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中國冶金報:尖端發電技術讓鋼鐵更高效、更綠色
來源:湖南院 作者:吳勇 羅熔軍 日期:2019-06-20 訪問次數: 字號:[ ]
  5月16日上午,由中國能源建設集團湖南省電力設計院有限公司(以下簡稱中國能建湖南院)總承包的、代表鋼鐵行業目前直燃尾氣發電項目最高效率的防城港鋼鐵基地(一期)動力系統發電系統(3×135兆瓦煤氣發電機組)安裝工程正式開工。
  這是廣西柳鋼集團防城港鋼鐵基地實現資源循環利用,建成綠色、環保、現代化鋼廠的有力支撐,也充分反映出中國能建湖南院在尖端發電技術與鋼鐵行業融合方面的領先優勢。
  在這背后,一方面是鋼鐵行業今年初以來受原料成本快速上升影響,利潤大幅下降,內生降本增效動力大大增強;另一方面是鋼鐵行業在超低排放改造等方面面臨的外部環保壓力進一步增大。內外雙重“夾擊”下,鋼鐵企業資源、能源的二次利用需要更高效、更綠色的模式。針對有關問題,《中國冶金報》記者日前采訪了中國能建湖南院、柳鋼和華菱湘鋼等企業相關負責人。


“敢為先”


  5月15日下午,華菱湘鋼動力廠廠長陽建輝在該廠4樓會議室接受《中國冶金報》記者采訪時表示,鋼鐵企業大多是2012年前后開始在能源的二次回收利用方面加大投入,以應對當時鋼鐵主業效益滑坡的困境。
  “2009年底,我剛到動力廠工作時,我們的自發電占比約為20%,后來也根據煤氣的富余情況建設了一些小型的發電機組,將自發電占比提高到了40%左右。”陽建輝說。
  陽建輝告訴《中國冶金報》記者,盡管如此,當時仍有大量煤氣無法得到充分利用,只能被直接對空燃燒排放。在這種情況下,他們提出了建設超高壓發電機組的設想。正是在這個時候,中國能建湖南院充分發揮了“敢為先”的精神,首次將視野投向了鋼鐵行業,與華菱湘鋼結緣。
  作為發電領域的“老兵”,創建于1958年的中國能建湖南院在電力勘測、設計和總承包等方面底蘊深厚,業務遍布海內外。不過,該院黨委書記、董事長李屹立坦言,當時受湖南電網投資建設規模急劇收縮、傳統火力發電業務不斷萎縮影響,企業的可持續發展難以獲得支撐。
  “鋼鐵企業動力業務既屬于我們傳統主業范疇,又是發電業務在鋼鐵行業新領域的拓展和延伸,與公司發展理念和戰略高度契合。”李屹立告訴《中國冶金報》記者,“我們有實力將發電領域最新的設計和總包管理理念融入鋼鐵行業,促進其能源高效利用。”
  接觸華菱湘鋼后,中國能建湖南院根據其總體供氣量、全廠用電量等相關指標重新進行了方案設計,將2臺60兆瓦的中溫中壓發電機組優化為1臺高溫高壓的135兆瓦發電機組,利用高參數機組,在提高發電效率的同時,降低工程造價,并最終中標。
  陽建輝也坦言,在這之前,華菱湘鋼在煤氣綜合利用方面,缺乏系統的思考和規劃。不過,在中國能建湖南院EPC總承包的135兆瓦機組投入運行后,一切迎刃而解。首先是建設周期短,2012年9月開工至2013年7月10日并網發電,10個月左右的時間就圓滿完成了整個工程建設;其次是運行良好,投產運行后很快就實現滿負荷甚至超負荷運行,年利用小時數達到8000小時以上,運行故障率也非常低,近兩年基本實現“零事故”;最后是投資效益好,第一期項目投產后,每天節省外購電費在200萬元左右,當年就可收回全部投資成本,使企業度過了最為困難的時期。
  嘗到甜頭的華菱湘鋼很快就提出了建設第二臺135兆瓦發電機組的計劃,任務也順其自然地交給了中國能建湖南院。二期項目于2014年1月開工,2014年12月26日并網發電。至此,陽建輝告訴《中國冶金報》記者,華菱湘鋼共有自發電機組14臺(套),總裝機容量為486.5兆瓦,其中單臺裝機容量最小的為4.5兆瓦。
  “盡管135兆瓦機組在數量上只有2臺,但裝機容量占比接近56%,實際發電量占比則更高,是我們的主力設備。”陽建輝說。他表示,自投產以來,這2臺135兆瓦機組在140兆瓦左右的超負荷狀態下保持了長周期的穩定運行,各項技術及性能指標均達到或超過了設計要求,煤氣基本上做到了零放散,創造了良好的經濟效益和環保效益。
  “自2臺135兆瓦機組投產以后,我們的自發電占比長期穩定在75%~85%之間,2018年的自發電總量為32.5億千瓦時,創造了我們自發電水平的新高。”他說。與此同時,《中國冶金報》記者查閱數據發現,華菱湘鋼也由2015年的虧損超過10億元,到2018年實現凈利潤超過45億元。


“大世界”


  推開一扇門,就會發現一個新的世界。
  對中國能建湖南院而言,華菱湘鋼項目就是這扇門,隨后而來的便是鋼鐵“大世界”。根據國家統計局《中國統計年鑒2018》公布的數據,2016年,我國黑色金屬冶煉和壓延加工業的能源消費總量為6.2億噸標準煤,電力消費量為5281億千瓦時。
  中國能建湖南院電源分公司總經理曾華林認為,粗略估算,我國鋼鐵行業每年高爐煤氣的產量約為6000億立方米,焦爐煤氣的產量約為1550億立方米,對它們的有效利用是鋼鐵企業節能降耗的關鍵。
  鋼鐵行業環保專家認為,鋼鐵企業在高爐尾氣、焦爐煤氣等能源的二次利用方面,多采用梯級利用的方式,熱能較高的多用于自發電,熱能較低的多用于其他生產環節的內部循環;鋼鐵企業自發電是典型的清潔能源,其中的關鍵是將熱能轉化為電能的效率問題。“目前鋼鐵企業的自發電水平高低不一,低的占比只有30%,高的超過70%。相對而言,大中型、氣量豐富的企業,更適合建設更高參數的發電機組。”該專家對《中國冶金報》記者表示。
  “憑借過硬的設計和技術能力,經過激烈的競爭,我們在去年10月份成功中標防城港鋼鐵基地(一期)動力系統發電系統項目,并于11月份正式啟動。”中國能建湖南院副總經理黃宇翔告訴《中國冶金報》記者,“這也是國內第一臺采用亞臨界超高溫135兆瓦機組的高爐尾氣發電項目。”
  5月22日,柳鋼集團動力廠廠長董君祥在接受《中國冶金報》記者采訪時也表示,防城港鋼鐵基地煤氣發電工程采用國內最先進的亞臨界超高溫汽輪發電工藝,預計在效率、節能、環保和經濟效益等方面均會表現優異,是柳鋼集團發展循環經濟、打造綠色鋼企的重要組成部分。“該項目建成后,能夠有效利用富余煤氣發電,實現煤氣零放散,預計年利用小時數可達8000小時以上,年發電量達32億千瓦時,占全廠總用電量的85.5%。”他說。
  黃宇翔認為,隨著國家節能減排要求和企業降耗增效要求的提高,更高參數的煤氣發電機組在鋼鐵行業的應用將是大勢所趨,燃氣-蒸汽聯合循環機組也應在有條件的情況下得到推廣。國內煤氣發電機組已發展到超高溫亞臨界參數,發電效率可達41%左右;超臨界、超超臨界燃煤發電機組最高機組熱效率已達47.8%;燃氣-蒸汽聯合循環機組效率達到50%以上。
  “鋼鐵企業傳統的中溫、中壓發電效率有待提升。近些年,淘汰中、低參數機組,建設高溫超高壓以至于亞臨界參數機組的鋼鐵企業,均獲得了較好的效益。”黃宇翔說。以華菱湘鋼的135兆瓦機組為例,陽建輝告訴《中國冶金報》記者,其發電耗標煤為325克/千瓦時左右,而此前機組的發電耗標煤為610克/千瓦時左右,這意味著發電效率提高近1倍。
  “目前,國內鋼鐵行業在建和已投運的裝機容量135兆瓦等級的尾氣發電機組有10余臺,其中的6臺和我們有關(設計或總承包),這反映出我們在這方面的領先地位。”李屹立強調。
  陽建輝和董君祥均建議,希望政府部門從技術、政策上大力支持鋼鐵企業發展資源的二次利用,對自發電比例較高的鋼鐵企業進行稅收或電價優惠。董君祥還強調,在發電設備的選擇方面,鋼鐵企業應該從可靠、安全、高效、環保4個方面綜合考慮。

  《中國冶金報》第2019/06/11期   01版-一版

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