节电措施

淘汰或直接取消 110kV 及以下等级进线，以降低传输损耗和电压等级转换所造成的损失。转炉钢厂 的购电需求及合理进线电压等级如表 2。
3 转炉铜厂节电意义下的更新 转炉钢厂节电意义下的更新从电技术手段的角度来看，不仅要通过变频调速节电、静态和动态补偿 装置节电，而且要运用电技术和信息技术开辟新的节电渠道，挖掘节电潜力，完善转炉钢厂节电。 ●采用电气技术深化转炉钢厂节电 应用电力电子变频技术可实现转炉钢厂节电。随着电力电子技术、微电子技术和控制技术的发展和 完善，各种拓扑结构的高压变频器相继出现。近年来，多重化完美无谐波矢量控制高压变频器以其 功率因数高、无谐波和可靠性高而受到越来越多的用户欢迎。这种变频器输入谐波小，对供电电网 无污染；输出谐波小，电机附加发热和转矩脉动小，现已广泛应用于冶金领域。 例如通过对某转炉冶炼工艺的分析， 该转炉在炼钢过程的不同阶段对除尘风量的大小有明显的不同， 以吹氧冶炼为最大，其他除尘为最低。通过对转炉炼钢过程的分析，对除尘风机的控制设计可使除 尘风机运行在两种状态，高速和低速，并可以调节：转炉容积越大，对其除尘风机运用变频器会有 更大、更好的效益。 无功补偿是节电的一个重要途径，末端电容器补偿、静止型动态补偿装置等已经广泛应用，以下介 绍目前钢铁企业可用的一种旋转补偿方法，作为其他节电手段的补充和完善。 转炉钢厂电力系统中主要负载是异步电动机等，这些设备的投入给企业电网输入了大量
●以电能形式回收转炉炼钢煤气余能的再电气化 随着对节能减排的要求越来越高，转炉煤气回收越来越受到重视。回收后的转炉煤气(LDG)平均热 值在 7．5± 0．5MJ／m3，介于回收后的高炉煤气(BFG)和焦炉煤气(COG)之间。为供转炉以外其他工 序如轧钢加热炉使用，LDG 与其他煤气混合，混合煤气(MXG)热值在 8．0—9．0mJ／m3。 管网作为煤气缓存及压力调节，整个煤气管网起到向用户持续供应的重要作用，也使以电能形式稳 定回收富余煤气成为可能。 例如某 500× 104t／a 钢铁企业装备 1× 30MW 1× 5MW 的汽轮发电机组， 7． 包括煤气锅炉 1× 130t／h、2× 35t／h，2 台转炉煤气柜容积分别为 10× 104m3 和 5 x 10％’以及汽机房、 相应电力设施，以龟能形式回收种南转炉煤气项目总投资 2．0 亿元，可回收电量 2．55× 108kWh／ a，静态投资回收期 2 年。 ●以电能形式回收转炉烟道冷却低温蒸汽余能的再电气化 转炉钢厂一般根据余热蒸汽的压力等级、可供蒸汽量的大小，并网后用于厂内直接使用，再富余部 分还可向外输送。但是，蒸汽的输送距离不能太长，远距离输送蒸汽会导致过大的压力损失和热损 失，同时蒸汽也不可能储存。所以，得不到就地利用的可并网蒸汽通过厂区并网送到热电厂发电是 最佳选择。 就地利用转炉烟道冷却低温蒸汽也是可行的。低温余热回收发电指的是利用 100℃以上工业余热产 生的低品位蒸汽，来推动专门设计的低参数汽轮机组发电。可根据特定的转炉过程余热蒸汽采取相 应技术设备方案，进行电站选址方案设计及传输管网和锅炉布设方案设计、低参数汽轮机工程设计 及整个发配电系统的方案设计。 2 转炉铜厂电力系统重构 重构指的是不改变外部行为的条件下对现有设备和元件构成进行修改的过程。转炉钢厂电力系统重 构的主要策略是电力设施的大型化和高效化。 ●余能发电设备大型化、能源转换高效化
转炉钢厂节电思路 孙浩 本文提出转炉钢厂节电模式，即在再电气化、重构和更新“三重奏”模式下，阐述了转炉钢厂节电思 路和值得重视的若干要点，如涉及转炉过程余能回收挖潜、电技术改造及余能发电机生产运行节电、 信息和控制技术运用于节电等方面。 一前言 电能作为高效的清洁能源，一般占整个转炉钢厂全部能源消耗的三分之一。节电是钢铁工业应对节 能减排紧迫形势的一条重要途径。转炉钢厂节电是炼钢节能系统工程中的一个重要方面。转炉钢厂 节电可以通过合理规赳转炉钢厂余能回收发电、转炉钢厂采用节电装备技术和优化转炉钢厂电能设 施的运行等来实现。 二转炉钢厂节电思路 在循环经济减量化(reducdon)、再循环(recycle)、再利用(reuse)3R 基础上，针对钢铁厂节电提出以新 3R 为核心的转炉钢厂节电思路，即再电气化(re—electrification)、重构(reconfiguration)和更新 (renovation)。 转炉钢厂节电的再电气化、重构和更新，基本出发点是推动开源、节流，按照系统协调模式进行统 筹兼顾。 “开源”就是从配置以电能的形式回收余能的装备入手， 并采取装备大型化和高效化方案； “节 流”就是从电气设施运行减少耗电人手，从系统分析的角度出发，给出技术措施或管理手段。 1 转炉钢厂的再电气化 通过以电能的形式回收余能增加内部电源点也是转炉钢厂再电气化的关键。 转炉钢厂余能资源包括转炉煤气、转炉烟道冷却低温蒸汽等。根据我国转炉钢厂现状，以电能形式 回收转炉余能是转炉节能减排一条良好途径。其原因有三点：首先电能是一种高效的清洁能源，为 转炉生产过程所必需；其次，电力网可以视为一个海量的电能系统，支撑及作为缓冲接收和消纳余 能发电所获得的电能量；再有重要的一点，就是余能发电作为接近终端负载的发电机可以带来调相 的好处，从而提高转炉炼钢厂的功率因数，减少无功损失，使企业电网的运行效率得到提高。
摘要：根据钢铁企业的供用电特点，结合节电技术，就企业如何节能节电进行分析探讨，提出 从供电层和用电层、提高电气系统的功率因数和谐波处理、电能监测与管理层节电等方面采取 的节电措施。 关键词：钢铁企业；节电措施；供电层；用电层 中图分类号：F426.31 F206文献标识码：A 文章编号：1672－4801(2010)04－066－04 能源是人类赖以生存和活动的物质基础，它直接关系到国计民生问题。当前世界金融危机的 全球性蔓延，部分行业经济效益出现大幅度的下滑，甚至亏损。所以，积极推进科学发展，全 力做好节能减排工作是为企业生产获取利润的最有效途径。 1 钢铁行业节能形势 我国钢铁企业在整合和优化的过程中，技术装配和自动化程度已有相当的水平。但是目前钢 铁企业仍是生产链中的耗能大户，它是一个由冷到热，再由热到冷的工艺生产线企业，如何利 用中间的热能变化，进行能源的再利用是一个企业可持续发展的长期规划。焦化干熄焦发电工 程、烧结余热发电、煤气余热回收、锅炉蒸汽制冷等节能技术，逐渐在各钢铁企业得到广泛的 应用。 但是，大项目新技术应用的节电技术，这只是实现节能目标的第一层次。而全面地对企业现 有配电网及其设备采取整体节电措施，这是实现节能目标的第二层次。所以，钢铁企业目前在 节电增效这一环节上，还有巨大的潜力可挖。本文结合实际和查阅相关资料，总结出几点钢铁 企业节电思考，供共同分析探讨，为企业节能增效出一点微薄之力。 2 钢铁企业部分节电措施 电气设备是以满足生产工艺为原则，新上设备工艺的自身节能是大的前提。作为电气设备来 说，以电压电流的形式做功，将电能转换为生产需要的机械能、光能等形式。减少无谓的电能 消耗，一是提高电气设备的效率节电，二是提高电气系统的功率因数和谐波处理节电，三是电 能监测与管理层节电，四是绿色能源的利用。 2.1 提高电气设备的效率 提高电气设备的效率，主要是减少空载损耗、负载损耗和热损耗。可从供电层和用电层分别
感性无功，导致电网功率因数大大降低，通过采取相应的措施来提高企业电网功率因数，减少全厂 无功损失是节电的一个重要关键。 调相是电力系统一个成熟的技术。 随着电力电子技术的发展和静止无功补偿器(SVC)的兴起， 电力系 统中专用调相机使用已大为减少。但是，由于转炉过程钢厂余能发电设备接近终端负载,存在余能发 电设备兼作无功调相机的可能性和可行性。 具体步骤则是通过改变余能发电机的励磁电流，可以改变其汲取的无功功率，亦即通过余能发电设 备在接近终端负荷的地方向系统发送容性无功来抵消感性无功，从而提高系统功率因数。从管理角 度则需要对电力技术节电从系统和整体角度把握，对余能自发电部门考核的只是不能停留在考核有 功功率即电能量的生产量上。 ●通过信息与控制技术完善转炉钢厂节电 以工业化带动信息化，以信息化促进工业化。信息技术对于钢铁工业节电也是具有不可忽视的重要 作用。 近年来，信息技术中的实时数据库技术、分布式数据库技术、数据和知识挖掘、完善的软件平台技 术和网络等在钢铁企业均得到了广泛的应用，不少企业还专门设有信息化部门。如果采用 SPC 一统 计过程控制工具对转炉过程不同班次、不同铁水来料、不同钢种产品进行电耗分析，可以快速找出 差距，反馈给相关人员，从而在一定意义上达到推广节电的目标。 统计过程控制，原本是用于生产质量控制的一个统计分析工具，随着信息技术的发展，应用面越来 越广，通过用电数据库的软件自动统计分析，特别是同一家企业内部自身不同班组人员、不同批次 产品耗电实际值的比对，比与不同装备、流程和产品的兄弟企业比，更具有实际意义，通过审视自 身，可以发现问题，摆脱能源电力效率低下的状况。 因此，运用统计过程控制来分析问题，挖掘转炉钢厂节电潜力，也将是一条行之有效的节电途径。 在控制技术的运用方面，转炉吹氧终点控制可以提高终点碳和钢水温度控制命中精度，达到较好的 节电效果。伴随着现代炼钢技术的发展，终点控制技术大致经历静态、动态和闭环控制三个发展阶 段。自 20 世纪 60 年代开始，国外逐步采用计算机对转炉吹炼进行控制，70 年代从静态控制向动态 控制发展。
对于按照产业布局调整及淘汰落后而规划建设的终期规模为 3000 万 t、500 万 t 为一步过渡规模、首 台阶为 1000 万 t 的包括转炉钢厂钢铁新基地，CCPP 余能发电设备规模至少应在 150MW，1500t 及 以上，并应规划建设 300MW 规模的特大型 CCPP 以提高余能发电效率。 ●进线电压等级高等级化和变压器大型化 按照“十一五”电力规划设想，2010 年的装机容量为 6．5× 8kw，比 2005 年末的 4．8× 8kW 增力 10 10 口 1．7× 8kW；到 2020 年，全国电网可实现通过特高压联网，跨电网输送容量将超过 2× 8kW， 10 10 占全国总装机容量的 20％以上。 运用特高压可以比现在最好水平的 500kV 超高压送电效率提高 5 倍 以上、送电距离可延长 2 倍，同时节省ห้องสมุดไป่ตู้60％的土地资源。 500kV 已经成为骨干电压等级。 750kV 及 1000kV 巳开始试验性运行。 千万吨规模的钢铁厂需要输送 的电能量大致在 50× 8kWh。导线大小，全国电网由国家电网和南方电网管理的骨干电压的等级已 10 经达到 500kV，因此钢铁企业的外部供电条件已大大改善。 作为高耗能产业的钢铁电力最终用户，一方面要积极争取获得直供；另一方面，也必须重视提高大 型转炉钢厂一次侧进线电压水平，减少电压转换层次。鉴于 1000kV 高等级输变电设备已在国内商 业运行，500 万 t 及以上规模包括转炉钢厂在内的钢铁联合企业至少应采用 220kV 等级进线，逐步
在某些炼钢能力大于炼铁能力的场合下，为了用有限的铁水生产更多的钢，多吃废钢降低铁耗，往 往采用增碳法终点控制。欧洲大多数钢厂都把终点含碳量控制在 0．07％左右，然后在钢包内用石 油焦增碳操作来冶炼中高碳钢。 据不完全统计，国内近百座 100t 以上的转炉中，较多早期投产的转炉仍采用经验法炼钢，因此应根 据具体条件和情况采取适宜的操作方法，以取得较为理想的吹炼和节电效果。 三结束语 中国钢铁工业产能已经超过 5 亿 t，产量也超过 5 亿 t。总量达到并连年稳居世界第一，规模大、能 耗趋增排放居高、竞争力缺乏的业态凸显。粗略估计，中国钢铁工业能耗占全国总能耗的十分之一。 分析表明，钢铁工业节能减排是当务之急，亦是中国从钢铁工业大国走向强国的必由之路。 让我们一起把转炉钢厂节能节电工作做得更深入、更细致、更扎实，针对转炉钢厂节电提出切实可 行的解决方案，为钢铁工业的节能减排做出应有的贡献。
转炉钢厂使用燃气一蒸汽联合发电技术(CCPP)值得大力推广。CCPP 技术目前已趋于成熟，其效率 高于其他形式的余能发电。宝钢、马钢和包钢相继建设了 145MW 的 CCPP 机组，其他企业也先后 建设了一大批机组，规模从几千千瓦到十万干瓦不等。 CCPP 作为一种高效余能发电工艺， 其发电效率高于其他形式的余能发电， 在新建转炉钢厂或转炉钢 厂技改中应当有所作为，表 1 给出了转炉钢厂采用 CCPP 后的余能发电量。