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钢铁企业综合节电技术“秘籍”

2020-11-20 10:28 来源: 网络
  据统计,钢铁行业耗电量约占全国总发电量的10%左右。推进钢铁行业节电工作,对缓解全国电力紧张状况、促进钢铁企业节能增效有重要作用。近年来,钢铁行业积极开展综合节电工作,大力推行节电工艺、技术和设备,取得了有效进展。但钢铁行业的电力需求侧管理(指在政府法规和政策支持下,采取有效措施及运作方式,提高终端用电效率和改变用电方式,在满足同样用电功能的同时减少电力消耗和需求的管理活动)水平仍有差距,亟待提高。



  探索:生产效能与用能配比合理性

  冶金企业的结构调整进一步推动了节能降耗向深层次开展,即由单体设备节能向工艺系统优化节能转变,由单一抓能耗量降低向抓能耗量降低和用能费用降低相结合方向转移;在产品结构调整投入中注重向节能基本建设和技术改造倾斜,坚持重大项目的技术高起点和节能高起点;注意上下工序的优化配合和合理衔接,实现系统优化节能。

  冶金工艺节电应注重新上项目设备选型时必须优先采用节能、节电产品。在役设备要通过严格的能效标准和技术改造措施,淘汰落后的工艺、技术和装备,推广节电节能产品和技术。积极采用相关节电生产工艺,如连铸、连轧生产工艺。同时,还要重点抓好企业二次能源的综合利用工作,如搞好余热余能的回收利用,实施热电联产工程。

  冶金设备向大型化、现代化转化,使得生产节奏不断加快,工艺对电力设备容量不断加大,如电炉、轧机配电容量成倍大于其按产品单耗计算的用电功率。用超大的功率配置来换取生产中短暂的峰值负荷供给,其结果导致用电设备多数时段处于非经济运行状态,造成电能设备的极大浪费,影响需量电费增加。工艺在生产效能与用能配比的合理性上值得探索。

  招式一:电网升压改造

  外部供电电源升压改造节电。随着冶金设备趋向大型化及高度自动化,工艺设备电气装机容量越来越大,同时钢厂各车间包含大量一级和二级负荷,对供电的连续性、可靠性要求很高。对于500万吨级以上钢铁企业,电源电压采用220kV较为合理,位置更靠近负荷集中的地方,能相对减少输变电损耗,增加供配电系统的供电能力,提高可靠性、灵活性和适应性,并为企业今后扩大发展用电需要奠定基础。钢厂自己配套建设专用220kV变电站,主变二次侧可以采用35kV、10kV电压等级,直接对炼钢负荷供电,并采用35kV电压等级向铁前系统35kV变电所、炼钢35kV变电所、轧钢35kV变电所、制氧35kV变电所送电的方式确保项目用电。目前,全国几大区域电网220kV和500kV网架均已经联网,是支持钢铁企业自建220kV变电所可靠的电源保证。220kV比110kV电压等级电费每千瓦时低0.023元,以企业外购电量15亿千瓦时计算,年可直接节省电费开支近3450万元,应引起企业领导层的重视。

  企业内部配电网络升压改造节电。许多钢铁企业多年来逐步形成的供配电系统与今天的生产形势之间存在不尽合理的情况,加强企业内部配电网络升压改造也应提到议事日程。结合结构调整淘汰6kV电压等级,新建项目高压用电设备和车间变电所一次侧全部采用10kV电压,能有效提高高压用电设备出力和系统供电能力。

  招式二:变压器经济运行

  变压器经济运行是通过优化理论,将定量化计算与变压器实际运行工作状况相结合的一项应用技术,通过检测、计算择优选取变压器最佳运行方式、运行最佳组合以及负载调整的优化、变压器运行条件优化措施,达到充分发挥变压器效能的目的。这项技术投资很少,是向技术智能挖潜、向科学管理挖潜,实施内涵节电的综合技术。

  变压器经济运行的技术节电措施包括:有备用变压器的变电所,选择技术特性好的变压器运行;并列运行的变压器应优选最佳组合经济运行;按变电所负载变化规律,选择变压器运行台数经济运行;常年负载波动大运行,可增设小容量的变压器作为调节,或配置两台不等容量的变压器分列运行;相邻分列运行的变压器轻载时,可选择共用的运行方式;设计选配、淘汰更新时,要确定变压器经济运行方式和经济运行区;调整变电所之间的负载,合理再分配达到变压器经济运行;改善外部条件实现变压器经济运行,包括提高变压器负载侧功率因数、降低运行温度、避免变压器超负荷运行;调整变电所之间的变压器,改善特性达到经济运行;对需多级降压的变配电所,优先选择大变比的变压器或三线圈变压器。

  变压器经济运行的管理节电措施包括:明确管理机构,建立考核制度;确定全面开展变压器经济运行的方案;对在线变压器运行情况进行检测计算,完善计量、建立档案;各变电所要标明变压器经济运行方式和运行区域图表;各变电所要建立变压器经济运行技术档案和运行纪录,每半年进行一次经济运行分析,并将结果存档;当用电量发生大的变化,变压器台数、容量发生变化时,应重新校验变压器经济运行数据;考核全年经济运行时间不得少于全部运行时间的80%。

  招式三:电机系统节电技术

  钢铁企业电机的应用非常广泛,其电机耗电量占总耗电量的60%~70%,节能潜力很大。

  电机系统能效提升的主要措施包括:一是更新淘汰低效电动机及高耗电设备,推广高效节能电动机、稀土永磁电动机,高效风机、泵、压缩机,高效传动系统等。二是提高电机系统效率,推广变频调速、永磁调速等先进电机调速技术,改善风机、泵类电机系统调节方式,逐步淘汰闸板、阀门等机械节流调节方式,合理匹配电机系统,消除“大马拉小车”现象。三是以先进的电力电子技术传动方式改造传统的机械传动方式,如电动机智能模糊控制器,根据负载改变电动机的做功大小满足生产的需要,逐步采用交流调速取代直流调速,采用高新技术改造拖动装置等。四是优化电机系统的运行和控制,推广软启动装置、无功补偿装置、计算机自动控制系统等,通过过程控制合理配置能量,实现系统经济运行。

  招式四:绿色照明

  照明节电不是降低照度,而是利用先进的照明技术,采用高效节能光源和灯具。节能灯由于节电综合效果显著被世界绿色组织称之为绿色照明。

  在以三基色节能灯、半导体LED灯、金属卤化物灯、镝灯、钪钠灯和高显钠灯为代表的第三代新光源问世以前,在车间的高大主厂房主要采用白炽灯、高压汞灯,发光效率低,光色差,耗能多。节能电光源与白炽灯、汞灯、钠灯相比,节电率高、显色指数高、寿命长、无频闪、无自熄、温度低,具有很高的经济效益、社会效益,对保护工人视力、稳定作业场所亮度、减少维护工作量也起到一定的作用,并可根据现场要求分别选用分体式或连体式,推广价值高。

  据介绍,原来宝钢通过对厂区主干道路实施照明节电措施,年可节电180万千瓦时;通过对生产区室内外照明回路实行节电措施,年可节电660万千瓦时;推进实施主工序生产厂房绿色照明工程,预计可节电1300万千瓦时。

  招式五:完善余热余能自发电

  当前全国主要钢铁企业平均自发电比例约34%,最大发电能力约为1800万千瓦,年发电量1100亿千瓦时,对提高企业的经济效益带来明显效果。目前,钢铁企业利用余热余能自发电,仍有完善的空间。

  发挥燃气-蒸汽联合循环热电厂的效率。国内多家钢铁企业已建成近20台燃气蒸汽联合循环发电机组,但国内仅宝钢150兆瓦和武钢150兆瓦燃气-蒸汽联合循环热电机组在发电的同时外供蒸汽,为真正意义上的热电联产,其余企业机组均仅用于发电,这大大降低了能源的热电转换效率。

  重视低品位的余热资源转换电能。可以直接将低品位的不同种类的余热余能转化为统一形式的余热蒸汽再转换成电能,建立分布式发电站,实现钢铁企业低品位余热余能就近回收、就近输送、就近使用,具有能源输送效率高、耦合匹配率高的特点。不仅建厂投资成本低,而且经济效益显著。

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