钢铁企业节能降耗绿色制造的探讨

【摘要】以湘钢为例，阐述了钢铁企业节能降耗，走低碳绿色发展的重要性、采取的技术与管理创新措施及取得的成效。

【关键词】钢铁企业；节能降耗；管理；创新

1前言

湖南华菱湘潭钢铁有限公司（以下简称湘钢）始建于1958年，经过50多年的建设和发展，现已形成年产1000万t钢的综合生产能力，拥有炼焦、烧结、炼铁、炼钢、轧材等全流程的工艺装备。多年来，湘钢积极推进治污减排、清洁生产和环境治理，在“十二五”期间城市钢铁企业转型发展中积累了宝贵经验，先后被工业和信息化部授予“两化融”促进节能减排示范企业，获批工业与信息化部“两型企业”创建试点单位，荣获“全国绿化先进集体”、“全国减排先进单位”，被授予“湖南省两型示范基地”等多项荣誉。湘钢成功地探索出了一条钢铁企业与城市和谐共融的转型发展之路。

2钢铁企业节能降耗绿色制造的必要性

2.1是节能增效、控制成本的需要

近年来，湘钢坚持不懈地开展挖潜增效、层级对标，为企业带来了巨大效益，但随着对标挖潜技术和经验的不断推广应用，钢铁企业降耗降成本空间正在逐渐压缩和收窄。拓展企业的生存发展空间，必须进一步转变观念、创新思路，实现由过去关注局部成本和表观成本，过渡到全流程、系统化的成本控制。湘钢能源资源管理的发展方式迫切要求由原有的规模速度型转变为质量效率型。因此，高效回收利用能源资源，是钢铁行业节能减排的有效途径，也是企业控制成本、谋求生存发展的必然选择。

2.2是实现持续发展的需要

在过去十多年的快速发展中，虽然装备改进、产能提升，但节能环保方面存在一些历史的遗留问题。一是管理上存在薄弱环节，能源资源工作粗放，跑冒滴漏现象比较多。二是工艺流程不顺、新老装备并存，能源消耗和废弃物排放得不到有效控制。三是技术创新环境、机制有待改善，自主创新能力有待培养和挖掘。这些逐渐凸显的问题如果得不到及时解决，将严重制约企业的可持续发展。与此同时，钢铁企业面临的环保压力日趋加剧，特别是新环保法施行，地方大气污染防治行动计划及实施细则、考核办法陆续出台，都将影响钢铁行业的生产组织形式。湘钢的能源资源经营模式迫切要求由原有的粗放式转变为精细化管理。因此，实现钢铁绿色制造是湘钢履行社会责任的战略选择，也是实现可持续发展的重要举措。

2.3是建设资源节约、环境友好型钢铁企业的需要

湘钢地处长株潭城市群“两型”社会试验区，湘江流域水源保护一、二类区域，作为城市型钢铁企业面临的节能减排压力与日俱增，企业不能再以牺牲环境和能耗为代价来带动经济效益，企业不消灭污染，污染将“消灭企业”。湘钢清醒地认识到，从源头上加强管理，减少污染排放，必须走科技含量高、资源消耗低、环境染污少的绿色、低碳的钢铁制造发展道路，积极探索钢铁绿色制造模式。因此，深度回收利用二次能源，推进钢铁绿色制造，是建设资源节约、环境友好型钢铁企业的迫切需要，也是有效化解经济规模与环境保护之间矛盾的有效手段。

3钢铁企业节能降耗绿色制造的内涵和主要做法

所谓节能降耗绿色制造是指综合考虑资源、能源消耗和环境影响，充分利用钢铁长流程生产中排出的各种余能（余热、余压、余气），收集转换成为清洁能源，从而实现节能增效、减少污染排放的一种钢铁绿色制造模式。湘钢按照落实科学发展观，走绿色、低碳钢铁工业化道路，以铁素流、能量流的冶金生态学和流程优化理论为指导，以节能、提效、减排为目标，通过综合各种生产要素，强化内部运营管理，运用项目制的管理方式，将“精准生产，精细管理”的思想运用到能源管理之中，建立和实施全流程能源资源管理体系，为企业推进钢铁绿色制造提供了技术和管理的支撑。湘钢的主要做法如下：

3.1建立节能降耗领导小组，强化节能降耗组织管理

成立由副总经理任组长，能源环保部、生产部、规划部、设备部等单位一把手为副组长，其他单位负责人为组员的节能降耗推进领导小组，全面优化四级能源资源管理体系，使其更科学化、系统化、规范化、制度化，从整体上提高组织的管理水平，及时发现组织中存在的各种问题（人浮于事、层次过多等），使各个岗位之间的运转更加便捷、流畅，提升效能效率。能源资源管理体系的建立，明确了企业能源资源管理思路，实现能源介质定额消耗，规范了管理流程，强化了运行监督与动态调控，建立起一套快速响应机制，见图1。

3.2抓好宣传发动工作，树立全员节能环保意识

在打造“资源节约型、环境友好型”企业过程中，以深入推进学习型组织创建活动为契机，注入“全员学习型、绿色生态型、持续发展型”钢铁新内涵。湘钢通过全面发动员工想办法，挖掘“金点子”，创造“金效益”。以开展群众管理创新成果、合理化建议、技术创新等形式带动全员参与，实现能源资源的合理供给与高效利用。2014年，湘钢员工提出“金点子”合计达3120条，其中，有245条建议经实施后为公司年创效达6800多万元。与此同时，勤抓日常宣传，集中利用报纸、内部电视、刊物和各种信息媒体，报道节能降耗工作中的优秀单位、个人和事迹，宣传先进经验和典型事例，逐步起到以周带月、以月带年的效果，使全体员工意识到节约资源能源和保护环境的重要性，认识到降低能耗就是降低制造成本，提高市场竞争力，变“要我节能”为“我要节能”，形成广大员工的的共同价值观念。

3.3以项目为抓手，强力推进节能降耗攻关

湘钢通过引用华为项目制模式，以项目为单位，组建跨部门团队推进节能降耗。项目经理是团队领导者，从项目的投资决策到项目完成全过程进行计划、组织、指挥、协调、控制和评价，以实现项目目标受控，形成对事负责而非对人负责的工作机制。专项攻关团队由能源环保部、生产部、设备部、动力厂多家单位组成，联合成立铁焦烧、轧钢系统、热力系统等六个专业组，指定专人任组长。各小组每周定期讨论，汇总本周难点、焦点问题，交由公司节能降耗推进领导小组整体解决，逐步建立起从现场实际、战略规划、项目实施、考核评价、发掘潜力、创新技术等多方面结合，环环相扣，螺旋式上升的工作持续改进机制，确保节能挖潜、环境指标改善、劳动效率和企业效益同步提升。

3.4坚持自主攻关、创新和引进消化吸收相结合，持续开展节能降耗技术创新

3.4.1组织产学研团队，提高自主解决问题的能力

发挥企业内部人才资源优势，建立技术攻关团队，将燃气、热能、机械、电气、环保等专业方面的首席、技师联合组成“节能降耗技术专家组”，从纵深、横向开展节能环保经验、技术的研讨，有针对性对现场实际问题进行逐个突破，举一反三，推广经验。以企业为主体，与中南大学、长沙理工大学、中冶南方、中冶长天等大专院校、设计院所等建立产学研同盟，联合进行节能、发电、低碳经济方面的技术研发与课题攻关，形成开放的技术创新格局。

3.4.2持续开展技术创新，实现系统与装备升级与优化

近3年，湘钢通过增加节能减排固定资产投资20多亿元，优化钢铁制造全流程工艺、技术和管理，淘汰落后产能与高耗能装备,完善资源能源信息管理系统，为发展绿色低碳经济奠定工艺与装备基础。先后对老旧发电设备及工艺进行升级改造，推广应用高炉、转炉煤气回收技术和高炉煤气透平发电（简称TRT发电）、135MW超高压高温发电、干熄焦发电技术、烧结大烟道余热利用技术、废水深度处理回收工艺、烟气净化技术等，有效提高了钢铁企业能源利用效率，形成能源资源循环产业链。湘钢高炉、焦炉，转炉煤气全部回收利用，实现“零”放散，余热余能发电装机容量达48万kW，年发电量达到32亿kW•h，自发电占比达到82%。主要表现为：（1）提升冶金煤气利用效率。从2012年开始，湘钢自主引进135MW超高压高温煤气发电机技术，停运高能耗、低效率发电机组，煤气利用效率由20%提高到35%，供电煤标耗达到330g/kW•h，有效解决煤气“粮食短缺”的问题，又实现能源的高效转换和发电最大化，极大降低了外购电费成本，为节能减排和降本增效发挥了积极的作用。目前，在国内湘钢2台135MW超高压发电机组为运行最稳定、发电效率最高的全燃煤气机组。（2）系统深挖余热资源潜力。对烧结机、干熄焦设备进行升级改造，优化生产工艺与操作，各项能耗技术指标得到提升。到2014年底，烧结余热发电量由12kW•h/t矿提高到21kW•h/t矿，每年增加发电量达3600万kW•h，达到国内前列水平。2014年湘钢吨焦蒸汽回收量达到0.56t/t焦，干熄焦率达到98%，指标分别比2011年提高0.06t/t焦和5%，吨焦发电量实现101kW•h/t焦。（3）高炉煤气采用全干法除尘，有效提升TRT发电量。通过引进高炉煤气全干法除尘，从源头杜绝水体污染，实现废水零排放。同时，充分回收利用煤气显热能量，TRT日均发电量由2011年的68万kW•h提升到现在的107万kW•h，增幅57%，吨铁TRT发电量由45kW•h/t铁提高到52kW•h/t铁，优于国内平均水平。（4）不断提高转炉煤气回收量与利用水平。从转炉煤气回收安全、工艺、设备、产生机理等方面入手，采取各种措施提高回收量。目前，转炉煤气回收量已经由2011年98m3/t钢，提高到现在140m3/t钢，转炉煤气回收带来发电年创效约7200万元，煤气回收量水平达到全国同行业先进水平。

3.4.3采用引进消化吸收，提高节能技术水平

近几年，湘钢围绕节能环保，瞄准国内外的先进技术和指标，采取“走出去、请进来”的办法，组织开展行业对标、对口学习，积极引进消化吸收新技术、新工艺。在此基础上，自主研发厚料层烧结技术，转炉溅渣护炉技术、高效连铸技术、钢坯热装热送技术、钢包畜热式烘烤、负能炼钢技术、高炉热风炉自动烧炉、焦炉OCC自动烧炉、转炉和加热炉饱和蒸汽发电技术、炉窑红外辐射涂料等一系列节能技术。同时，推广应用先进清洁生产技术和高效节能环保技术，先后引进并成功应用高炉顶燃式热风炉、高炉双预热技术、钢企“三干”技术（高炉煤气干法除尘、转炉煤气干法除尘、干熄焦技术）、加热炉汽化冷却技术、套筒窑双预热、烧结余热发电技术、烧结烟气脱硫、热闷渣、钢渣粉及建筑材料生产线、焦化废水深度处理、炼铁口废水循环利用等30多项先进节能环保技术与装备，大大提高了能源资源的利用效率，固体废弃物、废气、废热资源的回收水平得到显明改观，提升了经济指标水平，降低了能源消耗和环保污染与排放总量。

3.5明确责任考核体系，推进能源资源的高效回收与利用

（1）完善目标制度，明确责任管理体系。为有效降低公司能源消耗，确保各污染物排放达到指标要求，2011年，由能源环保部牵头组织，制订实施编制《清洁生产规划》、《节能、资源综合利用及低碳发展规划》和《环境诊断环境提升方案》草案，及时对外环保监测信息。节能方面制订《提升发电方案及管理细则》、《推进节能降耗目标责任书》等，针对节能减排实行“四个明确”：明确责任单位与配合单位；明确管理部室和二级单位主要责任人、职责分工；明确总指标和分项指标、过程控制指标；明确指标量化考核细则。通过制度的完善确保有令必行，落实到位。（2）严格落实考核，发挥绩效杠杆作用。为了促进能源资源的综合利用，湘钢从绩效管理方面进行改革，将生产过程能源消耗和环保指标纳入成本管理、责任制考核之中，对各二级单位按表计价收费，对各耗能用户制订定额能耗，节奖超罚的措施，实行分月考核，分档推进，超目标部分不封顶嘉奖，做到“用能有计划，耗能有计量，统计有记录，考核有定额”。公司每年通过合理调整激励方式，设立公司级节能降耗攻关奖、发电专项奖励基金达350万元，对节能降耗工作中做出突出贡献的单位和个人，给予公开表彰和奖励，对在节能环保工作中取得重大成效的技术开发人员给予重奖。在政策激励方面突出倾向于在干事、干实事的职工，有效提高各基层员工的积极性、主动性和创造性。综合考评体系的建立改变了原有能源环保管理现状粗放、单一局面，绩效“杠杆”的作用得到充分发挥。

4推进节能降耗绿色制造的效果

4.1经济效益显著增加

通过强化节能减排，推进钢铁绿色制造的管理，开展“以气代电”、“以气代煤”“十大环保工程”等举措，湘钢的自发电量逐年递增，环保创效成效显著。2014年发电总量达到23.5亿kW•h，全年发电创造增效达3.7亿元，节约标煤约28.9万t。2015年全年自发电占比累计将达到85%，较2014年将提高15个百分点。通过建设废水回用处理线，年节约用水资源5000万t，固废资源经过综合利用年创效达7000万元。

4.2社会效益显著提升

经过几年努力与实践，湘钢的节能指标不断提高，污染排放指标持续下降。吨钢综合能耗由“十一五”末的613.1kg标煤下降到576.07kg标煤；2014年万元产值能耗1.71t标煤/万元、吨钢综合能耗576kg标煤/吨钢、吨钢可比能耗546kg标煤/t钢、t钢转炉煤气回收140m3/t钢、水重复利用率达到98%，均跨入行业先进水平。高炉煤气和焦炉煤气放散率降到0%，基本实现零放散，全年减排二氧化碳70.8万t。与“十一五”末相比，到2014年湘钢实现减排烟粉尘1500t，削减率20%，二氧化硫21000t，削减率达到38%，减排COD2160万t，减排氮氧化物76t，削减率达到56%。

4.3管理体系明显改善

随着企业节能降耗，推进钢铁绿色制造的全面实施，湘钢能源管理实现由工序单体合理利用能耗向系统能源合理利用转变，由规模效益向整体效益型转变，由粗放型管理向现代化集约型转变。通过用科学现代管理体制手段，全面推广余能、余压、余热、外排综合污水处理回收利用技术，从规划、工艺、开发、产品设计、生产流程到服务，全面实现工厂整合优化，实现装备大型化、集约化和流程紧凑化、连续化。湘钢作为全国首批“资源节约型、环境友好型”企业创建试点单位，正在按照“两型”企业建设总体规划稳步推进，致力于把湘钢建设成为一个千万吨级的精品制造企业、一个反应快捷的综合服务企业、一个管理精细的高效运营企业、一个产业互补的多元发展企业、一个节能生态的“两型”示范企业。

4.4带动作用明显增强

湘钢在节能降耗，推进钢铁绿色制造的管理过程中，结合公司“精益生产，精细管理”的核心思想，创新运用项目制这把金钥匙，实现了跨部门和各二级单位分工协作，扁平化的管理模式取得了良好的经济效益和社会效益，带动作用明显增强。在内部，对湘钢的设备管理系统、生产管理系统等运营系统起到很好的示范和促进作用，高炉、焦炉、烧结机、发电机等大型设备作业率达到95%以上；高炉烧结机等主体设备检修周期由原来每月一次延长到4个月一修，发电设备由每年检修一次优化为两年检修一次，年增发电量9720万kW•h，创效6020万元；设备年综合维修费用降低9.5元/t钢，每年可多创6650万元;生产排产结合能源平衡与计划，相互衔接，生产调度与能源调度打破原有“生产以保产”为主的用能观念，严格按照“定额-计划消耗”组织生产与动态调度，调度准确率明显提高，生产组织向精益化产一步迈进。在外部，华菱集团办公室组织专题调研，对湘钢的管理方法和成果进行总结，在湖南娄底涟钢、湖南衡阳衡钢推广。

作者:谢其湘 单位:华菱湘潭钢铁集团有限公司能源环保部