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中国铸管行业淘汰落后产能、节能减排的契机

发布时间:2010-11-09 02:05:00 浏览次数:0来源:
1. 背景
全球每年有超过7百万吨球墨铸铁管的销售,其中中国就达到250万吨左右。其中,每年的出口超过50万吨。我国的球墨铸铁管标准GB/T13295采用ISO2531,并针对国情,增加和细化了部分要求。所以,ISO2531 :2009的修订对于我国的铸管和供水行业有重大的影响。
 
近年来,中国政府对环保十分重视。淘汰落后产能,节能减排,低碳,限电等一系列的政策和措施,迫使生产厂家积极应对。目前,相关工作大多集中在高炉生产的指标。铸管行业应该针对其产品和工艺,制定相应的措施。ISO2531:2009 C等级管道的生产是铸管行业迈向节能环保的一大步。
 
2. ISO2531 :2009更新内容的介绍
经过5年左右的工作,ISO-TC5-SC2-第九工作组,完成了ISO2531:2009的编写。标准由2009年12月正式颁布。相比1998版,这一版中有若干技术修订。其中,最主要的是K级管道改为压力等级(C级)管道。
 
在1998版中,管道为K等级壁厚, K通常取值为7至12, 最常用为9。
壁厚公式为:
                  
   式中:e——公称壁厚,单位为毫米(mm);不小于6mm.
          DN——公称直径,单位为毫米(mm);
          K——壁厚级别系数,取……9、10、11、12……。
这一公式在若干年前,由一位德国工程师定义。壁厚随管道公称直径增加呈线性增长。但是,此公式没有考虑管道的工作压力和环刚度的变化,从而这样的管道设计不合理,只是从制造角度,而不是从管道使用的角度来考虑的。
 
在2009版中,管道的C等级壁厚完全是从产品使用性能角度来定义的。其中,C是压力等级的字母符号。 压力等级包括,C20, C25, C30, C40, C50, C64和C100。其中,C25, C30和C40为推荐压力等级。C40的管道,就表示管道的工作压力为40巴。而在1998版的标准中的K对产品的性能就毫无意义。C等级管道的壁厚公式为:
式中:   emin -- 为管道的最小壁厚,单位为毫米;不小于3mm;
            PFA -- 为允许工作压力,单位为巴;
            SF -- 为安全系数,取3;
            DE -- 为管道的公称外径(见下表14),单位为毫米;
            Rm -- 为球墨铸铁的最小抗拉强度,单位为兆帕;取420兆帕。
C等级管道的设计是按照管道的性能,只要是工作压力和环刚度。标准中详细列举了各规格和压力等级的工作压力和环刚度的取值,方便了使用方的工程技术人员。下表列举了推荐压力等级的主要技术指标。
 
DN
DE1
压力等级
工作压力
径向刚度
允许变形率
(mm)
(mm)
(巴)
(kN/m2)
%
80
98
C40
88
856
1.4
100
118
C40
73
481
1.7
125
144
C40
60
271
2.1
150
170
C40
50
163
2.5
200
222
C40
41
84
3.0
250
274
C40
40
75
3.0
300
326
C40
40
68
3.0
350
378
C30
34
44
3.1
400
429
C30
32
34
3.2
450
480
C30
30
29
3.3
500
532
C30
30
28
3.4
600
635
C30
30
27
3.6
700
738
C25
26
17
3.8
800
842
C25
25
15
4.0
900
945
C25
25
15
4.0
1000
1048
C25
25
14
4.0
1100
1152
C25
25
14
4.0
1200
1255
C25
25
14
4.0
1400
1462
C25
25
14
4.0
1500
1565
C25
25
14
4.0
1600
1668
C25
25
13
4.0
1800
1875
C25
25
13
4.0
2000
2082
C25
25
13
4.0
2200
2288
C25
25
13
4.0
2400
2495
C25
25
13
4.0
2600
2702
C25
25
13
4.0
 
除了C等级管道,ISO2531:2009版中还有以下主要改动:
-    删除燃气的应用。球墨铸铁管用于燃气输送的比较少,而且设计也不太一样。
-    接口密封性能的型式试验中,增加了内负压得试验。这样,可以更好的模拟停水或间歇性供水时,产生的内负压。
增加的C等级环刚度的计算方法,对管道设计及管线设计很有帮助。
法兰管的管身为C等级,法兰延用PN作为压力等级。法兰管按管身和法兰中工
作压力低的取值。
增加了对厂家质量保证体系的要求。
 
总体来说,新标准把管道的性能作为产品设计的基础。产品设计更加合理。
 
3. 国家近年来节能环保相关政策和措施
中国整体上资源紧缺,人口多,人均得资源占有量就更加少了。同时,近年来经济发展迅猛,所以对资源和环境的压力就更加突出。和铸管行业相关的以下几个方面尤为突出:
 
3.1. 铁矿石资源
我国铁矿石储量少,且品位低。据统计,2008年,我国铁矿石基础储量约为223.64亿吨,人均铁矿石基础储量约为17.2吨;同期,世界铁矿石基础储量约为3700亿吨,人均铁矿石基础储量约为61.7吨。我国基础储量仅占世界的6.04%,人均储量仅占世界人均的27.9%。近年来,为了满足经济的发展,钢铁产量迅速上升。随之而来的是进口铁矿石量和价格都大幅上升。
 
信息来源(联合金属网 umetail.com)
3.2. 二氧化碳排放
钢铁的生产及在其生命周期里的应用都会产生大量二氧化碳,据国际能源署的研究数据,当前钢铁业排放的温室气体总量已经达到世界温室气体排放总量的 4-5%。目前,钢铁业认识到全球气候变化问题的严峻,并决心通过实际行动来减少钢铁业的二氧化碳排放量。
 
一吨粗钢生产过程中的,高炉炼铁还原过程的二氧化碳排放约为2.1吨。电耗为187kw.h, 排放0.2吨二氧化碳(按每度电1.0659kg二氧化碳)。总的二氧化碳排放为2.3吨。可以粗略认为每吨铸管的二氧化碳的排放也在之一水平。
 
3.3 淘汰落后产能
在2010年6月21日,国家工业和信息化部公布《钢铁行业生产经营规范条件》。对钢铁企业生产规模的规定是:2009年普钢企业粗钢产量100万吨及以上,特钢企业30万吨及以上,且合金钢比大于60%。同时,对不同的产品和工序能耗和环保指标作了明确的规定。
 
2009330日出台的《钢铁产业调整和振兴规划》中指出:2010年年底前,淘汰300立方米及以下高炉产能5340万吨,20吨及以下转炉、电炉产能320万吨;2011年底前再淘汰400立方米及以下高炉、30吨及以下转炉和电炉,相应淘汰落后炼铁能力7200万吨、炼钢能力2500万吨。实施淘汰落后、建设钢铁大厂的地区和其它有条件的地区,要将淘汰落后产能标准提高到1000立方米以下高炉及相应的炼钢产能。
在2010年8月8日,工业和信息化部公布2010年炼铁淘汰落后产能名单。175家企业,214台高炉,3千5百万多的产能被要求在今年关闭。同时,工业和信息化部正组织相关协会和专家,讨论铸管行业的生产经营规范条件。目前的相关政策,更多是围绕高炉列铁工艺在优化,并没有特别针对铸管工艺作分析。
 
3.4 低碳
在这一全球瞩目的气候变化大会临近之际,中国国务院总理温家宝11月25日主持召开的国务院常务会议决定,到2020年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%。这一目标远远高于美国宣布的减排17%、欧盟提出的最高减排30%的目标。
 
专家指出,中国实现之一目标主要通过3个途径:产业升级,新能源,植树造林。其中,钢铁行业,作为二氧化碳排放大户(2300kW.h/t),应该加快产业升级的步伐。
 
3.5 限电
2010年八月至九月间,国家在许多省实行了限电。主要涉及的省份有山西,河北,浙江,江苏等等。其中,钢铁行业和铁合金,水泥等其他高能耗行业首当其冲。例如,在山西省,政府主管部门主要是卡住了排污许可证、生产许可证。山西省长治市达兴冶炼厂负责人王鹏告诉本报记者,山西省淘汰落后产能的力度一直在加码,8月5日之后,“生铁生产企业能开得了工的,已经没几家了。” 在河北省,9月3日晚,邯郸就下发了一系列的限电通知,武安所辖的18家钢厂高炉、轧钢生产线被要求在9月5日零点前全部关停,关停时限暂定为20天至1个月。邯郸市发改委的官员说,截止到9月5日,邯郸地区除邯钢、天铁、新兴铸管外,其余钢厂均已全部停产。有关人士透露,除邯钢外,峰峰集团,新兴铸管等当地大型企业也将进行一定的节能行动。
 
铸管生产过程也是高电耗。其中,炼铁过程约为187 kW.h /t, 铸管生产过程(包括电炉)约为270 kW.h /t. 所以总的电耗为457kW.h/t。
 
4. ISO2531:2009 C等级管道,环保管道
经过国家出台的一系列针对钢铁行业的节能减排政策和措施,铸管行业应就其自身的生产流程的特点,制定更加有针对性地措施。C压力等级管道,对于铸管行业是个绝好的机会。通过提高工艺和质量控制水平,完全实施新标准,实现产品升级换代,将实现以下节能环保的优化:
-           资源节约。通过优化主管壁厚的工艺控制,平均每吨主管节约0.3吨的铁矿石。
 按年产250万吨计算,每年节约铁矿石75万吨。
-           二氧化碳排排放。按每吨铸管生产过程排放2.3吨计算,每年铸管行业少排放
103万吨二氧化碳。
-           电耗。按每吨铸管生产电耗为457kwh,每年铸管行业少耗电2.06亿kwh。
-           严格控制管道的外防腐,延长管道的使用寿命,使其在使用周期内的排放和能
耗相应减少。
 
当然,ISO2531:2009 C等级管道的生产,对厂家的工艺能力,质检手段和管理水平都提出了更高的要求。铸管厂家应该积极应对,尽早落实C等级管道的生产。在向客户提高优质的产品的同时,响应国家节能减排的号召,节约资源,保护环境,造福子孙。