鋼鐵企業(yè)系統(tǒng)節(jié)能及其研究進(jìn)展

1、熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所1熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所目目 錄錄2熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所3l 當(dāng)今人類與資源、環(huán)境之間的矛盾不斷激發(fā)，可謂危機(jī)四伏（次貸危機(jī)、金融危機(jī)、能源危機(jī)、環(huán)境危機(jī)）。世人普遍困惑的是人類的生存和發(fā)展問題，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)、生活和生存方式，謀求“可持續(xù)發(fā)展”已成為時代的主題。l“可持續(xù)發(fā)展”的提出，與其說是一種新的發(fā)展模式，不如說是判定了人類現(xiàn)存發(fā)展模式的不可持續(xù)性。在美國次貸危機(jī)爆發(fā)之前，全世界都在推崇美國的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，特別是經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對落后的國家和地區(qū)。 不難想象，如果沒有美國的次貸危機(jī)？如果沒有美國總統(tǒng)奧巴馬提出的“再工業(yè)化”？有

2、誰會反思：現(xiàn)存發(fā)展模式的不可持續(xù)性！熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所4l 中國正處在工業(yè)化、城市化進(jìn)程的高速發(fā)展期，中國鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展得益于歷時30年的改革開放和節(jié)能減排，目前與世界先進(jìn)產(chǎn)鋼國的最大差距，不是規(guī)模、技術(shù)和裝備，而是資源能源消耗與廢物排放的平均水平尚未滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。l 中國是“ 鋼鐵大國不是強(qiáng)國”之說，不符合中國實際。中國鋼鐵是多層次、多水平共存的產(chǎn)業(yè)：有大有小，有強(qiáng)有弱（先進(jìn)與落后、領(lǐng)先與淘汰共存），有清潔有污染；節(jié)能（減量化）是鋼鐵企業(yè)節(jié)約資源、改善環(huán)境、降低成本的可控因素，是未來中國鋼鐵“又好又快”發(fā)展的重要保障。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所

3、自1980年以來，中國鋼鐵工業(yè)節(jié)能已走過31個年頭，鋼鐵生產(chǎn)鋼鐵生產(chǎn)及節(jié)能降耗節(jié)能降耗取得了舉世矚目的輝煌成就。5l噸鋼綜合能耗從1980年2.040降到2000年1.180tce/t ，下降率為42.16% （2000年以后統(tǒng)計對象改為大中型鋼鐵企業(yè)，不再統(tǒng)計全行業(yè)的能耗數(shù)據(jù) ）；l大中型鋼鐵企業(yè)的噸鋼綜合能耗從1980年1.646下降到2005年的0.741 tce/t，下降率為54.98%；l噸鋼可比能耗從1980年1.285下降到2005年0.714 tce/t，下降率為44.44%。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所61980198020102010年間中國鋼鐵工業(yè)噸鋼能耗的變

4、化年間中國鋼鐵工業(yè)噸鋼能耗的變化注：從2006年起，外購電的折標(biāo)系數(shù)由“等價值”改用“當(dāng)量值”。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所73030年間大中型鋼鐵企業(yè)年間大中型鋼鐵企業(yè)噸鋼可比能耗噸鋼可比能耗的變化的變化（電的折標(biāo)煤系數(shù)為（電的折標(biāo)煤系數(shù)為0.4040.404）熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所8 在20世紀(jì)70年代“石油危機(jī)”爆發(fā)之前，節(jié)能在那時候的中國還是一個較陌生的概念。進(jìn)入80年代，節(jié)能在我國鋼鐵企業(yè)率先展開，如今已蔚然成風(fēng)。（1）19781980年，節(jié)能起步階段 調(diào)查重點和地方骨干企業(yè)的能源消耗，宣傳節(jié)能意義，組建節(jié)能隊伍，通過“掃浮財”，堵塞跑冒滴漏，抓能源管理

5、，扭轉(zhuǎn)了以往鋼鐵企業(yè)不考核能源消耗、不統(tǒng)計能源數(shù)據(jù)的歷史。1980年大中型企業(yè)的噸鋼可比能耗為1.285（全行業(yè)的綜合能耗2.040）tce/t鋼。（2）19811990年，單體設(shè)備、工序節(jié)能階段 單體設(shè)備、生產(chǎn)工序階段，節(jié)能由鋼鐵生產(chǎn)擴(kuò)展到鐵礦山、鐵合金、碳素制品、耐火材料等。制訂了15種冶金爐窯的“熱平衡測試計算辦法”和19種“工序節(jié)能規(guī)定”，開展節(jié)能晉等升級、推廣節(jié)能技術(shù)、節(jié)能培訓(xùn)等活動。大中型企業(yè)噸鋼可比能耗由1.285降到1.017（行業(yè)的綜合能耗為1.560）tce，10年下降268kgce，占30年總節(jié)能量的45%。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所9（3）19912000

6、年，以物質(zhì)流優(yōu)化為主的系統(tǒng)節(jié)能階段 節(jié)能的著眼點從注重單體設(shè)備節(jié)能和工序節(jié)能轉(zhuǎn)向企業(yè)的整體節(jié)能，既節(jié)約能源又節(jié)約非能源，通過平爐改轉(zhuǎn)爐、模鑄改連鑄、多火成材改為一火成材等一系列生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和“以連鑄為中心”的工藝流程優(yōu)化，使鋼鐵制造流程逐漸趨于連續(xù)化、緊湊化、減量化。以物質(zhì)流優(yōu)化為主的系統(tǒng)節(jié)能，縮短了大中型企業(yè)與發(fā)達(dá)國家的差距，噸鋼可比能耗由1.017降到0.781（綜合能耗1.180）tce，10年間共下降236kgce，占30年總節(jié)能量的40%。（4）20012010年，以能量流優(yōu)化為主的系統(tǒng)節(jié)能階段 強(qiáng)化鋼鐵企業(yè)的“能源轉(zhuǎn)換功能”，開發(fā)推廣CDQ、TRT、轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵、余熱余能回收發(fā)

7、電、煤調(diào)濕、蓄熱燃燒、熱裝熱送、脫濕鼓風(fēng)等關(guān)鍵共性技術(shù)，研究能量流網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)，建立了企業(yè)能源管理中心。大中型企業(yè)的噸鋼可比能耗由0.781降到0.690tce，10年間能耗共下降91kgce，占30年總節(jié)能量的15%。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所10式中： e1，e2 en 各道生產(chǎn)工序的工序能耗，kgce/t實物產(chǎn)量； p1，p2 pn 各道工序的鋼比系數(shù)，t/t。鋼比系數(shù) =統(tǒng)計期內(nèi)各生產(chǎn)工序的實物產(chǎn)量統(tǒng)計期內(nèi)的鋼產(chǎn)量噸鋼能耗（噸鋼能耗（E）= =P1e1 + P2e2 + + Pnen統(tǒng)計期內(nèi)的合格鋼坯產(chǎn)量 p1e1 + p2e2 + + pnen-公斤標(biāo)煤/噸鋼 = =噸

8、鋼能耗的定義式：企業(yè)總能耗除以合格鋼產(chǎn)量噸鋼能耗的定義式：企業(yè)總能耗除以合格鋼產(chǎn)量熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所噸鋼能耗解析式噸鋼能耗解析式所屬各生產(chǎn)工序的工序能耗所屬各生產(chǎn)工序的工序能耗(e)與鋼比系數(shù)與鋼比系數(shù)(p)乘積之和：乘積之和：iiiepE111影響噸鋼能耗的直接因素有兩類：l 各工序的鋼比系數(shù)，如燒結(jié)礦鋼比、球團(tuán)礦鋼比、焦鋼比、鐵鋼比、連鑄坯鋼比、材鋼比等。它將噸鋼能耗和企業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來。l 各工序的工序能耗，燃料+動力消耗及其載能量。11熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所12噸鋼節(jié)能量噸鋼節(jié)能量( (E)E)的解析式的解析式討論直接、間接節(jié)能的貢獻(xiàn)率討論直

9、接、間接節(jié)能的貢獻(xiàn)率 iiiiiiiieepppel式中，兩組括弧內(nèi)的差值分別代表統(tǒng)計期始（上角標(biāo)）末（上角標(biāo)）某工序的鋼比系數(shù)和工序能耗的改變量。l等式右側(cè)的第一項是因鋼比系數(shù)變化（即生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整）獲得的節(jié)能量，稱為間接節(jié)能量，它將生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的節(jié)能定量化了。l第二項是因各工序能耗變化（即各生產(chǎn)工序節(jié)能）獲得的節(jié)能量，稱為直接節(jié)能量。 iiiiiiepepE熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所1320102010熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所1430年間直接節(jié)能、間接節(jié)能的貢獻(xiàn)率及其變化年間直接節(jié)能、間接節(jié)能的貢獻(xiàn)率及其變化19802010年，30年噸鋼可比能耗共下降595公斤標(biāo)準(zhǔn)

10、煤，間直接節(jié)357公斤，直接節(jié)能的貢獻(xiàn)率平均為60%；間接節(jié)能238公斤，間接節(jié)能的貢獻(xiàn)率平均為40%。間接節(jié)能40% 直接節(jié)能60% 熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所l噸鋼能耗下降曲線每隔15年出現(xiàn)一次周期性變化，圖中前后兩條能耗下降曲線的形狀相似、趨勢相同，均呈現(xiàn)為“滑梯式”下落規(guī)律。1500.20.40.60.811.21.41.61.82197519801985199019952000200520102015年年 份份噸鋼可比能耗，噸鋼可比能耗，tce/ttce/t鋼鋼大中型鋼鐵企業(yè)噸鋼可比能耗可比能耗（tce/t鋼）2.96%2.05%1.78%4.34%0.45%0.68%

11、單體設(shè)備節(jié)能生產(chǎn)工序節(jié)能企業(yè)系統(tǒng)節(jié)能結(jié)構(gòu)調(diào)整初期企業(yè)系統(tǒng)節(jié)能結(jié)構(gòu)調(diào)整中期六五七五八五九五十五十一五十二五（1）（2）（3）熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所16科學(xué)技術(shù)進(jìn)步及其生命周期決定的：科學(xué)技術(shù)進(jìn)步及其生命周期決定的： 在一項新的節(jié)能技術(shù)的推動下，在一項新的節(jié)能技術(shù)的推動下，最初的五年，能耗曲線下最初的五年，能耗曲線下落較快，年均節(jié)能率較大；中間的五年，能耗曲線下落變緩，落較快，年均節(jié)能率較大；中間的五年，能耗曲線下落變緩，年均節(jié)能率減??；最后的五年，曲線變得更為平緩。年均節(jié)能率減小；最后的五年，曲線變得更為平緩。 例如，“六五”期間，因為當(dāng)時各工序的基礎(chǔ)能耗較高，所以單體設(shè)備節(jié)能

12、技術(shù)的實施效果明顯，年均節(jié)能率達(dá)到2.96%；進(jìn)入“七五”時期，繼續(xù)降低工序能耗的節(jié)能效果變差了，年均節(jié)能率減小到2.05%，到了“八五”時期年節(jié)能率就更低了，只有0.45%。 “九五”期間，在系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的推動下，通過生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和工藝流程優(yōu)化等措施，使得噸鋼能耗出現(xiàn)第二次較大幅度的下降，年均節(jié)能率上升到4.34%；到了“十五”時期，年均節(jié)能率回落到1.78%；進(jìn)入“十一五”，年均節(jié)能率只有0.68%（電折標(biāo)系數(shù)均取等價值）。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所17l下一個15年（20112025），我國鋼鐵企業(yè)的節(jié)能難度將越來越大，節(jié)能空間也將越來越小，噸鋼能耗下降曲線能否出現(xiàn)第三次較

13、大幅度的下落，完全取決于新一輪節(jié)能理論、節(jié)能技術(shù)和管理手段的支撐。十五年十五年十五年十五年下一個十五年下一個十五年20112025？15年噸鋼能耗下年噸鋼能耗下降降 305 公斤標(biāo)煤公斤標(biāo)煤熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所18u 所謂系統(tǒng)節(jié)能，即在充分考慮外部環(huán)境的前提下，研究圖中五個不同層次上的節(jié)能問題，以及它們之間的關(guān)系，實現(xiàn)整體的、全面的節(jié)能?！跋到y(tǒng)節(jié)能系統(tǒng)節(jié)能”行業(yè)行業(yè)聯(lián)合企業(yè)聯(lián)合企業(yè)生產(chǎn)車間（廠）生產(chǎn)車間（廠）單體設(shè)備單體設(shè)備設(shè)備部件設(shè)備部件“設(shè)備節(jié)能設(shè)備節(jié)能”系統(tǒng)節(jié)能的五個層次系統(tǒng)節(jié)能的五個層次三、系統(tǒng)節(jié)能與科學(xué)用能三、系統(tǒng)節(jié)能與科學(xué)用能u 上個世紀(jì)80年代初，陸鐘武院士將

14、冶金工業(yè)節(jié)能劃分為“五個層次”，主張用系統(tǒng)工程的原理和方法研究冶金工業(yè)較高層次的節(jié)能問題。提出了“載能體”、“直接能耗”、“間接能耗”、“產(chǎn)品能耗”、“產(chǎn)品能值”等一系列概念（如今已是耳熟能詳?shù)膶I(yè)術(shù)語），創(chuàng)立了“系統(tǒng)節(jié)能的理論和方法”。 熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所19基本概念：產(chǎn)品能耗基本概念：產(chǎn)品能耗熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所20l系統(tǒng)節(jié)能是將能源用少，科學(xué)用能是把能源用好取之有度“節(jié)”為上，用其合理“好”當(dāng)先。l科學(xué)用能包括將節(jié)能做到極致，把浪費降到零。已故能源科學(xué)家吳仲華提出科學(xué)用能的16個字：l“節(jié)能潛力寓于不平衡之中”。生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的熱量不平衡、機(jī)械、

15、化學(xué)、壓力、濃度等不平衡現(xiàn)象，都是節(jié)能潛力存在的標(biāo)志。如高爐頂壓（壓力不平衡-TRT），焦炭顯熱（溫度不平衡-CDQ），轉(zhuǎn)爐煙氣(化學(xué)不平衡-回收轉(zhuǎn)爐氣），鼓風(fēng)水份（濃度不平衡-鼓風(fēng)脫濕）?？茖W(xué)用能科學(xué)用能旨在發(fā)現(xiàn)那些不易被發(fā)現(xiàn)的非平衡問題。例如：旨在發(fā)現(xiàn)那些不易被發(fā)現(xiàn)的非平衡問題。例如：熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所21（1）輸入給裝置（終端設(shè)備）的能量總是大于產(chǎn)品生產(chǎn)所需求的）輸入給裝置（終端設(shè)備）的能量總是大于產(chǎn)品生產(chǎn)所需求的能量，即在能源系統(tǒng)的輸入能量，即在能源系統(tǒng)的輸入- 輸出端存在能量輸出端存在能量“數(shù)量數(shù)量”不平衡。不平衡。 降低設(shè)備輸入端的多余能量、回收輸出端的剩余能

16、量、優(yōu)化降低設(shè)備輸入端的多余能量、回收輸出端的剩余能量、優(yōu)化裝置的設(shè)計與運行，是科學(xué)使用能源的工作基礎(chǔ)。裝置的設(shè)計與運行，是科學(xué)使用能源的工作基礎(chǔ)。 凡熱工設(shè)備為了獲取較高生產(chǎn)率，凡熱工設(shè)備為了獲取較高生產(chǎn)率，總是在過剩的能量趨動、作用下工作，總是在過剩的能量趨動、作用下工作，所以必有剩余的能量輸出。所以必有剩余的能量輸出。 能耗與產(chǎn)量呈非線性函數(shù)關(guān)系，能耗與產(chǎn)量呈非線性函數(shù)關(guān)系，單位單位產(chǎn)品能耗產(chǎn)品能耗隨產(chǎn)量變化存在最小值，隨產(chǎn)量變化存在最小值，對應(yīng)的產(chǎn)量區(qū)間稱對應(yīng)的產(chǎn)量區(qū)間稱“經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量”或或“經(jīng)經(jīng)濟(jì)區(qū)濟(jì)區(qū)”。 對于輸出端的剩余能量，要及對于輸出端的剩余能量，要及時、合理、足量地回收

17、利用。時、合理、足量地回收利用。 目前，鋼鐵廠多數(shù)熱工設(shè)備都偏離目前，鋼鐵廠多數(shù)熱工設(shè)備都偏離“經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)區(qū)”運行，要么運行，要么“大馬拉小車大馬拉小車”要么要么“小馬拉大車小馬拉大車”，作業(yè)率低，產(chǎn)品，作業(yè)率低，產(chǎn)品能耗高。這方面的節(jié)能潛力很大。能耗高。這方面的節(jié)能潛力很大。例例1 1：加熱爐的最小單位燃耗：加熱爐的最小單位燃耗加熱爐單位熱耗加熱爐單位熱耗b與生產(chǎn)率與生產(chǎn)率P的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線QbP經(jīng)濟(jì)點經(jīng)濟(jì)點經(jīng)濟(jì)區(qū)經(jīng)濟(jì)區(qū) pk0eQpfQ（產(chǎn)量）熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所l把高品位的蒸汽經(jīng)過節(jié)流后降為低品位的蒸汽使用把高品位的蒸汽經(jīng)過節(jié)流后降為低品位的蒸汽使用l利用燃料燃燒

18、產(chǎn)生的熱能去干燥物料，用高品質(zhì)余熱生產(chǎn)低壓蒸汽利用燃料燃燒產(chǎn)生的熱能去干燥物料，用高品質(zhì)余熱生產(chǎn)低壓蒸汽l把高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣混合供給加熱爐作燃料把高爐煤氣和焦?fàn)t煤氣混合供給加熱爐作燃料l水淬高爐熔渣，熔渣水淬高爐熔渣，熔渣17001700，沖渣熱水，沖渣熱水80 80 l將濃度將濃度99.6%99.6%的氧氣供給高爐富氧，富氧濃度的氧氣供給高爐富氧，富氧濃度24-25%24-25%l把不同把不同SO2SO2濃度的燒結(jié)廢氣混合在一起去，統(tǒng)一進(jìn)行脫硫處理，濃度的燒結(jié)廢氣混合在一起去，統(tǒng)一進(jìn)行脫硫處理，實際實際上是將不同濃度的上是將不同濃度的氣體先氣體先混合，然后再分離，違背了科學(xué)原理混合，然后再

19、分離，違背了科學(xué)原理。22 在能源分配上，根據(jù)能源的數(shù)量、質(zhì)量以及用戶需求，實行在能源分配上，根據(jù)能源的數(shù)量、質(zhì)量以及用戶需求，實行 “按質(zhì)用能、匹配得當(dāng)按質(zhì)用能、匹配得當(dāng)”，在余熱回收利用上，實行，在余熱回收利用上，實行“溫度對口、梯溫度對口、梯級利用級利用”，做到，做到 “ “高質(zhì)高用、低質(zhì)低用、熱盡其用高質(zhì)高用、低質(zhì)低用、熱盡其用”。目前，鋼鐵。目前，鋼鐵企業(yè)在二次能源的生產(chǎn)和分配方面存在的主要問題有：企業(yè)在二次能源的生產(chǎn)和分配方面存在的主要問題有：（2）分配給終端設(shè)備的能量品質(zhì)與其需求的不一致，即在能源系）分配給終端設(shè)備的能量品質(zhì)與其需求的不一致，即在能源系統(tǒng)的分配與使用環(huán)節(jié)存在能量統(tǒng)

20、的分配與使用環(huán)節(jié)存在能量“品質(zhì)品質(zhì)”不匹配。不匹配。按質(zhì)用能、溫度對口，是科學(xué)配置能源的基本原則。按質(zhì)用能、溫度對口，是科學(xué)配置能源的基本原則。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模萬萬t/年年產(chǎn)產(chǎn) 品品 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)噸鋼煤氣噸鋼煤氣生產(chǎn)量生產(chǎn)量噸鋼煤氣噸鋼煤氣消耗量消耗量噸鋼煤氣噸鋼煤氣剩余量剩余量企業(yè)煤氣企業(yè)煤氣剩余率剩余率%9001000板、卷材為主，兼有棒線型材9.085.223.8642.5600800棒線、型、管材及板卷材8.855.563.2937.2300500棒線、型、管材及板卷材8.775.852.9233.3100200棒材、線材等8.216.172.04

21、24.923（3 3）鋼鐵企業(yè)二次能源的生產(chǎn)量總是大于其需求量，能源系統(tǒng)始）鋼鐵企業(yè)二次能源的生產(chǎn)量總是大于其需求量，能源系統(tǒng)始終處于終處于“供需不平衡供需不平衡”狀態(tài)。狀態(tài)。必須用必須用“動態(tài)動態(tài)”的、的、“非平衡非平衡”方法，研究富余煤氣、富余方法，研究富余煤氣、富余氧氣、蒸汽、電力的動態(tài)運行、緩沖和調(diào)控問題，建立智能化能氧氣、蒸汽、電力的動態(tài)運行、緩沖和調(diào)控問題，建立智能化能源管控中心，是科學(xué)管控手段的給力的工具。源管控中心，是科學(xué)管控手段的給力的工具。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所243.2 3.2 物質(zhì)流和能量流的協(xié)同運行物質(zhì)流和能量流的協(xié)同運行 未來鋼鐵企業(yè)節(jié)能的重要研究

22、命題未來鋼鐵企業(yè)節(jié)能的重要研究命題l從工程學(xué)角度看，鋼鐵制造流程是復(fù)雜的鐵煤化工（碳冶金）過程；從熱力學(xué)角度看，它是開放的、遠(yuǎn)離平衡的、不可逆的耗散過程。其中，含鐵（Fe）等物料沿著產(chǎn)品的全生命周期軌跡流動，形成了鐵素物質(zhì)流；含碳（C）等能源沿著轉(zhuǎn)換、使用、回收、再利用、直至排放的路徑流動，形成了碳素能量流。l以往冶金領(lǐng)域的研究命題大多是圍繞鐵素物質(zhì)流的緊湊化、連續(xù)化、自動化展開的（曾經(jīng)是技術(shù)創(chuàng)新的主流），對“能量流”、“能量流網(wǎng)絡(luò)”的研究不多。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所25建立基于熱力學(xué)第一、第二兩大定律的科學(xué)用能理論體系；充分發(fā)揮鋼鐵聯(lián)合企業(yè)在能源高效轉(zhuǎn)換和有效利用方面的企業(yè)

23、優(yōu)勢，重點研究余熱余能的產(chǎn)生、回收、利用問題及其相互關(guān)系；著力開發(fā)適合我國國情和企業(yè)特點的關(guān)鍵共性技術(shù)。把生產(chǎn)過程的富余能量及時有效、因地制宜、最大限度用在工藝過程本身，實現(xiàn)物質(zhì)流與能量流的協(xié)同運行。（1 1）1978197819801980年，節(jié)能起步階段年，節(jié)能起步階段（2 2）1980198019901990年，單體設(shè)備年，單體設(shè)備和和工序節(jié)能階段工序節(jié)能階段（3 3）1990200019902000年，年，以物質(zhì)流優(yōu)化為主的以物質(zhì)流優(yōu)化為主的系統(tǒng)節(jié)能階段系統(tǒng)節(jié)能階段（4 4）2000201020002010年，以能量流優(yōu)化為主的系統(tǒng)節(jié)能階段年，以能量流優(yōu)化為主的系統(tǒng)節(jié)能階段（5 5）2

24、011202520112025年，以物質(zhì)流和能量流協(xié)同運行為主的系統(tǒng)節(jié)能階段。年，以物質(zhì)流和能量流協(xié)同運行為主的系統(tǒng)節(jié)能階段。未來未來15年鋼鐵企業(yè)的系統(tǒng)節(jié)能年鋼鐵企業(yè)的系統(tǒng)節(jié)能以物質(zhì)流和能量流的協(xié)同運行為主要特征以物質(zhì)流和能量流的協(xié)同運行為主要特征熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所（1）燒結(jié)礦生產(chǎn)及其余熱資源的回收與利用）燒結(jié)礦生產(chǎn)及其余熱資源的回收與利用 尋求物質(zhì)流與能量流的協(xié)同尋求物質(zhì)流與能量流的協(xié)同 運行運行 回收利用鋼鐵生產(chǎn)過程產(chǎn)生的余熱余能資源，燒結(jié)工序最具代表性。我國燒結(jié)工序能耗比國外先進(jìn)指標(biāo)高出20以上，主要原因是燒結(jié)工序余熱資源的回收與利用水平低。燒結(jié)余熱資源包括燒結(jié)過

25、程的廢氣顯熱和產(chǎn)品顯熱，分別占燒結(jié)工序總熱量收入的20和45%。據(jù)報道，燒結(jié)工序的燃料消耗約44kgce/t，余熱資源的回收利用量多達(dá)14kgce/t，與每噸燒結(jié)礦的電力消耗量大體相當(dāng)。l 燒結(jié)礦環(huán)冷機(jī)原本是為冷卻燒結(jié)礦設(shè)計的（純物質(zhì)流的產(chǎn)品冷卻裝置），現(xiàn)在要回收燒結(jié)過程的余熱（純能量流的余熱回收裝置），兩者不能兼得，說明原設(shè)計存在先天不足。 26熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所27 正因為現(xiàn)有的環(huán)冷機(jī)是為冷卻燒結(jié)礦服務(wù)的，所以風(fēng)量大、料層薄、冷卻快、漏風(fēng)等弊端不可避免！無法滿足高效換熱和取熱的要求。為了達(dá)到既要冷卻燒結(jié)礦又要回收余熱的雙重目的，對環(huán)冷機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與熱工操作務(wù)必進(jìn)行徹底

26、改造（不是小打小鬧）。否則，不會取得滿意的節(jié)能效果！l 受干熄焦技術(shù)的啟發(fā)，凡赤熱的燒結(jié)礦、球團(tuán)礦，都有可能像干熄焦那樣用散料床氣固強(qiáng)化熱交換的方式進(jìn)行強(qiáng)化換熱。即用CDQ式散料床氣固熱交換裝置，取代現(xiàn)有的燒結(jié)礦環(huán)冷機(jī)。在冷卻燒結(jié)礦的同時，最大限度回收燒結(jié)礦顯熱（已獲國家發(fā)明專利，ZL20091018738.1），實現(xiàn)物質(zhì)流冷卻工藝與能量流回收利用的相互統(tǒng)一與協(xié)同運行 。CDQ式燒結(jié)礦余熱回收技術(shù)式燒結(jié)礦余熱回收技術(shù)CDQ式燒結(jié)礦余熱回收裝置式燒結(jié)礦余熱回收裝置熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所28豎罐豎罐二次除塵器二次除塵器風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)除氧器除氧器燒結(jié)礦燒結(jié)礦冷燒結(jié)礦冷燒結(jié)礦純水純水一次一

27、次除塵器除塵器蒸汽蒸汽低壓低壓蒸汽蒸汽給水預(yù)熱器給水預(yù)熱器余熱鍋余熱鍋爐爐余熱余熱發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)冷卻帶冷卻帶預(yù)存帶預(yù)存帶旋轉(zhuǎn)密封旋轉(zhuǎn)密封閥閥外排外排空氣空氣熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所29臥式回收罐式回收進(jìn)口燒結(jié)礦溫度，700700燒結(jié)礦排出溫度，200150200冷卻空氣進(jìn)口溫度（采用煙氣再循環(huán)技術(shù)），100120150200冷卻空氣出口溫度，360420520580熟燒結(jié)礦生產(chǎn)能力，t/h550t/h550t/h冷卻空氣流量，萬m3/h7580余熱鍋爐蒸汽溫度、壓力、出力，、MPa、t/h350、2.1、43*2520、2.6、120汽輪機(jī)額定功率，MW2036熱能與環(huán)境工程

28、研究所熱能與環(huán)境工程研究所30余熱回收臥式回收罐式回收熱收入回收熱風(fēng)占余熱資源的比例，%53.9879.38回收蒸汽占余熱資源的比例，%43.1879.38收入回收熱風(fēng)占余熱資源的比例，%42.9154.73回收蒸汽占余熱資源的比例，%34.3354.73發(fā)電量噸燒結(jié)礦發(fā)電，kWh/t18203336年發(fā)電量，億kWh/a1.261.402.312.521000萬噸鋼鐵廠年發(fā)電量，億kWh/a5.25以以1000萬噸級鋼廠為例，采用豎罐式方法，萬噸級鋼廠為例，采用豎罐式方法，1000萬噸鐵萬噸鐵* *1.51.5噸燒結(jié)礦噸燒結(jié)礦/ /噸鐵噸鐵* *3535 kWh/噸燒結(jié)礦噸燒結(jié)礦 = 5.2

29、5億億 kWh，是這個廠干熄焦發(fā)電總量的是這個廠干熄焦發(fā)電總量的1.5倍，倍，1000萬噸鐵萬噸鐵* *0.350.35噸焦炭噸焦炭/ /噸鐵噸鐵* *100 100 kWh/噸焦炭噸焦炭= 3.5億億 kWh。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所31l “一罐到底”技術(shù)，是指取消傳統(tǒng)的“混鐵爐”和“魚雷罐車”裝置，直接采用“鐵水罐”運輸鐵水，將鐵水的承接、運輸、緩沖儲存、鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐兌鐵、容器快速周轉(zhuǎn)、鐵水保溫等功能集為一體；l 取消了煉鋼車間倒罐坑、減少一次鐵水的倒罐作業(yè)，具有縮短工藝流程、緊湊總圖布置、降低能耗、減少鐵損、減少煙塵排放等多重優(yōu)勢，是今后新建鋼鐵廠高爐-轉(zhuǎn)爐界面模式

30、的發(fā)展方向。（2 2）高爐）高爐- -轉(zhuǎn)爐區(qū)段的轉(zhuǎn)爐區(qū)段的“一罐到底一罐到底”界面界面模式模式 實現(xiàn)高爐與轉(zhuǎn)爐區(qū)段的熱銜接，同時完成鐵水三脫實現(xiàn)高爐與轉(zhuǎn)爐區(qū)段的熱銜接，同時完成鐵水三脫熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所蓄熱式火焰爐技術(shù),是對傳統(tǒng)蓄熱室結(jié)構(gòu)設(shè)計、火焰爐熱工操作，燃燒廢氣顯熱回收方式的重大變革。它突破了幾百年來人們對燃燒的傳統(tǒng)認(rèn)識。高溫蓄熱燃燒技術(shù)具有大幅度節(jié)能(30以上)和超低濃度NOX排放(3055ppm)的雙重優(yōu)越性，最適合連鑄坯熱裝熱送。但對某些品種鋼，熱裝熱送時常出現(xiàn)鋼坯表面缺陷。這些表面缺陷是以晶間裂紋形式出現(xiàn)的，與奧氏體晶界析出有關(guān)，在600900時析出速度最大

31、。l解決這些品鋼種連鑄坯的熱裝熱送問題，實現(xiàn)鐵素物質(zhì)流與能量流的協(xié)同，可獲得巨大的節(jié)能效益。32（3 3）連鑄）連鑄軋鋼區(qū)段的界面模式軋鋼區(qū)段的界面模式 連鑄坯連鑄坯熱裝熱送與蓄熱式火焰爐的協(xié)同運行熱裝熱送與蓄熱式火焰爐的協(xié)同運行熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所33（4 4）低溫）低溫余熱余熱資源的經(jīng)濟(jì)回收與高效利用資源的經(jīng)濟(jì)回收與高效利用 給低溫余熱資源找到最合適的用場，給低溫余熱資源找到最合適的用場， 推動力推動力 = = 需求拉動需求拉動+ +技術(shù)進(jìn)步技術(shù)進(jìn)步依據(jù)熱力學(xué)第一、第二兩大定律，回收利用余熱資源的總原則：根據(jù)余熱資源的數(shù)量、品質(zhì)（溫度）和用戶需求，按質(zhì)回收、溫度對口、梯

32、級利用（高質(zhì)高用、低質(zhì)低用）。若有合適的熱用戶，直接利用余熱則最為經(jīng)濟(jì)。依附于產(chǎn)品（鐵水、鋼坯）的顯熱，最好不經(jīng)轉(zhuǎn)換地直接輸送到下一道工序，相鄰工序間實現(xiàn)熱銜接。用煙氣顯熱預(yù)熱空氣和煤氣，預(yù)熱或干燥物等；對于高溫余熱應(yīng)采用動力回收，如發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)；對于中溫余熱資源或熱回收或動力回收；對于低溫余熱首選直接熱利用，對不能直接利用的低溫余熱，或先將其作為熱泵系統(tǒng)的低溫?zé)嵩矗?jīng)提高溫度水平后再加以利用。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所34余余 熱熱 資資 源源高高 溫溫中中 溫溫 低低 溫溫合合 計計資源量資源量 回收量回收量 回收率回收率資源量資源量回收量回收量回收率回收率資源量資源量回收

33、量回收量回收率回收率 資源量資源量 回收量回收量 回收率回收率產(chǎn)產(chǎn)品品顯顯熱熱燒結(jié)礦燒結(jié)礦/球團(tuán)礦球團(tuán)礦0.940.280.940.28焦炭焦炭0.590.060.590.06鐵水鐵水1.221.101.221.10鋼坯鋼坯*0.600.240.600.24小計小計2.411.4058.10.940.2829.83.351.6850.1渣渣顯顯熱熱高爐熔渣高爐熔渣 0.590.010.590.01轉(zhuǎn)爐熔渣轉(zhuǎn)爐熔渣 0.150.00.15小計小計0.740.011.40.740.011.4廢廢煙煙氣氣顯顯熱熱焦?fàn)t煙氣焦?fàn)t煙氣0.190.19焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣0.170.020.170.02燒結(jié)煙氣

34、燒結(jié)煙氣0.690.69高爐煤氣高爐煤氣0.770.77熱風(fēng)爐煙氣熱風(fēng)爐煙氣0.360.110.360.11轉(zhuǎn)爐煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣0.210.080.210.08加熱爐煙氣加熱爐煙氣0.720.250.720.25小小 計計0.210.0838.11.250.3830.41.6503.110.4614.8冷卻冷卻水水顯熱顯熱高爐冷卻水高爐冷卻水0.950.95加熱爐冷卻水加熱爐冷卻水0.290.020.290.02小小 計計1.240.021.61.240.021.6合合 計計3.361.4944.32.190.6630.12.890.020.78.442.1725.7我國重點鋼鐵企業(yè)余熱資源回收利

35、用情況我國重點鋼鐵企業(yè)余熱資源回收利用情況 (不含鋼材，不含鋼材，2005年統(tǒng)計年統(tǒng)計) GJ/t-s熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所35余余 能能 資資 源源技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)余熱余能資源量余熱余能資源量GJ/t產(chǎn)品產(chǎn)品平均回收利用量平均回收利用量GJ/t產(chǎn)品產(chǎn)品回收率回收率%高爐爐頂余壓高爐爐頂余壓0.150.25 MPa0.300.2583.3轉(zhuǎn)爐煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣8360 kJ/m30.840.5869.0余熱資源余熱資源高、中、低溫高、中、低溫8.442.1725.7合合 計計 9.58 3.0031.3330 kgce/t鋼鋼103 kgce/t鋼鋼我國重點鋼鐵企業(yè)余熱余能資源量及

36、其回收利用情況我國重點鋼鐵企業(yè)余熱余能資源量及其回收利用情況（ 不含高爐、焦?fàn)t煤氣，鐵鋼比取不含高爐、焦?fàn)t煤氣，鐵鋼比取1.0，2005年數(shù)據(jù)統(tǒng)計年數(shù)據(jù)統(tǒng)計）給低溫余熱找到用戶、派上用場：給低溫余熱找到用戶、派上用場： 在企業(yè)內(nèi)部：干燥物料、加熱助燃空氣和鍋爐給水；供暖、制干燥物料、加熱助燃空氣和鍋爐給水；供暖、制冷；熱泵、海水淡化、煤調(diào)濕、高爐鼓風(fēng)脫濕、煤氣脫水等。冷；熱泵、海水淡化、煤調(diào)濕、高爐鼓風(fēng)脫濕、煤氣脫水等。 在城市范圍：供暖、供冷、蒸汽、熱水、煤氣、氧氣。供暖、供冷、蒸汽、熱水、煤氣、氧氣。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所36 太鋼自備電廠采用吸熱式熱泵機(jī)組回收循環(huán)冷卻水

37、的低溫余熱（40），為15MW鍋爐的加熱補水。鍋爐補水由30升到95，循環(huán)冷卻水從40降到30。 采用吸收式熱泵機(jī)組回收冷卻水余熱，每年節(jié)省蒸汽8萬噸，節(jié)省冷卻水12.4萬m3（閉路循環(huán)），綜合節(jié)能約10298噸標(biāo)準(zhǔn)煤。舉例舉例1：用吸收式熱泵回收循環(huán)冷卻水余熱：用吸收式熱泵回收循環(huán)冷卻水余熱熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所37舉例舉例2 2：進(jìn)一步降低：進(jìn)一步降低鍋爐排煙鍋爐排煙溫度的深度節(jié)能溫度的深度節(jié)能采用爐內(nèi)脫硫的鍋爐，排煙溫度約150 ，用，用其其預(yù)熱助燃空氣和鍋爐的回水，使鍋爐的排煙溫度再降低50-80度，可節(jié)省發(fā)電煤耗5-8 g/kWh。煙氣省煤器省煤器省煤器省煤器換熱器

38、換熱器換熱器換熱器熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所383.3 3.3 企業(yè)能源管理中心企業(yè)能源管理中心物質(zhì)流和能量流協(xié)同運行的給力工具物質(zhì)流和能量流協(xié)同運行的給力工具 能源管理中心（能源管理中心（EMCEMC）是企業(yè)能源生產(chǎn)、運行、管理的中心，代表公司）是企業(yè)能源生產(chǎn)、運行、管理的中心，代表公司對企業(yè)的能源活動行使綜合管理；能源管理系統(tǒng)（對企業(yè)的能源活動行使綜合管理；能源管理系統(tǒng)（EMSEMS）是自動化、信息化、）是自動化、信息化、管理控一體化系統(tǒng)，是能源中心行使管控職能的載體。它具有對全公司能管理控一體化系統(tǒng)，是能源中心行使管控職能的載體。它具有對全公司能源設(shè)備和能源介質(zhì)進(jìn)行操作、控

39、制、優(yōu)化、預(yù)測、事故預(yù)警等功能，為物源設(shè)備和能源介質(zhì)進(jìn)行操作、控制、優(yōu)化、預(yù)測、事故預(yù)警等功能，為物質(zhì)流和能量流的協(xié)同運行、能源介質(zhì)優(yōu)化調(diào)度、科學(xué)用能系統(tǒng)節(jié)能提供技質(zhì)流和能量流的協(xié)同運行、能源介質(zhì)優(yōu)化調(diào)度、科學(xué)用能系統(tǒng)節(jié)能提供技術(shù)和管理支持。術(shù)和管理支持。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所39熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所第j種能源介質(zhì)的能量流40以以1 1噸鋼為基準(zhǔn)，單位時間的能流量，小時，分鐘噸鋼為基準(zhǔn)，單位時間的能流量，小時，分鐘fjhjgjjjjjgggcgcG固定用戶消耗第j種能源的數(shù)量，單位/t鋼緩沖用戶消耗第j種能源的數(shù)量，單位/t鋼生產(chǎn)每噸鋼第j種能源的放散量，

40、單位/t鋼jG影響因素gj：生產(chǎn)每噸鋼消耗第j種能源介質(zhì)的數(shù)量，單位/t鋼cj：第j種能源介質(zhì)的折標(biāo)系數(shù)，即能值，kgce/單位（1）熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所41（2 2）富余煤氣的）富余煤氣的“零放散零放散”模型模型l以往用“靜態(tài)”、“平衡”的觀點和方法，計劃、管理、調(diào)控煤氣的生產(chǎn)與使用是不科學(xué)的。必須用“動態(tài)”、“非平衡”、“能量流網(wǎng)絡(luò)”的觀點和方法，即根據(jù)煤氣資源的數(shù)量、品質(zhì)（熱值）和用戶需求，科學(xué)地預(yù)示煤氣的發(fā)生量（始端節(jié)點流出量）、消耗量（終端節(jié)點流入量）和剩余量（容許增益量），科學(xué)地設(shè)計煤氣柜的容量、鍋爐摻燒煤氣的緩沖量。做到“煤氣柜”與“緩沖鍋爐”并舉，“軟件”與

41、“硬件”兼施，科學(xué)合理地分配使用煤氣資源，才能做到煤氣“零放散”。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所l已知企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營計劃，設(shè)備檢修計劃，隨機(jī)事件對煤氣發(fā)生量、消耗量的影響（依據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)定方法），建立正常生產(chǎn)狀態(tài)和非生產(chǎn)狀態(tài)的煤氣預(yù)測的啟發(fā)式規(guī)則；l建立煤氣系統(tǒng)供需預(yù)測動態(tài)模型，科學(xué)準(zhǔn)確地預(yù)示煤氣發(fā)生量、消耗量、剩余量（小時級或分鐘級）；l在煤氣柜和緩沖用戶之間建立剩余煤氣量的分解協(xié)同模型，分解并消納頻繁波動的富余煤氣量。42熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所煤氣柜：p吞吐能力小p適應(yīng)頻繁、量小、時間短的波動p調(diào)節(jié)管網(wǎng)壓力效果好（3 3）煤氣緩沖用戶（鍋爐）和煤氣柜的協(xié)同運行）

42、煤氣緩沖用戶（鍋爐）和煤氣柜的協(xié)同運行摻燒煤氣的燃煤鍋爐：p緩沖能力大p適應(yīng)穩(wěn)定、量大、時間長的波動p煤氣負(fù)荷的頻繁變化將影響燃燒穩(wěn)定和鍋爐的經(jīng)濟(jì)運行。43熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所0102030405060708090100110120150160170180190200210220230240250260270280小 時 ， h煤氣流量，Km3/h如前所述，將企業(yè)消耗的煤氣量劃分為固定用戶消耗量、緩沖用戶消耗量、煤氣放散三部分。010將穩(wěn)定的富余煤氣量分配給新的煤氣用戶，如CCPP、純?nèi)济簹忮仩t，使煤氣富余量減少 。小時煤氣發(fā)生量固定用戶的小時煤氣消耗量兩條曲線之間的面積為

43、每小時煤氣富余量44（4 4）富余煤氣）富余煤氣“零放散零放散”應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所將有限的煤氣富余量分配給緩沖用戶，用摻氣燃煤鍋爐的緩沖能力和煤氣柜的吞吐功能來消納不同程度的煤氣波動，實現(xiàn)煤氣 “零” 放散。0102030405060708090100180190200210220230240250260270280發(fā)生量的統(tǒng)計平均值268km3/h消耗量的統(tǒng)計平均值221km3/h56.213.6345熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所4601020304050607080901000102030405060708090剩余煤氣量（km3/h）時間

44、（h）鋼鐵廠焦?fàn)t煤氣隨機(jī)流量曲線圖%100/1000120nmpnnppJnii均值 51.49方差 13.52均衡度74%煤氣波動的均衡度，是衡量實際的煤氣量（波動）與某一期望的煤氣量（固定）的吻合程度的指標(biāo)。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所0102030405060708090 100-1001020304050607080 富余量 鍋爐緩沖量 煤氣柜吞吐量 煤氣量（km3/h）某鋼廠富余焦?fàn)t煤氣緩沖曲線時間（h）均值 51.49方差 13.52均衡度74%富余量鍋爐緩沖量煤氣柜吞吐量均值 51.30方差 12.47均衡度90%均值 0.19方差 4.90均衡度15%0102030

45、405060708090 100-1001020304050607080 富余量 鍋爐緩沖量 煤氣柜吞吐量 47節(jié)能效果：煤氣放散率從節(jié)能效果：煤氣放散率從10%降至降至0，富余煤氣發(fā)電量增加，富余煤氣發(fā)電量增加3%。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所48 （1）節(jié)能必須以科學(xué)、合理評價指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)。 30年來我國鋼鐵工業(yè)噸鋼能耗從2040降到700公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，噸鋼綜合能耗、噸鋼可比能耗、工序能耗組成的能耗指標(biāo)體系及其評價方法功不可沒。隨著節(jié)能降耗的不斷深入和噸鋼能耗指標(biāo)的逐漸降低，以中間產(chǎn)品（鋼）為計算基準(zhǔn)的指標(biāo)體系必須修正和完善。 （2）“能”在各個領(lǐng)域中常以不同的方式被定義。

46、每一種定義都有其適用的場合，若不正確地理解，容易產(chǎn)生概念上的混亂?！澳堋钡氖褂脙r值在于它能夠“促成變化”。如提起重物、生產(chǎn)產(chǎn)品、供暖、制冷等?！澳堋笔谴俪勺兓ㄎ锢砗突瘜W(xué)）的推動力（做功的能力）：燃料的做功能力取決于它的發(fā)熱量、蒸汽的推動力是它的壓力和溫度，1度電的推動力是3600kJ（0.1229kgce/kWh)。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所49 （3）客觀、真實、準(zhǔn)確的能源統(tǒng)計方法和數(shù)據(jù)，是指導(dǎo)鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作的主要依據(jù)，是科學(xué)評價節(jié)能降耗工作的重要手段。現(xiàn)行的能耗統(tǒng)計方法、評價標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系，已不完全適應(yīng)鋼鐵企業(yè)節(jié)能和能源管理的需要。 能耗指標(biāo)的可比性，取決于： 指標(biāo)選擇的

47、科學(xué)性、合理性； 數(shù)據(jù)的真實性、客觀性 熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所50 自2006年起，我國鋼鐵企業(yè)有關(guān)電耗的統(tǒng)計方法采用兩套折算系數(shù)，即電熱的當(dāng)量值和等價值，多數(shù)企業(yè)使用一套數(shù)據(jù)兩種算法。由此引發(fā)了假數(shù)真算、能耗轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)嫁，出現(xiàn)能源失衡、指標(biāo)失信、管理失利等現(xiàn)象。“等價值”單位能源產(chǎn)品在其生產(chǎn)過程中所累計消耗的能量（即“物化”了的能量）。例如，電的等價值0.404 kgce/kWh；“當(dāng)量值”單位能源產(chǎn)品在使用時具有的能量（即“活”的能量）。例如，電的當(dāng)量值0.1229 kgce/kWh1kWh860kcal/kWh3600kJ/kWh0.1229 kgce/kWh它們只是能量

48、形式的不同罷了，在能量數(shù)量上都是相當(dāng)?shù)?。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所51 實際上，將0.1229的折算系數(shù)應(yīng)用于各工業(yè)系統(tǒng)終端用電的能耗統(tǒng)計已是不爭的事實。這種統(tǒng)計方法將電力工業(yè)與其他工業(yè)分開，各自都有本行業(yè)的能源消耗，企業(yè)的能源統(tǒng)計變得更合理、更簡捷，鋼鐵工業(yè)何樂不為？為什么非要把鋼鐵工業(yè)能耗和電力工業(yè)綁架在一起？ 鋼鐵工業(yè)要因勢利導(dǎo)、將計就計。鋼鐵生產(chǎn)過程耗電，無論是外購電還是自產(chǎn)電，凡終端耗電都統(tǒng)一使用“電熱當(dāng)量值”，廢除“等價值”。 一些企業(yè)采用“雙軌制”的能耗統(tǒng)計現(xiàn)狀，不能繼續(xù)下去了！ 為了避免能源出現(xiàn)不平衡問題，在核算能源平衡時增設(shè)“自發(fā)電”工序并給出“自發(fā)電”的工序能

49、耗。這好比在鋼鐵企業(yè)的“能源平衡表”中設(shè)置“焦化工序”那樣。高爐煉鐵工序所消耗的焦炭，計入的是焦炭的“當(dāng)量值”（焦炭的發(fā)熱量），而不是焦炭的“等價值”。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所52問題：核算工序能耗不應(yīng)包含所耗能源在其加工轉(zhuǎn)換過程中所消耗的那部分能量，把企業(yè)的主流程生產(chǎn)工序和能源轉(zhuǎn)換工序綁架在一起是錯誤的。糾正：工序能耗是生產(chǎn)工序范圍內(nèi)生產(chǎn)單位產(chǎn)品直接消耗的能量，只需計入所耗燃料和動力的“當(dāng)量值”，不應(yīng)計入它們在轉(zhuǎn)換過程所消耗的能量。如，燃料的當(dāng)量值是發(fā)熱值、電力的當(dāng)量值是0.1229kgce/kWh，蒸汽的當(dāng)量值是不同壓力和溫度下的熱焓值等?！竟ば蚰芎墓ば蚰芎摹? = 【所耗

50、燃料動力的載能量所耗燃料動力的載能量】 - - 【回收外供能量回收外供能量】【生產(chǎn)工序的實物產(chǎn)量生產(chǎn)工序的實物產(chǎn)量】熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所53 從能的使用價值而言，某工序能耗只需計入直接能耗，不應(yīng)計入該工序范圍之外的間接能耗。 按此定義：l 工序能耗只與該工序所耗燃料、動力的多少有關(guān)，l 與燃料、動力的品質(zhì)有關(guān)，l 而與其生產(chǎn)、加工、改制過程中所耗的能量無關(guān)。 如此規(guī)定的好處：l 在工序能耗的算式中取消了能源的“折標(biāo)系數(shù)”l 擺脫了所耗能源的轉(zhuǎn)換效率對生產(chǎn)工序能耗的影響l 工序能耗成為生產(chǎn)工序范圍內(nèi)的可控因素l 在同類工序之間（生產(chǎn)工序、能源轉(zhuǎn)換工序）實現(xiàn)真正“可比”。熱能與

51、環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所54 鋼鐵工業(yè)的能耗指標(biāo)，從中間產(chǎn)品（鋼）擴(kuò)展到終端產(chǎn)品（材）、從噸鋼能耗到噸材能耗、從鋼比系數(shù)到材比系數(shù)，是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、工藝流程、產(chǎn)品加工、能耗水平、能源管理等日趨完善的必然結(jié)果。 未來鋼鐵工業(yè)的能耗指標(biāo)體系，由工序能耗（能源轉(zhuǎn)換工序和產(chǎn)品生產(chǎn)工序）、噸鋼能耗（中間產(chǎn)品能耗）、噸材能耗（終端產(chǎn)品能值）等指標(biāo)組成。 終端產(chǎn)品的劃分要依據(jù)能源管理手段和能耗統(tǒng)計數(shù)據(jù)的完備程度而定，按大宗鋼材分類，宜粗不宜細(xì)。 熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所55（1 1）工序能耗工序能耗 服務(wù)于鋼鐵企業(yè)內(nèi)部各工序的能耗統(tǒng)計和能源管理，是比較同類生產(chǎn)工序（能源轉(zhuǎn)換工序

52、和產(chǎn)品生產(chǎn)工序）能耗水平高低的重要標(biāo)志。工序能耗作為比較指標(biāo)，是指某工序生產(chǎn)單位產(chǎn)品直接消耗的能源量，只計入各工序所耗燃料和動力的“當(dāng)量值”，不計工序范圍外的間接能耗。統(tǒng)計時，無論是外購電還是自產(chǎn)電，凡終端用戶耗電一律使用“當(dāng)量值”。為避免能源不平衡，增設(shè)自發(fā)電、熱力、制氧等能源轉(zhuǎn)換工序，同時核算這些工序的工序能耗。（2 2）噸鋼能耗噸鋼能耗 繼續(xù)沿用原有定義及其計算方法（即總能耗除以鋼產(chǎn)量），服務(wù)于鋼鐵企業(yè)、鋼鐵工業(yè)的能源統(tǒng)計與能源管理，用于統(tǒng)計鋼鐵企業(yè)、行業(yè)的能源消耗量。鋼鐵工業(yè)噸鋼能耗，是評價行業(yè)能耗水平的重要指標(biāo)；鋼鐵企業(yè)噸鋼能耗，是表征企業(yè)能耗變化的統(tǒng)計指標(biāo)，不再作為企業(yè)之間評判能耗

53、高低的可比指標(biāo)。熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所56（3 3）噸材）噸材能耗能耗 噸材能耗是指生產(chǎn)單位鋼材產(chǎn)品企業(yè)為其配套生產(chǎn)所累計消耗的能源量，包括所耗物質(zhì)流的載能量和所耗能量流的載能量，數(shù)值上等于各生產(chǎn)工序和能源轉(zhuǎn)換工序的材比系數(shù)與其工序能耗乘積之和。噸材能耗是評價大宗鋼材產(chǎn)品能耗水平的重要指標(biāo)，在同類大宗鋼材產(chǎn)品之間具有可比性。iiiepEipie生產(chǎn)工序和能源轉(zhuǎn)換工序的工序能耗，kgce/單位產(chǎn)品材比系數(shù),各生產(chǎn)工序和能源轉(zhuǎn)換工序的實物產(chǎn)量與鋼材產(chǎn)量之比，如燒結(jié)礦材比、鐵材比、鋼材比、焦材比、自發(fā)電材比、蒸汽材比、氧氣材比等，t/t。 熱能與環(huán)境工程研究所熱能與環(huán)境工程研究所57