山西省晋中市-高碳铬铁矿热炉密闭化改造及煤气余热发电项目节能评估报告

一、项目概况

本项目位于山西省晋中市太谷区冶金工业园，项目单位现有两台33000千伏安半封闭矿热炉，年产高碳铬铁约20万吨。本项目对两台矿热炉实施全密闭化改造，配套建设煤气净化系统、煤气柜、内燃式发电机组与烟气余热锅炉，保持产能规模不变。项目总投资约1.9亿元，其中炉体密闭与炉盖改造约6500万元、煤气净化与储存系统约5200万元、煤气发电与余热锅炉约4800万元、电气与控制改造约1500万元、其他费用约1000万元。改造内容包括：炉盖由半封闭改为水冷全密闭结构，增设炉气导出与一次除尘；煤气经降温、粗除尘、精除尘后进入煤气柜，一部分回用于炉料干燥与焦炭预热，其余送入燃气发电机组；烟气余热锅炉产出蒸汽用于厂区供热与发电补水加热；同步实施短网优化、变压器扩容与风机水泵变频。项目建设期约16个月，按单炉轮换方式实施，避免全厂停产。

二、评估依据与范围

评估依据包括铁合金行业准入条件、铁合金单位产品能源消耗限额标准、综合能耗计算通则、工业炉窑大气污染物治理与煤气利用的相关技术规范，以及山西省对高耗能行业节能改造的政策要求。数据来源为项目单位近三年能源购进与消费台账、矿热炉运行记录、炉气成分检测报告、改造方案与设备技术协议。评估范围包括冶炼工序、煤气净化与发电工序、余热利用系统及配套公辅设施，不含原料球团制备与厂外运输。改造前后均以年度合格高碳铬铁产量为基准折算单位产品综合能耗，电力按当量值折标，焦炭按实测低位发热量折标。

三、项目能源消耗与能效水平分析

技改前，项目单位年综合能耗约15.5万吨标准煤，单位产品综合能耗约775千克标准煤每吨。能源消费以电力与焦炭为主，其中年用电量约7亿千瓦时，折标约8.6万吨标准煤；焦炭消耗约6.6万吨，折标约6.4万吨标准煤；其余为电极糊、柴油及少量蒸汽。半封闭矿热炉在生产过程中产生大量含一氧化碳的炉气，因炉口敞开而直接燃烧排放，既是能源浪费，也是无组织排放的主要来源。冶炼电耗约3500千瓦时每吨，处于行业一般水平；焦炭单耗约330千克每吨，还原剂利用率有提升空间。

技改后，炉气经净化后用于发电与炉料预热，年自发电量约7560万千瓦时，抵扣后外购电量降至约5.9亿千瓦时；焦炭单耗降至约315千克每吨，年消耗量降至约6.3万吨；年综合能耗降至约13.8万吨标准煤，单位产品综合能耗降至约690千克标准煤每吨，较改造前下降约11%。改造后冶炼电耗降至约3300千瓦时每吨，炉气中一氧化碳利用率由近乎零提升至85%以上，单位产品碳排放强度同步下降。对照铁合金能耗限额标准，改造后单位产品能耗达到先进值要求。

四、节能措施与节能效果分析

（一）矿热炉全密闭与炉气回收发电。炉盖改为水冷全密闭结构后，炉气经净化送入煤气柜，8台500千瓦级燃气机组总装机4兆瓦，另配套2台余热蒸汽发电机组，年发电量合计约7560万千瓦时并全部自用，折标约9290吨标准煤，同时消除炉口燃烧与无组织排放。

（二）焦炭预热与炉料干燥。利用净化后的煤气对入炉焦炭与铬矿进行预热干燥，入炉料温度提升至约300摄氏度，降低炉料带入水分与升温热耗，焦炭单耗由330千克每吨降至315千克每吨，年节约焦炭约3000吨，折标约2900吨标准煤。

（三）烟气与冷却水余热回收。矿热炉烟气经余热锅炉产出中压蒸汽，冷却水系统改为闭式循环并回收低温余热用于厂区采暖与洗澡水加热，年回收蒸汽约3.2万吨，折标约2900吨标准煤。

（四）短网优化与风机水泵变频。缩短二次短网长度、增大铜排截面并优化补偿，降低短网电损；除尘风机、循环水泵加装变频器，按炉况调节风量水量，年节电约980万千瓦时，折标约1200吨标准煤。

上述措施合计年节能量约1.65万吨标准煤，年减少二氧化碳排放约4.3万吨，颗粒物与一氧化碳排放大幅下降。措施投资约1.9亿元，按当地电价与焦炭价格测算，年综合效益约5200万元，静态投资回收期约3.7年。

五、评估结论

经评估，项目采用全密闭矿热炉加煤气回收发电的技术路线，符合铁合金行业节能降碳与超低排放的政策方向，改造后单位产品综合能耗约690千克标准煤每吨，达到行业先进值，年节能量约1.65万吨标准煤，节能与减排效果明显。项目未采用国家明令淘汰的工艺与设备，能源计量配置可满足炉气、电力、焦炭的分项计量要求。建议在实施中重点关注三点：一是煤气净化系统的防爆与联锁设计，确保一氧化碳浓度监测与紧急放散装置可靠；二是密闭炉盖的水冷强度与耐材寿命匹配，避免频繁停炉影响产量；三是发电机组与冶炼负荷的协调控制，防止煤气放散与发电不足并存。综合判断，项目在节能方面可行。

（本文由中讯咨询编制，相关内容基于行业公开资料与项目调研整理，仅供行业研究参考，不构成任何投资建议。）

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