8家“能效先行军”谈达标之路
2022-12-23 来源:中国冶金报
摘要
小编引言:在当前全球加速绿色低碳转型的大背景下,追求极致能效是最具性价比与可行性的直接降碳形式。

“截至10月份,宝钢股份各工序的能效达标杆率为44%。”

 

“湛江钢铁炼焦、烧结、转炉工序均已稳定达到能效标杆值,轧钢工序能耗优于宝钢股份领航值(宝钢股份内部确立的轧钢工序标杆值)。”

 

“2022年,马钢本部电炉工序能效达到国家标杆水平,四钢轧总厂转炉连续3个月达到能效标杆水平,煤焦化公司南区1号、2号焦炉连续2个月达到能效标杆水平。”

 

“首钢京唐烧结、焦化工序能耗离标杆水平很近,炼钢能耗差距不大,高炉工序能耗尚有一些差距。”

 

“南钢转炉工序能耗在负30千克标准煤/吨左右,基本达标,但高炉、烧结、焦化工序还有差距,我们想通过3年的努力,使工序能耗达到标杆水平。”

 

“新天钢联合特钢公司转炉工序能耗已达行业标杆水平,吨钢转炉煤气回收量达到140立方米以上,自发电比例达到70%以上。”

 

“目前,石横特钢焦化工序能耗为102千克标准煤/吨,转炉工序能耗为负30.5千克标准煤/吨,均已达到标杆水平;高炉工序能耗为368.4千克标准煤/吨,还有差距。”

 

“新钢的铁水‘一罐制’技术一直走在行业前列,能够有效减少铁水温降。”

 

…………

 

在当前全球加速绿色低碳转型的大背景下,追求极致能效是最具性价比与可行性的直接降碳形式。12月9日,在钢铁行业能效标杆三年行动方案现场启动会上,21家钢企被授予“双碳最佳实践能效标杆示范厂培育企业”标牌。

 

在会议间隙,《中国冶金报》记者采访了宝钢湛江钢铁党委书记、董事长、总指挥刘代德,首钢京唐副总经理吴礼云,南钢股份副总裁万华,宝钢股份运行中心副总经理刘仕君,马钢集团能环部副部长曹曲泉,新钢能源动力部副部长裘井民,石横特钢生产技术部副部长张洪来,新天钢联合特钢公司能源环保处主任工程师王莹等8家首批“双碳最佳实践能效标杆示范厂培育企业”代表,请其就极致能效发表看法,并畅谈企业推进的经验和下一步规划。

 

从认知看段位——
知者行之始 标杆企业思想先行
 

中国钢铁工业协会党委书记、执行会长何文波认为,钢铁行业应深入领会绿色低碳核心要义,深刻认识推进能效标杆工作的重要性。在他看来,推进能效标杆工作是贯彻落实习近平生态文明思想的实际举措,是推动高质量发展的必答题,也是中国钢铁工业的责任、担当。

 

“极致能效是让现有经济可行技术充分发挥作用,得到全面极致的应用。这项工作既有绿色低碳的特性,又能够降低成本。”他指出。

 

刘仕君表示:“追求极致能效,就是通过管理手段,减少从能源生产到消费过程中的无谓损失和隐性浪费,更加合理、充分地利用能源的行为。”

 

“我非常赞同何文波书记的观点,推动极致能效与企业效益是不矛盾的,它能够支撑钢企降低成本。”曹曲泉从成本与效益的角度说道。这一观点与万华不谋而合:“很多钢厂往往认为,为达到极致能效加大技术改造投入后,成本可能会增加,其实不然。因为能耗及能源费用的下降,会带来企业效益的提升。”

 

不过,曹曲泉指出,企业节能方面的技改技措投入,也需要针对投资回报率、投资回收期等进行综合评估。

 

极致能效对提高企业竞争力也大有裨益。刘仕君表示,虽然《钢铁行业能效标杆三年行动方案》今年才制订,但宝钢股份的能源降本、极致能效工作其实在2020年上半年就已经开始了。他们非常笃信这项工作对提升企业竞争力至关重要。

 

在王莹看来,钢协提出的极致能效工程,能够促进钢铁企业在节能低碳发展领域不断探索新技术、新工艺、新设备,产业结构不断优化,精细化管理水平稳步提升,促进高质量发展实现新突破。

 

从亮点看经验——
行者知之成 对标先进学实招
 

通过梳理8家首批“双碳最佳实践能效标杆示范厂培育企业”的能效达标行动,《中国冶金报》记者归纳出了以下几点共性经验。

 

经验一:强化体系化建设,推动系统节能。

 

在追求极致能效的过程中,很多企业都以体系化建设为先。刘仕君认为,基于“双碳”目标,在能源降本系统框架下抓极致能效工作才有成效。宝钢股份为追求能效达标杆,今年初以来做了2项颇具亮点的工作:一是落实冶炼工序“达标杆”、轧钢工序“创领航”行动,提前启动了为期3年的行动方案,覆盖铁、烧、焦、转炉、电炉等所有工序;二是建立了一套系统对标体系,推动今年达标杆完成率达44%(截至10月份)。

 

据介绍,宝钢股份进一步完善“三抓四力”推进体系,即抓工段、抓工序、抓工厂(工艺),打造成本、能效、“双碳”、精益竞争力。“其中,工段快抓节能技术应用,工序深抓能效水平提升,工厂强抓界面工艺协同,精益运营行动穿针引线,清洁能源抓紧布局利用,这是我们的5个发力点。”刘仕君告诉《中国冶金报》记者。

 

马钢从多维度编制发布了《马钢集团公司能效提升行动方案》,从全流程推进能效提升工作。曹曲泉表示,对新建和改造的产线,以能效标杆水平进行规划设计,鼓励应用现行最新节能技术,建成后限时完成标杆创建;对存量的能效未达标产线,将通过精细化管理、工艺优化、技术改造等逐步缩小与标杆的差距。

 

“2021年,《高耗能行业重点领域能效标杆水平和基准水平》发布后,石横特钢迅速反应,对各个工序形成了3年~5年的规划。”张洪来表示。

 

为了快速部署、早日见效,首钢京唐成立了以公司领导为带头人的极致能效组织机构,确立了短、中、长期极致能效攻关目标和方向。迅速而果决的系统部署,成为标杆企业领先一步的“定盘星”。

 

经验二:强化技术引领,实施科技提效。

 

曹曲泉介绍,马钢煤焦化公司南区1号、2号焦炉通过技术改造,应用高温高压CDQ(干熄焦)发电、上升管余热回收等最新技术,具备了标杆创建能力;特钢电炉自2020年应用电炉烟气深度余热回收技术以来,工序能效水平取得了质的突破,在宝武系企业里蝉联第一,优于标杆水平。

 

“湛江钢铁加大投入力度,2017年以来实施了焦烧区域余热资源综合效能提升等38项节能技术改造,实现年节能量达18万吨标准煤。”刘代德表示。

 

首钢京唐研发“燃—热—电—水—盐”五效一体高效循环利用技术,应用“三干”(焦炉干熄焦、高炉干法除尘、转炉干法除尘)及高炉大球比高富氧、烟气脱硫脱硝等一系列先进节能减排技术,构建了基于新一代可循环钢铁流程的低污染物排放体系。新钢的空压系统经过多年摸索和改进,采取空气集中冷却、高压减低压、自动疏水、集中系统控制等节能措施,单位压缩空气电耗已降至0.113千瓦时/立方米,达到行业领跑水平。

 

张洪来表示,石横特钢特种钢项目主要采用大富氧、烧结烟气循环利用、干法除尘、放散煤气回收、“一罐到底”、钢坯热装热送、蓄热式加热炉等先进工艺和技术,以降低能源消耗。

 

经验三:提高能源回收利用效率,推进循环节能。

 

石横特钢焦化公司5.5米焦炉设备配套建有100吨/时干熄焦系统,实现了焦炭全干熄。“5.5米焦炉增投上升管余热回收技术,通过回收红焦显热的方式,使得焦炉所产高压蒸汽用以发电。”张洪来表示,通过这样的方式,焦化工序能耗低于先进值,达到国家标杆值。

 

2022年初以来,湛江钢铁BFG(高炉煤气)放散率较2017年下降7.6%;吨钢蒸汽回收量、LDG(转炉煤气)回收量较2017年分别上升33%、24.7%;煤电系统供电煤耗较2017年下降3克标准煤/千瓦时,同比年减少用煤量16296吨动力煤;CDQ余热发电率较2017年上升24千瓦时/吨焦,同比年增加发电量6298万千瓦时。

 

经验四:设备/产线升级改造,夯实节能基石。

 

首钢京唐从设计之初就敢于突破,注重以设备的大型化、智能化来实现能源的高效化、清洁化利用。“首钢京唐5500立方米高炉大型化位于世界前列,平均日产量可达12000吨以上,多次被评为全国重点大型耗能钢铁生产设备节能降耗对标竞赛‘冠军炉’。”吴礼云告诉《中国冶金报》记者,首钢京唐作为新建的临海靠港现代化钢厂,在设备、产线、绿色运输基础上拥有节能提效的天然优势。

 

作为山东省“两基地四集群”钢铁规划之内的石横特钢,也有着这样的底气与优势。今年11月份,随着泰安特种建筑用钢产业集群二期项目投产,石横特钢成为山东省第一家高质量完成产能置换的钢铁企业。“目前,所有装备基本是按照标杆水平或者接近标杆水平来建设的,这是我们追求极致能效的有力基石。”张洪来表示。

 

作为一家老钢企,新钢为追求能耗极限,通过对水处理压泥系统进行升级改造,不断优化生产操作,目前外送污泥含水率可降至18%,成为行业标杆,每年可为下道工序节约煤气成本约660万元,是系统节能的最佳示范。

 

另外,南钢在运输车辆上积极推行“油改电”,目前已投用50辆电动重卡;马钢对6座高炉相继进行了除尘系统“湿改干”改造,热风炉全部配备智能烧炉系统,今年下半年高炉工序能耗连续3个月低于375千克标准煤/吨。

 

经验五:数智化赋能,推动智慧节能。

 

湛江钢铁研发出国内首个基于“三流一态”(能源流、制造流、价值流及设备状态)的智慧能源管理系统,开发出包含能耗日管控分析、成本分析、碳排放分析等451项功能页面开发应用,实现能源管理4个转变(从结果到过程、从指标到成本、从定性到定量、从业务到全员)。同时,湛江钢铁开发并应用了钢铁行业首个基于工业互联网的水系统全流程智慧管控平台,合并15个操作室,集合全流程约16万个数据点,以“平台+应用”的模式实现水系统实时管控四个统一(统一生产协同平台、开放应用平台、数据平台、硬件平台),自2019年投运以来吨钢耗水下降40%。

 

万华介绍,南钢着力打造能源一体化中台,横向融合水、电、风、气/汽等专业,纵向贯通外部资源、钢铁全工序上下游,轴向共享生产计划、管理指令等新生态,完成与工业互联网平台的数据生态链共享,增强企业的能源管理效力。

 

经验六:能源减量替代,优化结构节能。

 

南钢持续构建绿色能源供应新体系,多能互补助推企业实现能源转型高质量发展。“到目前为止,南钢已建成70万平方米、装机容量达到30兆瓦的屋顶光伏发电机组,年发电3400万千瓦时。”万华表示,南钢目前正开展光伏二期建设,建成后光伏发电机组能力将突破6000万千瓦时,全生命周期内可提供绿电6亿千瓦时;同步正在建设120兆瓦的储能装置,以合理分配绿电的使用。

 

马钢严控煤炭消费增长,淘汰或适时停运高耗能工艺与设备,控制煤粉锅炉运行台时和发电用煤,控制煤炭消费总量;同时持续开发公司厂房屋顶资源,实施了45兆瓦分布式光伏发电项目。2022年9月份,马钢完成安徽省内2.76亿千瓦时绿电交易,实现绿电交易零的突破;同月,完成跨省绿电交易569万千瓦时,实现中国宝武跨省绿电交易零的突破,进一步优化了能源消费结构。

 

当然,标杆企业的节能提效经验不止于此,建立健全激励与约束管理机制、寻求冶炼工艺的突破、加强探索捕集封存利用技术、探索布局废钢资源等均可创造较大的节能空间。

 

从差距看规划——
高炉工序成普遍短板 对症下药解难题
 

2022年2月11日,国家发展改革委、工信部、生态环境部、国家能源局发布《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》(下称《指南》),明确高炉工序能效标杆水平为361千克标准煤/吨、基准水平为435千克标准煤/吨;转炉工序能效标杆水平为负30千克标准煤/吨、基准水平为负10千克标准煤/吨。截至2020年底,我国钢铁行业高炉工序能效优于标杆水平的产能约占4%,能效低于基准水平的产能约占30%;转炉工序能效优于标杆水平的产能约占6%,能效低于基准水平的产能约占30%。《指南》明确提出,到2025 年,钢铁行业炼铁、炼钢工序能效标杆水平以上产能比例要达到30%,能效基准水平以下产能基本清零。

 

从《中国冶金报》记者现场采访的几家企业来看,高炉工序能耗达标杆属于当前企业面临的普遍难题。如湛江钢铁高炉工序能耗较标杆值还有10千克标准煤/吨的差距;石横特钢高炉工序能耗为368.4千克标准煤/吨,距标杆值还差约4千克标准煤/吨;等等。

 

对此,各标杆企业都推出了下一步攻关计划。如湛江钢铁将进行热风炉自动烧炉模型、高炉炉渣余热回收等节能技术攻关;首钢京唐将通过高炉低纯度富氧新模式,将富氧率进一步提高至9%,同时降低燃料比、进一步提升高炉球团占比等;新天钢联合特钢公司将优化提升现有高炉装备水平,推动高炉操作精细化、智能化,提高煤气顶压,提升BPRT(高炉煤气余压透平装置)节电能力,充分回收冲渣余热等,确保高炉工序能耗指标达到并保持在标杆水平。

 

同时,各钢企还全面对标找差,制订了明确的标杆行动计划。各钢企一致表示,将通过对标找差,结合新发布的《钢铁行业极致能效技术清单》及兄弟单位先进节能举措,查找差距与不足,积极推动节能降碳新技术、新装备的实施应用,谋求新发展。

 

宝钢股份确定了能效提升总体部署,分为夯实基础(工段)、目标牵引(工序)、强化协同(工厂)3个方向同步推进。在第一阶段,结合宝钢股份2022年—2027年规划,通过节能低碳技术库建设,实现极致能效项目技术节能106.9万吨标准煤目标。在第二阶段,铁钢区域工序能效将确保2025年前100%工序达到标杆水平;热冷区域工序能效以清洁生产一级基准值、机组或同类机组历史最佳值为目标,确定领航值并出台行动方案。在第三阶段,宝钢股份将结合“三降两增”(增产增收降本、经济采购降本、节能降耗降本,卓越精品增效、联合并购和专业化整合增效)工作,强化工序及组织协调,极致优化铁水温降、鱼雷罐车周转率、热装热送率指标等。

 

“马钢的总体目标是:到2023年,主要工序达能效标杆的产能超过30%,绿色低碳发展能力大幅提高;到2024年,力争主要工序达标杆产能超过50%,能效水平进一步提高。”曹曲泉表示。

 

“石横特钢的能效工作目标为:依托特种钢项目先进的设备、工艺和技术,结合公司规划,确保焦化工序能耗达标杆水平,炼钢工序能耗于2022年达标杆水平,炼铁工序能耗努力向标杆水平靠拢。”张洪来表示。

 

还有多家企业出台了更明确的举措,力求取得实效。吴礼云介绍,首钢京唐将借助钢协3个清单(技术目录清单、技术能力清单、政策清单)的力量,从狠抓标杆能耗实践、钢铁全流程能源流物质流极致匹配两个维度双向推进能效达标工作。一是在工序能效达标方面,按主工序流程分别围绕焦化、高炉、转炉三大核心工序,明确能效达标路径和时间节点;二是以能源制造、传输、使用环节为线,分析研判各工序能源流与物质流耦合度,从而实现能源生产高效化、转化最优化、回收最大化、使用合理化,降低能源制造成本,提高二次能源利用率,减少外购能源,降低企业碳排放,建立全方位、全过程、系统化的专业极致能效管理体系。

 

万华则表示,南钢为了实现极致能效将进行多方面投入。一是工程项目的投入,推动新能源使用;二是研究费用的投入,加强与国内外研究院的合作;三是设备更新及改造投入;四是继续完成超低排放改造工作。

 

“我感觉还有很多可以深挖的潜力。新钢的余能回收(如低压蒸汽改造)与国内先进企业比还是有差距的。”裘井民表示,下一步,新钢准备对低压蒸汽系统、智慧能源管控系统进行升级改造。

 

新天钢联合特钢公司一方面继续将节能低碳发展理念融入生产工艺全流程,将现有能效做到极致;另一方面将以科技创新为抓手,推动产学研项目,积极与高等院校合作,加速开展各生产工序智能生产、降低原燃料消耗工作,推广节能新技术,确保企业主要工序能耗指标达到并保持标杆水平。

 

 

关键词:能效达标,双碳节能,钢铁股份公司

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