本報記者 王志
“近年來，鞍山鋼鐵加大先進節能技術推廣應用力度，推動實施了能源集控、CCPP發電、轉爐煙氣余熱回收等節能項目，噸鋼能耗強度累計降低4.8%，噸鋼綜合能耗降低了42kgce/t。”2023年12月21日，鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司總經理王若鋼在鋼鐵行業極致能效工程——轉爐系統能效提升專題技術對接會上代表鞍山鋼鐵集團有限公司分享了鞍山鋼鐵綠色低碳發展的實踐經驗。
極致能效工作結碩果
2022年12月份，中國鋼鐵工業協會啟動極致能效工作，鞍山鋼鐵3地同步開展此項工作。鞍鋼股份鲅魚圈鋼鐵分公司、朝陽鋼鐵、鞍鋼股份先后納入能效標桿示范廠培育企業。鞍山鋼鐵規劃了極致能效項目庫，計劃實施202個項目，投資55億元，到2025年，鞍山鋼鐵焦化、高爐、轉爐3大工序能耗全部達到標桿水平，噸鋼綜合能耗預計降至550kgce/t。
在焦化工序，鞍山鋼鐵采用了焦爐自動加熱控制、焦油渣分離、熱泵蒸氨風機節能改造等技術措施。其中蒸氨塔減排項目是鲅魚圈鋼鐵分公司全國首套的蒸氨塔減排項目，采用了酸洗加MVR蒸氨技術，可有效解決蒸汽耗量高的問題，節能效果顯著。目前蒸汽消耗可降低95kgce/t，廢水排放量可降低6t/h。
朝陽鋼鐵在焦油渣處理上實施了物理分離方式，可將焦油渣中的煤渣和焦油分開，提高焦油產量，降低煤炭消耗。該項目投入后，焦油渣產出降低了2.5噸/日，煤炭消耗年降低875噸。
鞍山鋼鐵在高爐工序采用了風機水泵節能改造、熱風爐自動燒爐技術、熱風爐利用廢氣換爐以及高爐均壓煤氣回收、高爐煤氣的干法除塵改造等措施，2022年高爐工序能耗比2020年下降了15.42kgce/t。王若鋼重點提到2項技術，一是在鲅魚圈鋼鐵分公司應用的高爐沖渣余熱技術。該項目采用“真空相變技術”，使熱源水在蒸發器內沸騰蒸發，能夠清潔、高效地提取高溫工業熱源，無需熱源水進行過濾和二次預熱。目前整個鲅魚圈鋼鐵分公司辦公大樓的供暖由該技術提供。
二是鲅魚圈鋼鐵分公司的流化床氫氣煉鐵中試項目也在有條不紊地推進。王若鋼介紹，該項目建設的全國首套能夠年產1萬噸直接還原鐵的流態化氫氣直接還原中試試驗裝置，整體工藝由改性制粒、堿水制氫、兩級流化還原、還原鐵壓塊等4個主體部分組成。它可以采用鐵精礦直接進行造粒，經過兩級還原，最后形成海綿鐵，為后續的煉鋼提供原料。氫氣來源是利用電解水制氫，遼寧地區核電豐富，如果投入后實驗成功，該項目既可以利用核電，又可以利用海上風電進行制氫。該項目投資預算為1.6億元，目前施工在進行中，預計今年3月底投入運行。
該項目有幾個主要特點，一是高效制氫。二是實現超低排放。該技術比傳統高爐冶煉的氮氧化物、二氧化硫和顆粒物排放分別降低99%、97%、72%。三是有助于實現極致能效，該技術造粒的固結節能耗不高于1.5GJ/t。四是該技術是低碳冶煉技術，比高爐流程可以減排90%以上。該項目后期可全部換為綠電綠氫供熱，實現零碳煉鐵。五是該項目具有高效還原的特點。該項目通過床型和內構件調控，形成高效兩級還原新技術，還原氣用量較傳統的流化床降低23%。該項目如果試驗成功，那么在氫冶金的過程中，將會提供除了氫基豎爐外的新選擇。
鞍山鋼鐵在轉爐工序采用了風機水泵節能改造、轉爐煙氣余熱回收、提高鋼包周轉率，轉爐鋼包、鐵水罐烘烤器節能改造等項目。2022年的轉爐工序能耗比2020年下降了2.05kgce/t。
余能發電方面，在已有3臺CCPP發電機組的基礎上，鞍鋼股份、鲅魚圈鋼鐵分公司、朝陽鋼鐵3地正在新建3臺135MW和1臺100MW的超超臨界煤氣發電機組，提高自發電比例。項目投產后，這3個公司每年可增加發電量35.6億kWh，自發電比例最高可以達到84.2%，年可節約35萬噸標準煤，綜合能耗降低13kgce/t。
在清潔能源利用上，朝陽鋼鐵利用廠房、屋頂和空地，以“自發自用、不倒送電網”為原則，利用太陽能提高可再生能源在電力系統中的占比。光伏發電的裝機容量為12.2MW，年均發電量1678萬kWh。
在風力發電上，鲅魚圈鋼鐵分公司地處渤海灣東岸，風力資源比較豐富，該公司建廠初期就啟動了風力發電項目，裝機容量是16MW，年均發電量是1500萬kWh。該公司還準備對第一代的風力發電進行技術改造，以提高發電量。
在水資源的循環利用上，鞍山鋼鐵3地在節水減排方面重點增加了很多管理措施，如錯峰減量化，常壓凈環系統分步降壓運行；新水系統均衡供水，改進補水方式；生活水系統分時分壓運行，錯峰用水等，采用這些方法以后，噸鋼耗新水在2噸以下，水循環利用率達到98.5%，達到行業先進水平。
在余熱供暖方面，鞍山鋼鐵積極推動利用廠區余熱為城市供暖，目前鞍山區域的市政供暖面積已經達到了1500萬平方米，每年向城市輸送熱量約600萬GJ，年節能約24萬噸標準煤。
在能源轉換工序的數字化轉型方面，鞍山鋼鐵在3地實施了能源集控項目。該項目應用了5G、虛擬云、大數據分析和智能分屏等先進技術，先后對500余套老舊設備進行了自動化改造，對200余套自動控制系統進行了數字化升級，將160多個站從有人值守改為無人值守，完成了能源管理系統上線運行。該項目實施以后，能源利用效率提升了1%，勞動生產率提升30%，年可節約0.3萬噸標準煤的能源。
“鞍山鋼鐵在推進極致能效工作過程中，發現除了技術措施，基礎生產管理同樣重要，例如在原料廠，需要精心策劃配煤配礦，在燒結工序降低漏風率，在高爐工序努力降低燃料比等。”王若鋼總結道。
繪就低碳發展藍圖
王若鋼表示，下一步，鞍山鋼鐵鲅魚圈分公司、鞍山鋼鐵本部、朝陽鋼鐵3地以創建“雙碳最佳實踐能效標桿示范廠”為目標，對照鋼協的技術清單，累計實施78個極致能效項目，總投資為30億元。
鞍山鋼鐵鲅魚圈分公司、鞍山鋼鐵本部、朝陽鋼鐵3地在焦化工序將主要采用高溫高壓干熄焦技術和焦爐上升管煤氣余熱回收等技術，預計到2025年工序能耗可以達到標桿水平；在高爐工序主要采用熱風爐自動燒爐等18個重點項目，到2025年能耗將達到361kgce/t；在轉爐工序主要采用轉爐煙氣余熱回收等技術，組織實施轉爐中低溫煙氣余熱回收等46個重點項目，到2025年，鞍山鋼鐵3地轉爐工序將能夠達到-30kgce/t標桿水平。
“鞍山鋼鐵將全面系統地推進極致能效，在管理上、先進技術上都下功夫，協同推進降碳、減污、擴綠、增長，加快高質量發展步伐，為建設美麗中國貢獻鞍鋼力量。”王若鋼說道。
