堅持技術推廣與產業調整和振興相結合。方案的實 施將與落實鋼鐵產業調整和振興規劃相結合,把重點節能技 術示范推廣作為推動企業技術進步的重要手段,加快企業干 式 TRT 發電項目建設并盡快形成穩定的節能能力。
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至 2011 年底,重點大中型鋼鐵企業 1000m3以上高爐干 式TRT配置率提高到 70%,預期形成 20.3 萬噸標準煤的節能 能力。
至 2014 年底,重點大中型鋼鐵企業 1000m3以上高爐干 式TRT配置率提高到 100%,預期最終形成 50 萬噸標準煤的 節能能力,從而促進節能減排工作的深入開展。
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