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钢铁行业节能改造方案

河北某钢铁有限公司是集生铁、钢材、铸管、高炉煤气发电生产销售于一体的联合生产企业。现有炼铁高炉2座(其中420m³1座、630m³1座,年设计产能130万吨);50吨转炉2座,年设计产能180万吨;36㎡、90㎡、110㎡烧结机各1座,年设计产能200万吨;喷煤站2座、0.3MW×2发电机组、1.5MW×2发电机组和高炉煤气余压透平(TRT)发电项目;10个闭路循环工业用水系统。其中烧结工序电耗为49.19 kWh/t,高炉炼铁工序电耗为112 kWh/t,与行业标杆值(38110)还存在较大的差距。

公司贯彻落实国家的产业政策和有关法律法规,淘汰落后产能设备和生产工艺,着力技术节能改造,实现资源综合利用。主要设备和生产工艺流程及办公采用微机网络管理体系,实现自动化控制,余热余压利用充分。各个分厂利用人工抄表的用能数据和生产数据,进行用能量的分摊计算和经济技术指标的对标分析,并与工资考核直接挂钩。然而在国家节能减排要求日益严格,市场竞争日趋激烈的背景下,企业认识到建立统一的能源管控系统对提升生产及能源管理水平,优化平衡能源使用、降低能源消耗、实现系统节能意义重大。

为满足能源管理中心系统的运行要求,实现基于客观过程数据的分析和管理,满足生产与能源精细化管理要求,我方从设备运行优化、工艺管控优化、管理策略优化三个层面为该钢铁企业定制了专属的能源管理中心系统节能解决方案,同时尽可能考虑经济性、实用性原则,用小成本投入建设,项目总投资180万元。主要内容如下:

◆  数据采集、计量仪表改造:球团、炼钢、炼铁、制氧站、电厂等分厂的电力、氮气、氧气、压缩空气、氩气、蒸汽、煤气监测点共计150个(一期),同时涉及2DCS后台数据的获取。

◆  设备节能改造:对空压机等一系列设备进行节能改造

◆  工艺系统节能改造:冷却水泵系统管控策略优化。

◆  网络系统优化与改造:采用工业级以太环网技术,建设具有双备份功能的专网系统,保证网络稳定可靠和故障时的快速切换。

◆  应用软件的定制与部署调试:包括综合能源监测系统和基础能源管理系统的功能定制与实施部署。

◆  节能应用研究:派遣具有相关行业经验的资深节能研究工程师前往用户现场,指导与培训用户高效的操作系统,发挥能源管理中心系统应有的价值,并与用户共同挖掘与完成部分节能技改方案。

经过半年试运行,目前能源管理中心系统已在该公司取得了实际应用效果,极大提高了该公司日常能源调度和生产管理的自动化、信息化水平。借助于我公司节能系统特有的分析诊断模块和定制的节能方法、策略,也取得了较好的节能效果,年节能收益136.2万元。介绍如下:

●  完善能源计量体系,实现生产管理报表自动统计与分析,减少统计人员数量

针对不同业务部门的管理需求,定制不同的统计分析报表,满足个性化需求,减少人工统计、制作报表的工作量。包括:生产用能成本分析日报、月报;用能实绩日报、月报;用能指标分析日报、月报等。

●  实现能源管理由事后管理向事前管理转变,提高信息化、自动化程度

① 对能源系统的运行进行全过程的监测、跟踪、分析、处置和管理,减少能源系统对生产的影响,确保系统及设备的安全;

② 收集实时负荷信息、二次能源产生信息、设备检修信息等,根据生产要求进行平衡分析预测,合理调配能源使用;

③ 预测能源消耗指标,实现能源计划与调度的精确管控。

●  设备经济运行优化管控,降低能源消耗

    ①喷煤厂使用三台空压机,通过系统查看空压机的运行数据发现存在明显加卸载情况。采用电机节电器闭环控制后,年可节约用电成本16.8万元,同时避免卸荷器的频繁工作,降低空压机维护和保养成本;

现场补偿主要在各个发电单位来控制补偿,部分动力变压器的功率因数偏低,导致线路负荷增加,线损浪费较为严重。鉴于该种情形,根据系统监测的功率因数变化情况,实现精确的无功补偿,能有效减低铜损及线损,提高电能利用率,从而达到节能降耗的目的,年可节约用电成本10万元;

③连铸净环给水泵根据生产工艺要求,进行局部调整,采用电机节电器进行节能改造;

④现场大量变压器的负荷率较低,长时间运行在不经济区间,损耗严重。根据系统负荷数据的积累,为调整变压器的运行方式或报停提供依据,一年可节省电费开支19.5万元。

●  能效对标,实现生产能耗指标控制、优化

目前该企业主要考核环节有:高炉铁水、机烧、喷煤、炼钢。在日产量稳定的情况下,均存在不同程度的波动(如炼钢单耗波动为26.85-36.55kwh/t)。通过相关工艺参数的关联分析,挖掘单耗波动的原因,并制定相应管理措施和制度,稳定单耗在良好水平,将有效的起到节能降耗的作用。

●  强化能源管理制度落实与考核,实现精细化管控

钢铁生产的球团、炼铁等环节有大量的生产主机设备,如烧结机、高炉等。为了保证这些主机设备能够安全运行以及保障生产的正常进行,布置了大量的辅机设备如皮带、水泵等。系统通过报警的方式进行设置,及时提醒设备运行异常、能源空跑浪费等问题,有效管控与解决设备安全与空跑类问题,一年可节省电费开支14.3万元;

系统根据冷却循环系统的回水与出水温度之差,在满足实际需要的前提下,通过精细化控制变频器运行状态,一年可节省电费开支25.6万元;

以系统监测为依据,严格实施错峰用电,每年节约电费支出50万元以上。




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