节能技术

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    TRT推广

          钢铁工业是国民经济重要基础产业,能源消耗量约占全 国工业总能耗的 15%,废水和固体废弃物排放量分别占工业 排放总量的 14%和 17%,是节能减排的重点行业。当前,钢 铁行业发展面临严峻挑战和新的发展机遇,传统的粗放型发 展模式已难以为继,迫切要求行业企业以节能减排为抓手, 积极转变发展方式,利用高新技术改造、提升行业技术管理 水平,走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染 少的新型工业化道路。

      高炉炉顶余压发电(简称TRT)是一项将高炉炉顶煤气 的压力能和热能通过透平发电装置转变成电能的技术,是炼 铁工序重要的节能措施之一。干式TRT发电技术能够充分利 用高炉煤气压力能和热能,大幅提高发电效率,同时减少污 水处理能耗,从而实现钢铁企业的节能降耗。本方案计划分 两批实施(第一批:2010~2011 年;第二批:2012~2014 年),在重点大中型钢铁企业 1000m³以上高炉建设干式TRT 发电项目,预期最终形成 50 万吨标准煤的节能能力,为钢 铁企业在日益激烈的市场竞争中进一步降低成本、实现节能 降耗发挥积极作用。

    一、技术发展及应用现状

      (一)干式 TRT 发电技术概况

      钢铁生产过程中,为降低焦比、提高生铁产量,高炉炼 铁通常采用高压操作(炉顶压力 0.2~0.25MPa)。高炉炉顶 余压透平发电(简称 TRT)是将高炉炉顶煤气的压力能和热 能通过透平发电装置转变成电能的技术,是炼铁工序重要的 节能措施之一。

      近年来,大型及特大型高炉干式除尘煤气净化技术日趋 成熟,高炉TRT已由传统的湿式改为干式,如首钢曹妃甸、 宝钢、鞍钢的 4000 ~5000m3 级高炉以及近年国内建设的1000~2500m3级高炉均普遍采用干式TRT。目前,高炉干式 TRT技术已实现了自主集成创新和设备国产化,如鞍钢鲅鱼 圈 4000m3级高炉所配 25MW机组、宝钢 5000m3高炉所配32MW机组均已实现国产化。 根据高炉炉顶压力的不同,每吨铁可发电 20~40kWh。与湿式 TRT 相比,干式 TRT 发电量可提高 30%,节能效果 更加突出,成为未来发展趋势。

      干式 TRT 发展趋势:一是透平机组进气方向已从径流发 展到轴流;二是透平叶片型式从冲击式(冲动式)发展到反 动式;三是由 TRT 代替调压阀组控制高炉炉顶压力。

      (二)应用现状

      自 80 年代末期完成了工业试验后,梅钢TRT(3000kW 机组)、武钢、酒钢TRT(4500kW机组)相继建成投产。90 年代以后,实现了 1000m3高炉TRT设备的国内成套供应。近 年来,国内钢铁企业TRT发电量大幅提高,2008  年与 2005 年相比,我国高炉炼铁工序能耗降低 29.07kgce/t,燃料比下 降 4kg/t(其中焦比下降 16kg/t,喷煤比提高 12kg/t),风温提 高 49℃。目前,全国运行的TRT设备有 530 多套,有力地促 进了炼铁工序余能回收利用。

      近年来,高炉煤气干法除尘和干式TRT发电技术获得快 速发展,2000m3以上高炉配置干式TRT已成为发展的主流, 减少了污染,降低了污水处理能耗,提高了TRT发电能力。2008 年底,我国重点大中型钢铁企业 158 座 1000m3以上 高炉中,60 座高炉配有湿式TRT,91 座高炉配有干式TRT, 尚有 7 座高炉未配备TRT。重点大中型企业湿式TRT配置率 接近 38%,干式TRT配置率约 58%。

      (三)存在问题

      一是干式TRT发电的节能潜力尚未充分挖掘。目前,我 国重点大中型钢铁企业 1000m3以上高炉如全部改造或配建 干式TRT,可使重点大中型钢铁企业吨钢综合能耗降低 1.35 千克标准煤。伴随着高炉大型化,企业需要充分重视干式TRT 发电项目的节能效果,实现企业的余压、余热利用效益最大化。

      二是干式 TRT 发电技术推广需要循序渐进。高炉干法除 尘是干式 TRT 发电技术的前提条件,而国内大型高炉干法除 尘技术近几年内才逐渐走向成熟,30MW 以上发电机组以及 大型、特大型透平机组叶片等近年才实现国产化。因此,国 内在大型、特大型高炉上推广采用干式 TRT 需要一个循序渐 进的过程。

    二、指导思想、原则和目标

      (一)指导思想

      坚持以科学发展观为指导,积极落实钢铁产业发展政策 和钢铁产业调整和振兴规划,以提高能源利用效率为核心, 引导企业技术改造投资方向,积极推广干式 TRT 发电技术, 提高钢铁企业能源利用效率,为实现钢铁行业节能减排目标 奠定基础。

      (二)基本原则

      1.坚持企业主体原则。企业是节能降耗的责任主体、 实施主体和受益主体,要通过加强政策导向和信息引导,发 挥市场配置资源的基础性作用,调动企业自主实施节能技术 示范和技术改造的积极性,推动干式 TRT 发电项目建设。

      2.坚持大中型高炉优先原则。1000m3以上高炉炉顶煤 气的压力和显热更集中,适合建设余压透平发电装置,能源 回收和利用效率更高,应优先支持。


      3.坚持整体推进与分年度实施相结合。方案的实施坚持统筹安排、整体推进,并结合资金安排、市场环境及企业 生产经营情况,分年度、分步骤组织实施,确保干式 TRT 发 电项目稳妥有序推进。

      4.坚持技术推广与产业调整和振兴相结合。方案的实 施将与落实钢铁产业调整和振兴规划相结合,把重点节能技 术示范推广作为推动企业技术进步的重要手段,加快企业干 式 TRT 发电项目建设并尽快形成稳定的节能能力。

      (三)建设目标

      至 2011 年底,重点大中型钢铁企业 1000m3以上高炉干 式TRT配置率提高到 70%,预期形成 20.3 万吨标准煤的节能 能力。

      至 2014 年底,重点大中型钢铁企业 1000m3以上高炉干 式TRT配置率提高到 100%,预期最终形成 50 万吨标准煤的 节能能力,从而促进节能减排工作的深入开展。

    三、主要内容

      (一)范围和条件

      钢铁企业生产的主体设备符合国家《钢铁产业发展政 策》和《产业结构调整指导目录》中鼓励类的要求,即 1000m3 以上高炉。

      (二)建设内容

      高炉干式 TRT 余压发电系统包括:高炉煤气干法除尘装置、透平膨胀机、无刷励磁发电机、煤气管道与大型阀门系统、给排水系统、氮气密封系统、润滑油系统、液压伺服控 制系统、高低压发配电系统、仪表自控系统等。改造项目还 包括部分高炉供风系统和炉顶改造等。

      (三)实施进度

      鉴于高炉 TRT“湿”改“干”后,原有透平机、电机功率需 增大,考虑到机组基础改造以及高炉服务年限等因素,项目 分两批实施。第一批:2010~2011 年;第二批:2012~2014 年。

      (四)项目投资估算

      2010 年至 2011 年,重点大中型钢铁企业的 17 座 1000m3以上高炉配建干式TRT,预计投资 10.5 亿元。2012 年至 2014 年,重点大中型钢铁企业的 46 座 1000m3以上高炉配建干式TRT,预计投资 28.2 亿元。 本实施方案预计总投资 38.7 亿元。

    四、组织实施

      (一)组织单位

      工业和信息化部、各省、自治区、直辖市及计划单列市、 新疆生产建设兵团工业和信息化主管部门。

      (二)实施主体

      符合条件的钢铁企业。

      (三)参与单位

      中国钢铁工业协会、有关设计单位及节能技术服务机构等。

    五、配套措施

      (一)加大对干式 TRT 发电项目的政策支持力度

      积极落实国家已出台的促进企业节能减排的各项财政、 税收优惠政策,围绕钢铁产业调整和振兴规划,发挥产业政 策引导作用,加大对企业建设干式 TRT  发电项目的支持力 度。完善利用余能发电的激励政策,协调电网管理部门,为 企业干式 TRT 发电机组并网创造良好条件,鼓励企业使用国 产化设备。

      (二)完善多元化的企业节能技术改造投融资机制

      发挥各级财政资金的引导和示范作用,以企业投入为主 体,吸引和带动社会各方面投资,形成多元化的投融资机制, 推动企业开展节能技术改造。鼓励企业开展合同能源管理项 目等方式,通过市场渠道筹集节能减排资金。

      (三)加强对干式 TRT 发电项目建设的监督管理

      各地方要加强对项目建设的跟踪和管理,定期组织项目 实施情况监督检查,及时组织项目竣工验收,对项目节能效 果和实施水平等进行后续评估,确保项目进度、工程质量和 资金使用符合国家有关要求并实现预期节能效果。

      (四)完善干式 TRT 发电技术评价标准和应用规范

      建立和完善干式 TRT 发电技术、经济指标体系,加快研究制订并严格执行科学的评价标准和应用规范,以指导和规范项目投资建设与稳定运行,促进干式 TRT 发电技术的推广 实施。