日前，国务院印发《2024-2025年节能降碳行动方案》，在重点任务方面提及部署了钢铁行业节能降碳行动，通过加强钢铁产能产量调控，深入调整钢铁产品结构和加快钢铁行业节能降碳改造，于2024-2025年钢铁行业节能降碳改造形成节能量约2000万吨标准煤、减排二氧化碳约5300万吨，尽最大努力完成“十四五”节能降碳约束性指标。此前，国家相关部委围绕“双碳”目标推出多项政策，都明确提出加快钢铁行业绿色升级，促进高耗能企业能源结构转型。
当前，钢铁行业业正在实施的产能置换、超低排放改造、极致能效三大改造工程均体现了绿色节能降碳主题。根据中国钢铁工业协会数据显示，2020至2022年主体工序达能效标杆值比例较低，距“2025年能效达到标杆水平的产能比例超过30%”的政策要求仍有较大差距。我国钢铁业余热回收利用率低于50%，余热深度回收及梯级利用水平亟待提升。
针对国家推进的能效标杆、能效约束、极致能效工程，2023年中冶京诚工程技术有限公司在建龙西林钢铁首创成功应用“转炉烟气隔爆型中低温余热回收技术”入选《钢铁极致能效工程能力清单(2023 版)》，对200℃以上转炉烟气余热全部回收利用，为行业开展中低温余热利用提供了借鉴，是转炉工序极致能效提升、转炉烟气净化回收工艺的流程再造的技术革命。技术清单是能效达标的关键，能有序推动钢铁行业重点工序能效达到标杆，促进钢铁工业绿色低碳高质量发展。
1、极致能效，打造标杆应用案例
转炉烟气热回收技术属冶金行业转炉炼钢烟气冷却及余热回收领域，根据烟气余热回收段及烟气温度降温区间的不同，一般可分为转炉高温烟气段热回收技术和转炉中低温烟气段热回收技术。中冶京诚“高效长寿型转炉烟气热回收成套技术”属冶金行业转炉炼钢烟气冷却及余热回收传统领域，为转炉高温烟气段热回收技术，成果针对国内外现有复合循环冷却方式的重大工艺缺陷，攻克了系统节能与烟道长寿无法兼顾的核心技术难关，发明了转炉烟道汽化冷却优化用能关键技术，有效解决了系统耗能大、故障率高、蒸汽产量低等共性技术难题，大幅度提升了转炉热回收系统的安全性与经济性。
现有的转炉烟气处理工艺因防爆、防粘结等技术难题，仅能回收其中的高温显热（800℃-1600℃），烟气中大量的中低温余热（低于800℃）被浪费。而转炉中低温烟气段热回收技术攻克了转炉烟气800-200℃长期无法回收的行业难题，中冶京诚建立了自主知识产权、原创性的转炉烟气隔爆型中低温余热回收技术的新型烟气处理及余热利用系统，可实现200℃以上烟气余热回收及干煤气回收，替代现有传统的转炉煤气湿法（OG）、半干法（LT）等处理方式，实现了全干法回收转炉煤气，对提高工业过程能量利用效率、实现清洁生产具有重要意义，是更加节能、低碳、环保的战略性技术。此前该技术在国内外均属于冶金行业转炉炼钢烟气冷却及余热回收领域的前沿技术，未有成熟案例。随着建龙西钢首台套项目的工业化应用，创新工艺、技术及装备全部得到了极好的应用验证，在国际上率先采用全干法处理方式，全程无水灭火除尘，回收转炉煤气品质大幅度提升，部分转炉除尘灰回转炉直接循环利用，200℃以上转炉烟气余热全部回收利用，也为转炉除尘方式的变革奠定了基础。
项目团队自2006年起便开展转炉烟气中低温余热回收相关技术的研究，是国内外最早开展相关研究工作的团队之一，转炉中低温烟气段热回收技术已受到国内钢铁企业的广泛关注。由于我国钢铁生产占全球钢铁生产的50%以上，转炉炼钢在国内炼钢生产中占比约90%，作为钢企极致能效提升的典型工程应用，项目成果可广泛应用于转炉炼钢新建及改造项目中，每年可为项目完成单位带来过亿元的合同收入。新技术的应用也将积极响应双碳减排政策，符合国家余热回收利用政策。
2、碳行先锋，助力实现双碳目标
余热资源的高效回收利用是钢铁工业实现“双碳”目标和高质量可持续发展的重要途径。钢铁行业及企业应担当作为，携手挖掘能源转换潜力，实现极致能效，同时创新优化能源结构，助力实现碳中和。
转炉烟气隔爆型中低温余热回收项目多项技术属国际首创：颠覆性开发了国际首个转炉烟气全余热回收安全生产工艺路线，首创高温区分离火种的主动防爆技术，研制了火种捕集装置等核心装备，集成隔爆型烟气全余热回收成套工程技术，可实现环境效益和经济效益“双赢”局面，给中国转炉烟气回收技术解决低碳目标的发展方向提供了新的思路和实践证明。
首台套项目实现累计10000余炉合格冶炼，保证炼钢生产的同时，成功实现干式防爆及系统零泄爆；宽流道对流换热装备实现了烟气有效降温，余热锅炉出口烟温稳定在170~260℃；实现了800-200℃烟气显热的安全稳定回收，吨钢蒸汽回收量提升≥40%，节能约5kgce/t钢，减少二氧化碳排放13.3kg/t钢。技术成果可在行业内全面推广，按照全国转炉炼钢每年9亿吨产能，预计每年可为钢企增加直接经济效益90~135亿元，节约标煤450万吨，减少二氧化碳排放1197万吨。
3、精诚建造，提升质量创新创效
习近平总书记在党的二十大报告中提出，要加快发展方式绿色转型，实施全面节约战略，有计划分步骤实施碳达峰行动，深入推进能源革命。踔厉奋发、赓续前行，中冶京诚作为“冶金建设国家队”的排头兵，正在深入贯彻落实国家新发展理念，不断加快步伐，促进钢铁行业绿色低碳高质量转型发展。
当前，钢铁行业正处于新一轮深度调整期，距离这一目标仍有差距，推进节能降碳工作面临不少挑战与难题。为推进钢铁企业高质量发展及绿色转型，助力实现双碳目标，以提高能源利用率、降低综合能耗为出发点，转炉烟气余热回收团队致力于研究冶金工序全流程余热能的回收，特别专注于转炉烟气中低温余热回收等前沿技术领域关键共性技术攻关，积极推动前瞻性和创新性课题研究工作，实现中低温余热回收技术从0到1的重大突破，形成专利研发成果共计43项，其中发明专利8项，发表国际学术论文2篇，超额完成指标任务。通过典型案例的转炉烟气余热回收技术的开拓，逐步实现了转炉烟气余热回收技术智能化和绿色化的可持续发展，积极稳步推动“绿色低碳”发展进程，使转炉烟气余热转为蒸汽能源，节能降耗，降碳减排，稳定生产，增收节支，实现能源综合利用，促进企业持续健康发展。
国家及行业层面鼓励选择优秀企业、优秀流程，进行钢铁流程多能互补、低碳高效运行模式及能源技术改造示范开发。企业层面都应以钢铁行业能效标杆三年行动方案为总纲，在主体工序能效达标的基础上，从余热深度回收及梯级利用、煤气发电能效（自发电）提升等多维度进行系统能效提升，切实降本增效，实现绿色低碳高质量发展。中冶京城始终紧盯行业前沿和“卡脖子”技术难题，攻克“首台套”，提升质量，创新创效，极致利用钢铁行业生产过程中的余热余能，通过成熟技术快速准确应用和绿色低碳高质量转型发展，达到实现钢铁行业碳达峰碳中和的关键一步。
以创新立本，以大爱立心，团队始终坚匠心精神，时刻谨记身为京诚人的责任与担当，爱岗敬业、严于律己、脚踏实地完成本职工作。在专业领域精进的同时，加强队伍综合素质的全面提高，争做时代先锋，自强不息、激流勇进地投入到京诚发展浪潮中，努力提高服务意识，树立在客户群体中的实力品牌形象，把自身发展与国家“双碳”战略决策密切结合，履行好社会责任，推动钢铁行业绿色低碳高质量发展迈上新台阶！
供稿 | 中冶京诚工程技术有限公司