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晉城市冶鑄行業關鍵設備碳排放特征分析研究

文檔作者：姬江峰，葛曉華，解瑞麗，衛安平文檔來源：山西省生態環境研究中		點擊數：	更新時間： 2024年07月31日
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2015年第11期(總第122期)
缸；夏與予釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION 2015年11月
晉城市冶鑄行業關鍵設備碳排放特征分析研究
姬江峰，葛曉華，解瑞麗，衛安平
(山西省生態環境研究中心，山西太原030009)
摘要： 以晉城市冶鑄行業為例，將晉城市轄區內的典型冶鑄企業作為研究對象，重點對行業關鍵設備的碳排放量進
行核算，探討對比了該行業關鍵設備碳排放特征等，從而為晉城市冶鑄行業探索低碳發展潛力與方向提供重要參考。
關鍵詞：晉城市；冶鑄行業；關鍵設備；碳排放量
中圖分類號：x11 文獻標識碼： A 文章編號： 2095—0802一(2015)1l一0116—02
Analytical hlVestigati蚰on the Carbon EInissio璐Characteristics of Key Eqllipment Used iIl
Meta¨urgy Industry in Jincheng City
JI Jiangfeng，GE XiaOhua，XIE RuⅢ，WEI Anping
(Research Center for Eco—environmental Science in ShanxI，Taiyuan 030009，Shanxi，China)
Abstract：7I'aking the metallurgy industry in Jincheng City as an example，this paper took tlle typical metaUurgy enterprises in
Jincheng city as出e resea托h object witll accounting carbon emissions for the key equipment of the indushy and studied carbon
emission chamcteristics of the key equipment in industry，in order to pmvide an imponant reference for potential and direction for
low carbon development of metaUurgy industIy in Jincheng city．
Key woHls：Jincheng Cit)r；metallurgy industry；key equipment；carbon emissions
O引言
2012年，晉城市被確立為國家第二批低碳試點城
市，其作為典型資源型城市，面臨的低碳發展任務就
更加緊迫。根據晉城市產業結構特點及相關資料顯
示，2010年晉城市煤炭開采、電力、化工和鑄造行業
的溫室氣體排放占到全市溫室氣體排放總量的一半以
上，其中冶鑄行業CO：排放量約占到全市溫室氣體總
排放量的將近10％，為溫室氣體排放占比較大的行業
之一，且該行業目前存在“小、散、亂”的分布特點，
生產技術設備普遍落后，實現碳減排的潛力巨大。
因此，本文以晉城市冶鑄行業為研究對象，對該
行業關鍵設備的碳排放現狀及特征進行分析核算，分
析其碳減排潛力，以指導該行業探索低碳發展路徑。
l研究對象及研究方法
1．1研究對象
本文主要以晉城市轄區內典型冶鑄企業的關鍵設
備，主要包括燒結機、高爐、轉爐、沖天爐、電爐、
收稿日期：2015—09—25
第一作者簡介：姬江峰，1986年生，男，山西晉城人，2叭2年
畢業于北京科技大學熱能與動力工程專業，碩士，工程師。
·116·
軋鋼生產線為研究對象。
1．2研究方法
通過采取典型部門調研與典型企業實地調研相結
合的方式獲取上述關鍵設備的相關能耗數據，依據
《省級溫室氣體清單編制指南(試行)》(以下簡稱
“指南(試行)”)，對晉城市冶鑄行業關鍵設備的碳排
放現狀進行分析計算，每種關鍵設備的碳排放總量包
括該設備化石燃料燃燒的碳排放量、工業生產過程碳
排放量、電力調入調出的CO爿}放量三部分之和。
1．2．1化石燃料燃燒的碳排放量計算方法
化石燃料燃燒的碳排放量計算所需活動水平分別
為各種化石燃料表觀消費量及化石燃料非能源用途的
固碳量，所需排放因子為分燃料品種對應的低位發熱
值、單位熱值含碳量及碳氧化率。
C0爿}放量=(燃料消費量×熱量單位×單位熱值燃料
含碳量一固碳量)×燃料燃燒過程中的碳氧化率×44／12。
1．2_2工業生產過程的碳排放量計算方法
冶鑄行業工業生產過程碳排放環節主要包括熔劑
高溫分解與煉鋼降碳過程，具體計算如下所示：
Ec0-_ADl×EE“Dd+(A，×E．A。×E)×44，12， (1)
式(1)中，Em為鋼鐵生產過程中CO：排放量，t；ADl為
作為熔劑的石灰石的數量，t；明為作為熔劑的石灰
萬方數據
2015年第11期姬江峰，等：晉城市冶鑄行業關鍵設備碳排放特征分析研究2015年11月
石消耗的排放因子，t CO加；A仇為作為熔劑的白云
石的數量，t；ER為作為熔劑的石灰石消耗的排放因
子，t C02／t；A，為煉鋼用生鐵的數量，t；E為煉鋼用
生鐵的平均含碳率，％；A。為鋼材產量，t；E為煉鋼
的鋼材產品的平均含碳率，％。
1．2．3 電力熱力調入調出的碳排放量計算方法
電力、熱力調入調出的碳排放量計算方法如下式
所示：
E電和熱：=‘4 D電力x—6-％力+，哇—D熱力×E，巍力， (2)
式(2)中，E電和熱為凈購人生產用電力、熱力隱含產生
的C02排放量，t；AD電力為凈購人電量，MW·h；AD熱
力為熱力量(如蒸汽量)，GJ；E凡力為電力的CO爿F放
因子，t CO／(MW·h)；E躁力為熱力(如蒸汽)的C02
排放因子，t C02／GJ。
2晉城市冶鑄行業關鍵設備碳排放特征分析
計算
2．1活動水平數據獲取
通過實地調研與專家咨詢的方式對晉城市典型冶金
鑄造企業關鍵設備的實際運行數據進行獲取，可看到在
冶鑄行業中燒結機、高爐、轉爐、沖天爐、電爐、軋鋼
生產線為主要能耗設備與碳排放源，現將調研獲取的
以上設備的實際運行中的消耗數據整理如表l所示。
表1 201 3年晉城市冶鑄行業關鍵設備的運行消耗數據調研統計
設備名稱規格消耗數據類型單位數值
燒結機90 m2 綜合能耗(標準煤) k鱸60．56
入爐焦比k∥l 476
高爐l 380 m3 入爐煤比(無煙煤) kg，t 141．56
電耗kW·M 120
電耗kW·hA 35．3
轉爐80 t
噸鐵熔劑消耗(白云石) k舭19．81
入爐焦比kg^ 120
沖天爐4 t／ll
噸鐵熔劑消耗(青石) kg^ 8．6
電爐5帆電耗kW·}I，t 700
350×104t 高爐煤氣m3／l 370
軋鋼
棒材生產線電耗kW·ll，t 100
2．2排放因子的確定
根據《指南(試行)》．燃料C0：排放因子的計算
方法如下所示：
Eco，=Q D1缶Q形×4“12， (3)
式(3)中，E。n為無煙煤燃燒的C02排放因子，t C02／t；
Q咧為無煙煤的低位發熱量，TJ；cQ為單位熱值含碳
量，27．49 t C廠rJ；形為碳氧化率，％；白云石的排放因
子取為0．474 t CO扒；電力排放因子取為1．030 2 t C02／
(MW·h)。
2．3關鍵設備溫室氣體排放
具體如表2所示。
表2晉城市冶鑄行業關鍵設備碳排放量核算
項別單位燒結機高爐轉爐軋鋼沖天爐電爐
l 380 350×104t
規格90 m2 80 t 4 l／}l 4 t／}l
m3 棒材生產線
單位產品t CO礬
O．130 1．758 O．234 O．414 0．352 O．721
碳排放量產品
2013年
總排放量
×1 04 t 50 608 65 113 54 28
從下圖l、圖2中可看到，在晉城市冶鑄行業的關
鍵設備中，單位產品CO：排放量由高至低依次為高爐、
電爐、軋鋼、沖天爐、轉爐、燒結機；2013年晉城市
冶鑄行業的關鍵設備CO：排放總量由高至低依次為高
爐、軋鋼、轉爐、沖天爐、燒結機、電爐。
l
0．13 ‘譬I j-2__ —●
未700
{壹600
5‘500
婦400
蜊300
冬200
芝100
苫0
50
一
竺二54
‘ ■ 二 翌28
a)在晉城市冶鑄行業的大型關鍵設備中，高爐的
單位產品cO：排放量與CO：排放總量均為最高，其中
2叭3年高爐CO：排放總量占冶鑄行業關鍵設備排放量
總和的6l％，其次依次為軋鋼、轉爐、沖天爐、燒結
機、電爐；
b)在高爐的碳排放總量中，化石燃料燃燒引起的
C02jjF放占總排放量的93％，因此，在探索冶鑄行業低
碳發展路徑的過程中，要注重高爐的技術改造，鼓勵
采用煤層氣等清潔能源，挖掘其碳減排潛力，同時逐
步淘汰改造沖天爐落后生產工藝，進而實現冶鑄行業
的低碳發展。
(責任編輯：高志鳳)

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