鋼鐵工業(yè)是國民經濟重要基礎產業(yè),能源消耗量約占全 國工業(yè)總能耗的 15%,廢水和固體廢棄物排放量分別占工業(yè) 排放總量的 14%和 17%,是節(jié)能減排的重點行業(yè)。當前,鋼 鐵行業(yè)發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)和新的發(fā)展機遇,傳統的粗放型發(fā) 展模式已難以為繼,迫切要求行業(yè)企業(yè)以節(jié)能減排為抓手, 積極轉變發(fā)展方式,利用高新技術改造、提升行業(yè)技術管理 水平,走科技含量高、經濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染 少的新型工業(yè)化道路。
高爐爐頂余壓發(fā)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(fā)電裝置轉變成電能的技術,是煉 鐵工序重要的節(jié)能措施之一。干式TRT發(fā)電技術能夠充分利 用高爐煤氣壓力能和熱能,大幅提高發(fā)電效率,同時減少污 水處理能耗,從而實現鋼鐵企業(yè)的節(jié)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(yè) 1000m3以上高爐建設干式TRT 發(fā)電項目,預期最終形成 50 萬噸標準煤的節(jié)能能力,為鋼 鐵企業(yè)在日益激烈的市場競爭中進一步降低成本、實現節(jié)能 降耗發(fā)揮積極作用。
一、技術發(fā)展及應用現狀
(一)干式 TRT 發(fā)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(fā)電(簡稱 TRT)是將高爐爐頂煤氣的壓力能和熱 能通過透平發(fā)電裝置轉變成電能的技術,是煉鐵工序重要的 節(jié)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(chuàng)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(fā)電 20~40kWh。與濕式 TRT 相比,干式 TRT 發(fā)電量可提高 30%,節(jié)能效果 更加突出,成為未來發(fā)展趨勢。
干式 TRT 發(fā)展趨勢:一是透平機組進氣方向已從徑流發(fā) 展到軸流;二是透平葉片型式從沖擊式(沖動式)發(fā)展到反 動式;三是由 TRT 代替調壓閥組控制高爐爐頂壓力。 (二)應用現狀
自 80 年代末期完成了工業(yè)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(yè)TRT發(fā)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(fā)電技術獲得快 速發(fā)展,2000m3以上高爐配置干式TRT已成為發(fā)展的主流, 減少了污染,降低了污水處理能耗,提高了TRT發(fā)電能力。2008 年底,我國重點大中型鋼鐵企業(yè) 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(yè)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(fā)電的節(jié)能潛力尚未充分挖掘。目前,我 國重點大中型鋼鐵企業(yè) 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(yè)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(yè)需要充分重視干式TRT 發(fā)電項目的節(jié)能效果,實現企業(yè)的余壓、余熱利用效益最大化。
二是干式 TRT 發(fā)電技術推廣需要循序漸進。高爐干法除 塵是干式 TRT 發(fā)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(fā)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
(一)指導思想
堅持以科學發(fā)展觀為指導,積極落實鋼鐵產業(yè)發(fā)展政策 和鋼鐵產業(yè)調整和振興規(guī)劃,以提高能源利用效率為核心, 引導企業(yè)技術改造投資方向,積極推廣干式 TRT 發(fā)電技術, 提高鋼鐵企業(yè)能源利用效率,為實現鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排目標 奠定基礎。
(二)基本原則
1.堅持企業(yè)主體原則。企業(yè)是節(jié)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(fā) 揮市場配置資源的基礎性作用,調動企業(yè)自主實施節(jié)能技術 示范和技術改造的積極性,推動干式 TRT 發(fā)電項目建設。
2.堅持大中型高爐優(yōu)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(fā)電裝置,能源 回收和利用效率更高,應優(yōu)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(huán)境及企業(yè) 生產經營情況,分年度、分步驟組織實施,確保干式 TRT 發(fā) 電項目穩(wěn)妥有序推進。
4.堅持技術推廣與產業(yè)調整和振興相結合。方案的實 施將與落實鋼鐵產業(yè)調整和振興規(guī)劃相結合,把重點節(jié)能技 術示范推廣作為推動企業(yè)技術進步的重要手段,加快企業(yè)干 式 TRT 發(fā)電項目建設并盡快形成穩(wěn)定的節(jié)能能力。
(三)建設目標
至 2011 年底,重點大中型鋼鐵企業(yè) 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(jié)能 能力。
至 2014 年底,重點大中型鋼鐵企業(yè) 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(jié)能能力,從而促進節(jié)能減排工作的深入開展。
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