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武汉科技大学本科毕业设计外文翻译1CurrentsituationofenergyconsumptionandmeasurestakenforenergysavingintheironandsteelindustryinChinaZ.C.Guo,Z.X.Fu中国钢铁行业的能源消费现状及节能措施Z.C.Guo,Z.X.Fu武汉科技大学本科毕业设计外文翻译2译文正文：中国钢铁行业的能源消费现状及节能措施生态与循环冶金实验室，北京科技大学，北京100083，中华人民共和国国家多相复杂系统重点实验室，过程工程研究所，中国科学院，中华人民共和国摘要在本文中描述了一个关于中国钢铁行业能源消费现状和发展的关键问题的调查。明显的中国2006的粗钢产量扩大到41878.0万公吨，约占世界粗钢产量的43%。在中国钢铁工业仍是主要的高能耗、高污染产业，约占全国能耗的15.2%，占全国废水、废气总排放量的14%、固体废气物排放量的6%。由于能源利用效率低，平均每单位钢材的生产的能源消耗要比发达国家高20%。然而，在过去几年中国钢铁产业的能源利用率有明显的改善，将来通过能源终端优化利用可以实现有效的节能。最后，在中国的第11个五年计划的经济政策方面也为钢铁产业提出了一些措施。关键词：钢铁行业能源消耗节能1导言在中国经济发展过程中，钢铁行业长久的发挥着重要作用。在过去的几十年，中国的钢铁行业增长迅速，超过日本，在1996年成为世界上最大的钢铁生产国。2006年，中国生产粗钢达41878.00万公吨，继续保持世界第一的排名。生产粗钢约33517万公吨的主要生产商占国内粗钢生产总量的80%，生产粗钢约8361万公吨的当地生产者占国内粗钢生产总量的20%。在本文中，这些主要的生产商是我们研究的主要课题。虽然取得了这些成绩，在主要钢铁生产国中，中国的能源利用率仍然是最低的，尽管随着科学与技术的进步，其钢铁产业总体技术水平有了很大的提高。一个典型的例子是连铸技术的迅速采用。连铸产量的份额已经从1992年约占30%所有钢铁生产增加到2004年的95.8％。同时，许多大公司用大规模、现代化的高炉和连铸连轧设备取代了老化的高炉、平炉炉和钢锭脚轮。炼铁可采取通过高炉过程或直接还原铁和由铁到钢的转变过程可以在吹氧转炉中进行或在电弧炉中进行。随着钢铁行业整体技术水平的提高，在过去的10年里，钢铁的产量得到了极大的提高。中国粗钢表观产量从1995年的9500万公吨增长到了2006年的41878.0万公吨，大约是1995年的4.5倍以上，2000的3倍以上。因此，中国钢铁生产在世界钢铁生产中的份额从1995年的13%跃升至2006年的34％。这一增长预计将在未来由于国内需求的持续增长而持续数年。众所周知，钢铁工业是世界工业中能源消耗最大的。自1996年成为世界最大的钢武汉科技大学本科毕业设计外文翻译3铁生产商以来，随着国内需求的大幅增长，中国钢铁业成长迅速。这一增长与其能源消耗的增长趋势是一致的。钢铁生产消耗大量的能源，特别是在发展中国家和过时的、低效的技术仍然比较普遍使用的经济转型国家。最近几年发展中国家钢产量平均每年以6.6%的增速增长，并且由于在这些国家当前钢材的人均消费水平低，预计将继续以相似的水平增长。在工业化国家，钢铁平均人均消费量超过425千克，而即使是重点钢铁生产的发展中国家，平均人均钢材消费量具有极低的80公斤（1995年）的平均消费水平。大部分的中国钢铁工业都是通过国有企业——一个专门为整个社会生产钢铁的体系发展而来的。因此，收集的中国钢铁生产能源消耗的数据也包含了其他直接和间接的与钢铁生产相关的各职能部门企业消耗的能源。此外，中国部分钢铁是小型钢厂生产的，它们不向政府统计部门报告能源消耗数据。只有区分好这些数据，中国的能源消耗值才能得到公正的评估，特别是当我们将中国钢铁工业的能源消耗和能源强度与其他国家或特定的'最佳实践'的范例比较的时候。我们注意到，即使有了这些调整，由于统计报告的问题，数据还是有可能不准确。本文的目的是提出一个有关中国钢铁产业发展的一些关键问题的调查，并介绍了其能源消耗状况。就主要国家的钢铁消费差异和中国在国际钢铁舞台上的角色进行了分析，中国钢铁产业的前景和为中国钢铁行业制定的措施也在本文中呈现了出来。对于世界来说，更好地了解以及让中国更好地了解中国已经开发或其它国家正在开发的更多的能源和原材料有效利用的途径是非常重要的。笔者希望本文有助于该行业在这些方面提高认识。2中国钢铁产业的能源消费结构众所周知，中国的电力生产主要依赖煤炭，煤炭也是中国的钢铁工业中最重要的燃料。2004年，中国钢铁工业的能源消费结构中煤炭占69.90％，电力占26.40％，燃油占3.2％，天然气占0.5％。煤炭不仅是最广泛使用的燃料，在钢铁工业中它也和原料一样重要，其余最必要的就是电力。这种燃料结构，提高了单位产量的能耗，并且不可能在短期内有很大变化。3钢铁行业能源消费情况在中国关键的钢铁生产商在钢的制造和能源的消耗方面发挥着重要作用。2003年，中国10大钢铁企业生产了占中国钢铁产量三分之一以上的钢铁，其中最大的四个钢铁企业生产超过了20%。这意味着，许多先进的技术，早在中国钢铁行业存在，但目前行业的集中度限制了这些技术的应用，一般来说降低了能源利用效率。因此，钢铁工业仍然是最高的能源消费者和污染生产者，约占全国能耗的15.2%，占全国废水、废气总排武汉科技大学本科毕业设计外文翻译4放量的14%、固体废气物排放量的6%。图3显示了从1995年到2006年重点企业的能源消费变化。在过去的十年里，钢铁工业的能源消费量随着钢铁产量的增长而迅速上升。2004年，中国总的钢产量为27470万吨，与2000年相比增长了107.7％，与1995年相比增长了184.2％。中国的重点钢铁企业的能源消费总量从2000年的96300万吨飙升到2006年的197790万吨，是2000年的两倍多。然而，2006年能源消费上升趋势减弱，比前一年降低6.6%。随着许多新的技术和设备的应用，在过去的几十年里，每吨钢铁的能源消费指标明显的下降了。2005年，中国的大、中型生产商的整体能源消费量为每吨钢741千克标准煤，比2003年每吨钢930千克标准煤低20.3%。2006年，每吨钢综合能耗继续下降至645千克标准煤，可与之媲美的能耗也呈现出下降趋势。从2000年到2006年每吨钢用淡水量的变化如图4所示。2006年，每吨钢用淡水量为6.26立方米，比2005年低14.9%。2000年与2005年其它关于节能、节水环保的比较数据列于表1。可以看出，中国的钢铁工业的能源利用效率在过去几年中明显改善。4几个钢铁生产主要过程中的能源消费情况图5显示了从1995年到2005年钢铁生产几个主要过程中能源消费的变化。自1995年以来，高炉、电炉和轧钢工序的能耗明显下降，焦化、烧结和转炉的相应数值也略有下降。与2001年以前的几年相比，目前高炉生产的能源消费呈现增长趋势，这是由于自2001年起炼铁的原材料——如焦炭、煤炭成本的增加引起的。在几个主要工序中，炼铁工序的能耗显著高于其它工序。以2004年为例，如图6所示，炼铁工序的总能耗约占所有工序总能耗的70%，其中高炉39%、焦化11.9%、球化3.51%和烧结5.55%。其它工序只占一小部分能耗，约为30%，其中提供动力占12.5%、轧钢占7.77%、电炉17.5%和转炉2.22%。这意味着，炼铁系统是任何钢铁工业节能工作的重要组成部分。5中国钢铁工业能源消耗与国际水平的比较中国每吨钢材的能源消费比大多数先进国家高。导致这种情况的一个原因是，中国的能源利用效率低。每单位钢材的能源消耗量比其它先进国家要高约20%。例如，与日本相比，中国大中型企业的能源消耗量为每吨钢705千克标准煤，比日本的656千克标准煤要高7.5%。然而，中国小型生产单位能源消费水平高达每吨钢1045千克标准煤。中国钢铁业的整体能源效率仍然较低。重要原因之一是这些小型企业的存在。表2显示，先进企业和小厂在能源消耗上存在着巨大的差异。只有少数大型钢铁企业已经达到或甚至超过国际水平。因为这些先进设备的输出不能取得市场优势地位，中国钢铁工业平的平均能源消费水平仍是尴尬的。武汉科技大学本科毕业设计外文翻译5第二个原因在中国存在小规模和分散的行业。2005年，有18个工厂粗钢生产能力超过5公吨，占全国粗钢总产量的46.36%。2004年，日本最大的四个粗钢工厂生产占全国粗钢总产量的73.22%，其中的三个占61.09%。除了少数大型钢铁厂以外，中国的钢铁工业在技术、设备、节能、环保等方面都比较落后。第三个原因是，低回收及低效率循环使用二次能源资源导致更高的能量消耗。6给中国钢铁工业的措施和政策建议6.1扩大干法熄焦技术传统上，热焦炭的热量，从焦化室出来在950-1050℃的温度，几乎等于在炼焦过程消耗热量的30%—40%。采用干法熄焦技术可以使约80％焦炭显热得到回收。此外，在干热淬火下一吨焦炭可产生约0.45—0.60吨3.9MPa压力的蒸汽。干法熄焦过程属于节能、环保、无公害技术。利用干法熄焦，据估计，焦炭转鼓强度（M40）增加了3％—8％，而经过二氧化碳反应焦炭强度增加为3%—4%。此外，弱结合煤炭输入量可提高10%，每吨焦炭可节约约0.38吨水。截至2005年底，干法熄焦技术在中国钢铁行中使用的比例不到30%。截至2007年底，由于过去的两年里自主创新的驱使，这项技术得到推广发挥，其使用比例上升到45％。现在，34套干熄焦装置正在建设，输出焦炭约10158万吨，占全国总产量的三分之一。6.2扩大煤气余压回收涡轮（TRT）技术高炉炉顶的压力能可以使用涡轮发电机组来发电。从理论上说，当高炉炉顶煤气压力是80千帕的时候，由余压回收装置产生的能量与消耗的能源是相当的。当煤气压力达到100千帕时，就可能获得经济收益，特别是如果煤气压力大于120千帕，甚至可以实现更高的经济收益。在钢铁生产高炉路线，增加在高炉炉顶压力是有利的，因为它带来了能源资源的回收。如果在煤气净化阶段去除干燥的尘土，产生的电量将增加30％，如果煤气温度提高10℃，涡轮能力将提高约3%。如果采用煤气余压回收设备，估计有30％的能源可从高炉消耗的空气中回收，炼钢过程中的每吨钢的能源消耗能减少11千克标准煤。截至2007年底，在中国装有煤气余压回收技术的容量大于2000立方米的同炉有49座。未来，在中国的大型高炉中使用煤气余压回收技术将是广泛和有力的。6.3扩大高炉喷煤技术的使用高炉喷煤的使用采用高炉路线炼钢中的一个重要的创新优化。另外，它是促使钢铁武汉科技大学本科毕业设计外文翻译6业在许多方面取得进展的一个强大的诱因，如优化能源结构，节约能源，降低物质消耗，降低成本等等。以煤代焦可以缓解由于节能措施造成的炼焦煤短缺憾的问题。此外，它可减少炼焦过程对环境的污染，同时也产生大量的煤和焦炭的价格之间的差额引起的经济回报。2007年，中国大中型钢铁企业高炉路线生产每吨铁需要喷煤137千克，在2000年为每吨铁118千克。在中国的一些大型高炉每吨铁的喷煤量已经超过了200千克。宝钢的4350立方米能力高炉就是一个例子。据估计，2010年中国每吨高炉铁的喷煤量将实现160公斤。6.4取缔低水平设备，引进和发展新技术在过去数年，中国政府在取缔低水平设备方面作出了巨大的努力。中国的小型钢铁企业的能耗高出大中型钢铁企业的1.5倍。中国实行的第11个五年计划的节约减排政策使钢铁工业进行了重组，其设备能力得以增强，现代化步伐加快了，所有这些都产生了巨大影响。2007年，中国容量超过2000立方米的高炉为63座，比2005年多17座，生产能力增加了35％。2007年容不得量为100吨的转炉98座，2005年多8座，生产能力增加了8％。2007年，每吨钢的整体能源消耗、淡水消耗、二氧化硫排放总量、烟尘