从张家港市各乡镇环境空气质量变化看沙钢超低排放的成效
一前 言
自2019年《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》发布以来，中国钢铁行业掀起了一场绿色革命，据不完全统计，全国钢铁企业累计投资超过1500亿元实施超低排放改造，颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等主要大气污染物排放量大幅下降，促进了京津冀等重点区域空气质量改善，有力的支撑了打赢蓝天保卫战，特别是顺利完成了2022年冬奥会期间空气质量保障任务。但是京津冀地区产业门类复杂、排放源数量多，打赢蓝天保卫战靠的是多措施的组合拳，到底钢铁行业超低排放对空气质量改善有多大作用，很难进行精准分析，也导致出现了一些“莫须有”的观点，有意淡化钢铁超低排放的贡献。
江苏沙钢集团是国内最大的民营钢铁企业，本部粗钢产能2500万吨。张家港市冶金园（锦丰镇）是沙钢集团本部所在地，占地面积约114平方千米，是全国单位面积钢铁产能最大的乡镇，沙钢的大气污染物排放量直接决定了锦丰镇的环境空气质量。笔者对比了锦丰镇在沙钢实施超低排放改造前后环境空气质量的变化情况，以及与张家港市其他乡镇进行横向对比，可以看出钢铁企业实施超低排放改造对周边环境空气质量的贡献巨大。
二 “十四五”以来张家港市各乡镇环境空气质量变化
根据张家港市生态环境局2021年-2022年环境空气质量数据统计数据，张家港市总体空气质量较好，2021年全市下辖10个乡镇PM2.5年均浓度在28-31微克/立方米，2022年空气质量进一步改善，全市下辖10个乡镇PM2.5年均浓度降至26-29微克/立方米，所有乡镇PM2.5平均浓度均同比下降，降幅在3.3%-16.1%，见图1。在各乡镇中，以沙钢集团所在的冶金园（锦丰镇）PM2.5平均浓度降幅最为显著，达到最高的16.1%。而且，2022年锦丰镇PM2.5平均浓度不但降幅最大，其绝对数值在各乡镇中也是最低的，达到了26mg/m。
图1 张家港市各乡镇2022与2021年度PM2.5平均浓度变化情况
2023年1-3月张家港市各乡镇PM2.5月均浓度较2022年同期继续显著向好，下降范围在17.9%至36.2%，见图2。其中，沙钢集团所在的冶金园（锦丰镇）继续保持36.2%的最大降幅。
图2 张家港市各乡镇2023年1-3月与2022年1-3月PM2.5平均浓度变化情况
从上面两图可以看出，从2021年至今，张家港市各乡镇在PM2.5年均浓度达标的情况下，均实现了空气质量持续改善，特别是沙钢集团所在的冶金园（锦丰镇），PM2.5浓度降幅遥遥领先。作为张家港市产业结构最重的锦丰镇，环境空气质量为什么能在两年间发生如此显著的改善。对比一下沙钢集团开展超低排放改造的进程就不难发现，锦丰镇环境空气质量的变化与沙钢完成超低排放改造的时间节点高度吻合。
三沙钢集团超低排放改造推进历程
3.1 沙钢超低排放改造总体进程
沙钢集团自2018年下半年启动超低排放改造以来，总投资81.6亿元，全面实施料场全封闭棚化改造、焦化烧结脱硫脱硝与干熄焦脱硫提标、无组织管控治一体化平台建设及治理设施配套、恒乐建材钢渣场搬迁、除尘系统优化与提标升级改造等171个重大项目，其中无组织治理投资占总投资金额的50%，高达40余亿元。
2020年7月，沙钢集团超低排放评估监测工作正式启动，由生态环境部环境规划院、冶金工业规划研究院、中国环境监测总站组成的超低评估团队对沙钢超低排放工作进行现场指导帮扶。2021年1月，完成清洁运输环节超低排放改造，2022年7月完成有组织环节超低排放改造，2022年12月完成无组织环节超低排放改造，2023年5月沙钢完成全流程超低排放评估监测并在中国钢铁协会网站进行公示，标志着全世界最大的单体钢铁生产基地超低排放改造工作取得阶段性成果。
3.2 主要超低排放改造项目成果
（1）清洁运输体系高标准构建
沙钢集团投资3.2亿元实现了码头前沿运输车辆及港作工程机械的更新换代，满足车辆排放阶段要求。同时，投资更新链斗式、螺旋式环保卸船机，实现了散货码头密闭无扬尘卸货，积极打造码头区域“见缝插绿”工程，及时补种2.5亿元绿色植物，恢复长江沿线自然生态景观，实现长江沿线的绿化亮化，见图3和图4。此外，还投资近3亿元建成烧结、钢渣处理等总长度约20公里的管带机项目，涉及成品烧结矿、焦炭、石灰石、白云石、熔剂、矿粉、高炉返矿返焦、钢渣等原燃料、中间产品的密闭输送，彻底取消厂内汽运车辆短倒。
图3 沙钢水运码头与船舶接卸实景
图4 沙钢原料输送管带机应用实景
（2）有组织排放精益化提标改造
沙钢集团总投资3亿余元，建立全厂5套焦炉烟气活性焦脱硫脱硝一体化项目，同时耗资约18亿元对全厂8台烧结机与2条链篦机-回转窑球团生产线进行焙烧烟气脱硫脱硝提标改造，见图5和图6，全部采用活性焦脱硫脱硝一体化或半干法脱硫配套SCR脱硝等超低排放可行技术，全面达到超低排放限值要求。此外，公司各生产线配备较为齐全的除尘系统管网，通过超低排放改造期间的新建除尘与现有除尘系统优化，目前沙钢集团共建成588台/套除尘装置，除尘总风量高达1.12亿立方米/小时，除尘电机装机总容量达33万千瓦，较好地满足冶炼生产过程中颗粒物达标排放需求。
图5 焦炉烟道气活性焦脱硫脱硝一体化应用实景
图6 烧结机头烟气脱硫脱硝装置应用实景
（3）建立智能管控治一体化系统
沙钢集团建设智能管控中心，集安全环保监控、生产能源调度、生产工艺操控三位一体的管理模式，项目总投资21.5亿元，其中焦化管控中心，于2019年建成，总建筑面积2644平方米，铁前管控中心于2021年建成投运，见图7，打破各车间之间数据和应用隔阂，进一步提升数据集中度，实现资源共享，满足超低排放DCS分布式控制与视频监控等要求。
图7 铁前智能管控中心
无组织排放治理方面，沙钢集团投资近30亿元，建设了85个万吨级煤、焦筒仓，实现了煤、焦的全封闭贮存，同时建设了先进的C型机械化全封闭料场与废钢库，有效解决了原料露天堆放及装卸过程中的扬尘污染，见图8。同时，为了源头解决钢渣处理环节的无组织排放与固废资源化利用问题，沙钢对原工艺进行优化改造升级，建成国内产能最大、工艺先进的钢渣处理线，见图9，年处理钢渣330万吨，实现沙钢钢渣100%综合利用的同时，满足此节点的无组织排放控制要求。截至目前，全厂近13000个无组织污染源点位均已实现逐一整改，从物料封闭储存、物料转运输送、生产工艺防治和除尘灰接卸等环节全面达到超低排放无组织控制要求。
图8 煤、焦筒仓与全封闭原料场应用实景
图9 钢渣处理车间内外部实景
（4）减排效果
通过实施全流程超低排放改造，沙钢的绿色低碳环保水平得到有效提升，吨钢环保运行成本接近300元，污染物排放绩效指标持续改善。初步测算，超低排放改造完成后沙钢吨钢颗粒物排放量0.23千克、吨钢二氧化硫排放量0.068千克、吨钢氮氧化物排放量0.23千克，较“十三五”末分别下降7.3%、13.7%和15.2%，为区域环境空气质量改善做出了重要贡献。
四结 语
钢铁行业超低排放作为打赢蓝天保卫战的重要抓手，其对环境空气质量改善起到了重要作用，相关研究机构根据空气质量模型测算，京津冀钢铁企业超低排放改造对北京市PM2.5浓度下降的贡献约15%-20%，但是由于京津冀区域气象条件复杂、行业和企业数量多，也有一些声音对钢铁行业超低排放的成效提出质疑。通过张家港市各乡镇空气质量的变化和沙钢开展超低排放的进展分析可以看出，随着沙钢全流程超低排放改造的完成，张家港全市各乡镇环境空气质量达标率与PM2.5平均浓度变化均达到近五年来的最佳水平，沙钢所在地冶金园（锦丰镇）更是以36.2%的PM2.5平均浓度改善率位列全市首位，可以很直观的看出钢铁企业通过实施超低排放改造，对改善区域空气质量作出的巨大贡献。
现货资源
| 品名 | 规格 | 材质 | 厂家 | 地区仓库 | 价格 | 现货 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺纹钢 | 12-32 | HRB400E | 长治市创发商贸有限公司 | 首钢长钢(首钢长钢) | 0 | 详情 |
| 热轧卷板 | 15.50×1500 | Q235B | 宁夏祥合明贸易有限公司 | 包钢(银川市西夏区) | 0 | 详情 |
| 普碳中板 | 14 | Q235B | 唐山沐翌供应链有限公司 | 唐钢(金秋港) | 0 | 详情 |
| 低合金板 | 60 | Q355D | 安阳市润兴商贸有限公司 | 安钢(中拓物流) | 0 | 详情 |
| 无缝管 | 12*2 | 20# | 山东东银金属材料有限公司 | 聊城精密(东银库) | 5700 | 详情 |
| 圆钢 | 12 | HPB300 | 新疆硕丰供应链管理有限公司 | 昆仑(乌鲁木齐中心库-钢厂) | 0 | 详情 |
| 热轧卷 | 3.0*1800*C | Q235B | 上海盛钢联供应链管理有限公司 | 万钢(泉安/长和隆) | 0 | 详情 |
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