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钢铁企业能源构成与节能措施分析

2021-12-01

科学与信息化 2021年4期
关键词:焦炉煤气高炉煤气

河钢集团唐钢公司 河北 唐山 063000

在全球能源危机背景下,钢铁企业在推动我国积极发展的同时也暴露了一些问题。作为我国能源生产的最大产业链,钢铁企业全生产过程如焦化、烧结、炼铁、热轧等都会产生大量烟气物,内混合煤气、氮气、粉尘等,对大气环境造成直接危害。面对着可持续发展的要求,我国钢铁企业也开始加强节能降耗生产,将降本增效作为一个生产着力点。现以钢铁企业能源构成作为分析点提出了一些节能措施,具体内容如下。

1 分析我国钢铁企业能源系统管理存在问题

钢铁企业是我国重要的工业经济产业,在带来巨大的经济收益的同时,钢铁企业的能源消耗量也在不断攀升,现已经占据到我国能源中耗能15%以上。由钢铁生产排放的二氧化碳也上升到了全国总排放量的10%、工业废水排放量已经超过了15%。可见,钢铁企业生产对全球生态环境保护带来了巨大的挑战,也加重了我国能源经济改革。此外,从我国钢铁企业的能源管理现状来看,其存在部门多、组织协调能力差,设备管理落后、专业技术不达标等问题。内忧外患之下,钢铁企业能源管理改进和优化问题变得十分重要[1]。

2 分析钢铁企业能源构成以及耗能特点

钢铁企业可有效带动我国经济发展,也在很大程度上加重了全球经济能源危机。从钢铁企业可持续发展以及经济化建设要求来看,钢铁企业的能源耗能多在于生产系统、能源转换耗能两个方面。通过研究企业的生产流程,分析其能源构成,可以有效优化单体设备、整个工艺路线,进而促进产业改革。

2.1 探讨钢铁企业工艺流程

完整的钢铁生产工艺流程包含了焦化、烧结、炼铁、热轧等工艺流程,所使用的原材料有水、焦炭、煤粉、电能等,整个生产工艺流程中会生产出混合煤气、压缩空气、焦炉煤气等气体,若没有进行优化处理,可导致大量的工业废气直接影响自然环境。

2.2 钢铁生产的能源介质构成

现分析整个钢铁生产中参与的能源介质,进而研究出能源的利用率、损耗量以及转化率,以此来实现节能目标。

从能源介质的构成来看,钢铁生产重点能源介质有高炉煤气、电力、蒸汽、转炉煤气、焦炉煤气等,其中高炉煤气的介质份额接近二分之一、而焦炉煤气略大于四分之一、电力耗能约为16%,蒸汽、转炉煤气大于5%,其余的能源介质单量均低于3%。从工序角度分析能源介质特征可知,高炉煤气在焦炉燃烧和混合煤气燃烧中供能最多,其可以占据整个消耗量的30%左右,焦炉煤气多用于CCPP发电、混合煤气燃烧等,在连铸切割用量最少。转炉煤气在加热炉中的消耗量较大,大于钢包烘烤消耗。电力消耗也属于常见的能源介质,电力系统主要供能类型有生活用电、工艺用电以及生产用电,其多是将电能直接转化成机械能、热能等,直接作用于主抽风机、工艺热处理环节。电力系统对比其他的能源介质优势明显,相关操作人员可以通过改良工艺参数来优化工艺电节能处理,可实现吊车运行、提升泵站运行等,有效减少和改良空载、空转问题,通过采用一些现代化的变频技术,可为生产提供照明、生活用电等,进而实现节能目标。蒸汽能源介质也多运用于转炉、干熄焦等化学工序,能源回收率占比大于80%。烧结结构能源介质的特点在于燃烧固体燃料来实现持续性功能,上文所述的电力系统主要为工艺用电功能,随着电能消耗量增加,整个系统的漏风率也会直接提升。而烧结系统可以减少台车之间的空隙率,进而改善环冷机生产质量,可直接减少主抽风机和环冷鼓风机的能源消耗。炼铁能源介质对比烧结系统,其主要体现在耗能原料不同,高炉系统采用了煤气和固体燃料混合的模式,通过8:1的比例,促进固体燃料充分燃烧,采用INBA法处理高炉渣,可保证余热充分回收,还能够实现解冻和长时间供暖需求[2]。

3 对于提升钢铁企业能源节能化管理的措施建议

3.1 构建完善的能源系统网络

建议相应的钢铁企业建立完善的能源管理系统,借助网络技术来实现集成化管理,动态化观察不同能源构成体系的转化效果。此外,要积极运用自动化生产网络技术,针对不同的钢铁厂区建立科学的能源数据网络系统,提升能源监督。

3.2 建立能源中心

建议钢铁企业针对生产区域建立数字化、信息化、智能化的能源中心,通过建立完善的部门管理制度,加强各个组织的信息交流、资源共享,加强生产数据监督,让相关工作人员才能合理利用这些数据信息对工厂的能源进行有效把控,最终实现节能降耗目标。

3.3 不断优化生产设备

建议相关单位提高现有能源进线电压等级,优化配电设备建设,升级烧结系统、蒸汽炉等,不断加强余热、余能回收,进而提升生产精度,进而减少对环境的影响,为社会的经济建设做出更大的贡献[3]。

4 结束语

综上所述,煤炭、煤气、电能、蒸汽等都是钢铁企业生产的重要能源介质,其可以为烧结、高炉、加热炉等功能,满足其生产要求。随着生产工艺愈加复杂,能源循环时可导致能源损失,大量的余热、烟气、杂质等排到室外,直接影响大气环境。通过采用科学的节能措施可提升能源介质的转化率,帮助钢铁企业实现高效、零排放经济。

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