4 引言
节能
ENERGYCONSERVATION
2015年第8期（总第395期）
钢铁流程能耗分析及节能技术的研究进展
沈勋.2.3，陈林根"-2.3，夏少军"2.3，孙丰瑞"2.3
（1.海军工程大学热科学与动力工程研究室，湖北武汉430033：2.海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室，湖北武汉430033；3.海军工程大学动力工程学院，湖北武汉430033）
摘要：综合阐述钢铁流程系统能耗模型的发展，能耗计算与影响因素分析以及节能技术的研究进展，基于钢铁流程基本的物质流、能量流网络模型，提出“解析集成-协同”的能耗分析思路。同时，指出热力学分析方法与优化目标在流程节能方面的关键性作用，以及在余能余热回收与利用方面的主
要应用，并基于此从节能技术发展的角度对减少流程能耗进行了深入探讨。关键词：钢铁流程；能耗模型；热力学；节能技术；余能余热
中图分类号：TK12文献标识码：A文章编号：1004-7948（2015)08-0004-08 doi:103969/j. ise .1004 7948.2015.08.001
（即分析”）两大类。“能分析”只能给出能量的数量关系而忽略了其品质差异，不能全面、合理地
自2000年以来，我国钢铁行业以年均18.5%
的高速增长，产量约占世界总产量的40%，其能耗占全国工业能耗的比例超过25%，占全国总能耗的比例超过17%"，碳排放量居世界之首，具有“高投入、高消耗、高排放”的“三高”特征[2-4]。然而，按照占主导地位的长流程生产工艺来测算，我国钢铁流程的能源利用率仅为27%，其余73%主要以余能余热的形式存在，而我国对余能余热平均回收率仅为45.6%，与国际先进水平92%相差甚远，且流程总体能耗差距也在11%左右[3]，极大制约了行业的竞争力和可持续发展。因此，建立钢铁生产流程各工序及流程整体的能耗模型，对钢铁流程进行能耗分析与优化利用先进的节能技术，提高资源利用率，降低生产成本，对于实现生产流程的高能效、高品质、低排放甚至零排放至关重要6-。
钢铁流程系统不仅具有产品制造功能，同时也具有能源转换功能，其内部发生了多种能量转换、传递、耗散与回收过程，形成了巨大的能源网络。对于能量系统的分析方法，一般可分为“热力学第事重一集益准（维镇，唱）受重一
基金项目：国家重点基础研究发展计划（973）项目（项目编号
2012CB720405）；海军工程大学自然科学基金引导项目（项目编号：HGDYDJ-13002）
分析和指导科学用能[9-11]，一些学者甚至提出了“节能就是节拥”的观点[12]。
钢铁流程是一个复杂的能量系统，既有大量不同形式的一次能源输人，也会在能量的转化、传递和耗散过程中，产生不同形式和状态的二次能源以及大量的废气排放。因此，为了深入地解析钢铁流程的能量流规律，深度部析各个环节能量过程的物理本质，更加科学地指导节能降耗、减少碳排放，在流程物质流、能量流分析的基础上，还应建立相应的流程“拥”流模型，将“能分析”与“分析”有效结合起来，才能有效地分析低能效的薄弱环节，最终达到深度节能的目标。
文主要在总结钢铁流程系统能耗模型发展
的基础上，基于流程中各部分的结构和功能特点【13-14]，将流程划分为不同的子系统、工序、单元及界面，从“解析-集成-协同”的角度，介绍能耗分析的主要方法及其影响因素分析，开展工序功能化的解析、工序之间的协调、流程的集成分析与优化研究：介绍不同节能技术的余热回收方式、主要节能效果及研究不足之处，探讨对节能技术进行评估与优选，对结构和操作参数进行优化的可能性给出优化设计的理论依据，为实现全流程的节能减排目标提供技术支撑。