本报记者 王志
“近年来，鞍山钢铁加大先进节能技术推广应用力度，推动实施了能源集控、CCPP发电、转炉烟气余热回收等节能项目，吨钢能耗强度累计降低4.8%，吨钢综合能耗降低了42kgce/t。”2023年12月21日，鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司总经理王若钢在钢铁行业极致能效工程——转炉系统能效提升专题技术对接会上代表鞍山钢铁集团有限公司分享了鞍山钢铁绿色低碳发展的实践经验。
极致能效工作结硕果
2022年12月份，中国钢铁工业协会启动极致能效工作，鞍山钢铁3地同步开展此项工作。鞍钢股份鲅鱼圈钢铁分公司、朝阳钢铁、鞍钢股份先后纳入能效标杆示范厂培育企业。鞍山钢铁规划了极致能效项目库，计划实施202个项目，投资55亿元，到2025年，鞍山钢铁焦化、高炉、转炉3大工序能耗全部达到标杆水平，吨钢综合能耗预计降至550kgce/t。
在焦化工序，鞍山钢铁采用了焦炉自动加热控制、焦油渣分离、热泵蒸氨风机节能改造等技术措施。其中蒸氨塔减排项目是鲅鱼圈钢铁分公司全国首套的蒸氨塔减排项目，采用了酸洗加MVR蒸氨技术，可有效解决蒸汽耗量高的问题，节能效果显著。目前蒸汽消耗可降低95kgce/t，废水排放量可降低6t/h。
朝阳钢铁在焦油渣处理上实施了物理分离方式，可将焦油渣中的煤渣和焦油分开，提高焦油产量，降低煤炭消耗。该项目投入后，焦油渣产出降低了2.5吨/日，煤炭消耗年降低875吨。
鞍山钢铁在高炉工序采用了风机水泵节能改造、热风炉自动烧炉技术、热风炉利用废气换炉以及高炉均压煤气回收、高炉煤气的干法除尘改造等措施，2022年高炉工序能耗比2020年下降了15.42kgce/t。王若钢重点提到2项技术，一是在鲅鱼圈钢铁分公司应用的高炉冲渣余热技术。该项目采用“真空相变技术”，使热源水在蒸发器内沸腾蒸发，能够清洁、高效地提取高温工业热源，无需热源水进行过滤和二次预热。目前整个鲅鱼圈钢铁分公司办公大楼的供暖由该技术提供。
二是鲅鱼圈钢铁分公司的流化床氢气炼铁中试项目也在有条不紊地推进。王若钢介绍，该项目建设的全国首套能够年产1万吨直接还原铁的流态化氢气直接还原中试试验装置，整体工艺由改性制粒、碱水制氢、两级流化还原、还原铁压块等4个主体部分组成。它可以采用铁精矿直接进行造粒，经过两级还原，最后形成海绵铁，为后续的炼钢提供原料。氢气来源是利用电解水制氢，辽宁地区核电丰富，如果投入后实验成功，该项目既可以利用核电，又可以利用海上风电进行制氢。该项目投资预算为1.6亿元，目前施工在进行中，预计今年3月底投入运行。
该项目有几个主要特点，一是高效制氢。二是实现超低排放。该技术比传统高炉冶炼的氮氧化物、二氧化硫和颗粒物排放分别降低99%、97%、72%。三是有助于实现极致能效，该技术造粒的固结节能耗不高于1.5GJ/t。四是该技术是低碳冶炼技术，比高炉流程可以减排90%以上。该项目后期可全部换为绿电绿氢供热，实现零碳炼铁。五是该项目具有高效还原的特点。该项目通过床型和内构件调控，形成高效两级还原新技术，还原气用量较传统的流化床降低23%。该项目如果试验成功，那么在氢冶金的过程中，将会提供除了氢基竖炉外的新选择。
鞍山钢铁在转炉工序采用了风机水泵节能改造、转炉烟气余热回收、提高钢包周转率，转炉钢包、铁水罐烘烤器节能改造等项目。2022年的转炉工序能耗比2020年下降了2.05kgce/t。
余能发电方面，在已有3台CCPP发电机组的基础上，鞍钢股份、鲅鱼圈钢铁分公司、朝阳钢铁3地正在新建3台135MW和1台100MW的超超临界煤气发电机组，提高自发电比例。项目投产后，这3个公司每年可增加发电量35.6亿kWh，自发电比例最高可以达到84.2%，年可节约35万吨标准煤，综合能耗降低13kgce/t。
在清洁能源利用上，朝阳钢铁利用厂房、屋顶和空地，以“自发自用、不倒送电网”为原则，利用太阳能提高可再生能源在电力系统中的占比。光伏发电的装机容量为12.2MW，年均发电量1678万kWh。
在风力发电上，鲅鱼圈钢铁分公司地处渤海湾东岸，风力资源比较丰富，该公司建厂初期就启动了风力发电项目，装机容量是16MW，年均发电量是1500万kWh。该公司还准备对第一代的风力发电进行技术改造，以提高发电量。
在水资源的循环利用上，鞍山钢铁3地在节水减排方面重点增加了很多管理措施，如错峰减量化，常压净环系统分步降压运行；新水系统均衡供水，改进补水方式；生活水系统分时分压运行，错峰用水等，采用这些方法以后，吨钢耗新水在2吨以下，水循环利用率达到98.5%，达到行业先进水平。
在余热供暖方面，鞍山钢铁积极推动利用厂区余热为城市供暖，目前鞍山区域的市政供暖面积已经达到了1500万平方米，每年向城市输送热量约600万GJ，年节能约24万吨标准煤。
在能源转换工序的数字化转型方面，鞍山钢铁在3地实施了能源集控项目。该项目应用了5G、虚拟云、大数据分析和智能分屏等先进技术，先后对500余套老旧设备进行了自动化改造，对200余套自动控制系统进行了数字化升级，将160多个站从有人值守改为无人值守，完成了能源管理系统上线运行。该项目实施以后，能源利用效率提升了1%，劳动生产率提升30%，年可节约0.3万吨标准煤的能源。
“鞍山钢铁在推进极致能效工作过程中，发现除了技术措施，基础生产管理同样重要，例如在原料厂，需要精心策划配煤配矿，在烧结工序降低漏风率，在高炉工序努力降低燃料比等。”王若钢总结道。
绘就低碳发展蓝图
王若钢表示，下一步，鞍山钢铁鲅鱼圈分公司、鞍山钢铁本部、朝阳钢铁3地以创建“双碳最佳实践能效标杆示范厂”为目标，对照钢协的技术清单，累计实施78个极致能效项目，总投资为30亿元。
鞍山钢铁鲅鱼圈分公司、鞍山钢铁本部、朝阳钢铁3地在焦化工序将主要采用高温高压干熄焦技术和焦炉上升管煤气余热回收等技术，预计到2025年工序能耗可以达到标杆水平；在高炉工序主要采用热风炉自动烧炉等18个重点项目，到2025年能耗将达到361kgce/t；在转炉工序主要采用转炉烟气余热回收等技术，组织实施转炉中低温烟气余热回收等46个重点项目，到2025年，鞍山钢铁3地转炉工序将能够达到-30kgce/t标杆水平。
“鞍山钢铁将全面系统地推进极致能效，在管理上、先进技术上都下功夫，协同推进降碳、减污、扩绿、增长，加快高质量发展步伐，为建设美丽中国贡献鞍钢力量。”王若钢说道。
