钢铁行业节能解决方案

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节约49%。而用调节阀时,仅节约5 %左右的能量。 采用节能控制系统后,提高电机的效率,改善其功率因数, 减少电机的工作电流,延长电气器件的使用寿命;变频器运行为 缓启缓停,能够消除原系统的水锤现象,免除系统机械冲击,保 护管路及水泵;减少冷却水塔水漂现象;降低电机和冷却塔的噪声。
钢厂由于用水不是每时每刻都处于恒定状态,因此水泵的流 量不加控制的话,在用水低峰期,泵口压力增加,浪费能源。利 用变频器对水泵进行调速。即可达到节能目的。采用压力传感器 PID调节器与变频器构成一个闭环自动控制回路,使整系统自 动控制流量,保持压力恒定,从而使供水泵在最佳节能状态运行。
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γQH γSQ 3 = η η P— P=
Q— H—
γ— η—
S — 管道阻力特性系数
调节阀门时虽Q 减少,但H 增加,并且效率降低。其节能效 果相当有限。 空调系统的节能控制不是简单的水泵变频调节。合理的方式 是对最不利系统进行压力和温度的监控以及控制间歇运行或负荷 变化较大的系统流量。在满足最不利环路运行的前提下,适当控 制水泵的流量输出。行之有效的方法是通过变频调节改变水泵的 转速而达到节能目的,当流量减少时,功率P 以立方关系递减。 由此节能效果明显。比如流量为80%时,则耗功仅为原来的51%,
2.空压机变频节能方案
空压机在各厂矿企业中应用 极广,特别是在石油、化工、动 力等工业领域中已成为必不可少 的关键设备,是许多工业部门工 艺流程中的核心设备。提供自动 化生产所需的压缩空气足够的供 气压力, 是生产流程顺畅之要素, 瞬间的压降, 即会影响产品品质。 通常用户通过空压站来给各车间 供气,各车间用气量的多少是经 常变动的,而且不同时间的用气 量也是不相同的,因此供气不足 或者供气过剩的情况时有发生。 而用气和供气之间的不平衡集中 地反映在供气的压力上,保持供 气压力的恒定,可以使供气和用 气之间保持平衡,从而提高供气质量,维持各车间的正常生产, 保证产品质量。空压机系统主要由压缩机、气筒、螺杆、加热器 等构成,其中压缩机的动力-螺杆根据气筒温度和产品生产量的 变化随时改变速度,维持最合适的速度。利用变频器驱动压缩机螺杆驱动系统克服了以往电 源驱动方式中速度无法改变的缺点,体现了速度微调功能,提高 了生产线的生产效率和产品质量,同时通过变频器的各种保护功 能,避免了电机损伤。空压机使用变频调速后节电率可达20%以上。 同理,钢厂各类气体压缩机,如氧压机等也可进变频调速。
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3.变频调速节能原理
从流体力学的原理得知,使用感应电机驱动的风机, 轴功率 P 与风量 Q,风压 H 的关系为:P∝Q*H,当电 动机的转速由 N1变化到 N2时,Q、H、P 与转速的关系 如下: � Q2 � H2 � P2 = = = Q1 X n1/n2 H1 X (n2/n1)2 P1 X (n2/n1)3
四.结论…………………………………………………………………15 附件………………………………………………………………………16
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一.公司简介
北京科瑞易联节能科技发展有限公司是中关村科技园区的外 商独资高新技术企业。母公司是香港上市公司科瑞控股(香港联 交所股票代码 8109) 。是专业从事工商业节能环保的智能化控制 与管理系统的设计开发、生产、销售、安装及咨询服务的高新科 技企业。拥有多项节能方面的国家专利。获《高新技术企业证书》 , 并通过了 ISO9000:2001 认证。
n1-代表风机在额定转速运行时的特性; n2-代表风机降速运行在 n2 转速时的特性; R1-代表风机管路阻力最小时的阻力特性; R2-代表风机管路阻力增大到某一数组时的阻力 特性。
可见风量 Q 和电机的转速 n 是成正比的关系的, 而所需的轴功率 P 与转速的立方成正比的关系,所以当 需要80%的额定风量时,通过调节电机的转速至额定转 速的80%,即调节频率到40.00HZ 即可,这时所需功率
7.余热发电方案
钢铁企业很多生产过程都产生大量的废热,利用这一部分废 弃物发电具有重要意义 � 利用废气余热代替化石燃料供热,减少了温室气体排 放; � 降低烧结工序能耗,节约一次燃料资源,降低钢厂的 单位产值能耗,增加了企业的经济效益; � 减少当地常规火电厂带来的SO2、NOX、粉尘之类的大 气污染,有助于改善当地的能源结构,保护了自然环 境,有利于企业可持续发展战略目标的实现。
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烧结环冷机余热发电闭环烟风系统图
烧结环冷机余热双压蒸汽发电系统采用立式自然循环双压余 热锅炉。采用双通道烟气进气系统,高温烟气经部分中压受热面 换热,低温烟气经部分低压受热面换热,高温烟气烟温降至与低 温烟气相当后,两股烟气混合后再与其余的受热面换热,充分利 用烟气的不同品质,实现烟气热能的梯级利用,提高余热回收效 率。本系统采用的双压余热锅炉,热能回收效率在各种余热回收 方案中是最高的,可以最大限度地回收环冷机废气中的热量。
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所节约的轴功率 Delt(P)与(H2-HB) x (C-B)的面积成 正比。
4.变频改造的优点 � 安装简单,即将原高压开关柜
与电动机之间安装变频器,对原有接 线改动不大。 � 操作使用方便,变频器操作只 有简单的开机、停机和变频调整。 � 能进行无极调速,调速范围广, 且调速精度高,适应性强。 � 保护功能完善,故障率低,排 风机起动平稳起动电流小,可靠性高。 � 节电效果显著,节电率 20%以上。
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5.厂区照明解决方案
以高效节能的无极灯替换原有灯具,节电率达50%以上。
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节能与高压气体放电灯比,节能70%。 少维护长寿命可减少换灯成本。 有益健康、安全和环保 无频闪可最大程度保护视力,接近自然光。可提高安全 性和劳动生产率。
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的控制。 考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗,通过实践的统 计,风机类通过调速控制可节能达25%。
钢厂的油压不是每时每刻都相同的,这就使液压泵常处于满 载-空载-满载的运行方式之下。利用变频器对液压泵进行调速, 即可达到节能目的。采用压力传感器PID调节器与变频器构成 一个闭环自动控制回路,使整系统自动控制流量,保持压力恒定, 从而使供液压泵在最佳节能状态运行。
以烧结工序为例,烧结工序是高炉矿料入炉以前的准备工序, 烧结工序的能耗仅次于炼铁工序,一般在烧结冷却机下布置有数 台冷却风机,通过轴流风机或鼓风机,使冷却风强制穿过料矿层, 这部分的冷却风余热都可以回收利用。 烧结余热利用方式主要有 (1)在点火前对烧结料层进行预热; (2)送到点火器,进行热风点火; (3)实行热风烧结,回收烧结过程的热量和成品矿显热,降 低烧结能耗; (4)利用余热锅炉回收烧结机或冷却机废热风,所产蒸汽用于 蒸汽发电或者进行烧结混合料预热或生活取暖等。 烧结环冷机余热单压闪蒸发电系统采用立式自然循环单压余 热锅炉。
6.工辅设施解决方案
中央空调节能
中央空调负荷计算通常是按照最不利状况考虑的,并且还 会在乘以一个安全系数,而所有设备的选择都是按最不利工况来 选型。在相当一部分时间内,空调系统只是部分负荷运行(例如: 每年过渡季节, 每天早晚, 一般天气情况等)。在部分负荷状态下, 制冷机组可以通过负荷变化,自动卸载达到节能的目的。而定流 量的空调系统中,提供循环动力的水泵和风机却无法适应卸载的 变化。现在问题的焦点是如何控制调节能量输配问题(即对水泵 采取节能改造措施),达到经济运行的目的。 传统的变流量是在末端设置手动阀或电动两通阀来调节。 使用手动阀调节,系统的流量、压力均不变化,所以,水泵输出 功几乎没有变化。使用电动两通阀调节的方法,虽然降低了系统 的流量,但是却大大增加了管道系统的阻力,而水泵的输出功并 没有明显的减小。因为
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将仅为原来的51.2%。 当所需风量从 Q1减小到 Q2时,如果采用调节风门 的办法,管网阻力将会增加,管网特性曲线将会上移, 系统的运行工况点从 A 点编导新的运行工况点 B 点运行, 所需轴功率 P2与面积 H2 x Q2成正比;
如果采用的是调速控制方式,风机转速由 n1下降到 n2,其管网特性并不发生改变,但风机的特性曲线将下 移,因此其运行工况点由 A 点移至 C 点。此时所需的 轴功率 P3与面积 HB X Q2成正比。从理论上分析,
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一.公司简介…………………………………………………………… 2 二.概述………………………………………………………………… 3 三.钢铁行业解决方案………………………………………………… 4
1. 风机、泵类负载变频节能方案 ……………………………………4 2. 空压机变频节能方案 ……………………………………………… 6 3. 变频调速节能原理 ……………………………………………… 7 4. 变频改造优点 ……………………………………………………… 9 5.厂区照明解决方案 ………………………………………………… 10 6.工辅设施解决方案…………………………………………………11 7.余热发电方案……………………………………………………… 12
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二.概述
2010 年 6 月国务院办公厅下发《关于进一步加大节能减排 力度 加快钢铁工业结构调整意见》首次提到钢铁在节能减排中 有举足轻重的地位 ,提出钢铁工业是节能减排潜力最大的行业, 在节能减排工作中占有举足轻重的地位。 加强节能减排和结构调整,是转变钢铁工业发展方式、提高 产业发展质量和效益、实现可持续发展的重大举措,是适应全球供 求结构发生重大变化、应对世界铁矿石资源垄断加剧严峻形势、 增强抵御国际市场风险能力的有效途径,是抑制钢铁产能过快增长、 推进淘汰落后产能的重要抓手,是走低消耗、低排放、高效益、高 产出的新型工业化道路的必然要求。
烧结环冷机余热新型单压闪蒸发电系统图
Baidu Nhomakorabea- 13 -
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烟气系统采用循环利用方式:锅炉出来的烟气再进入环冷机, 提高了热能利用效率,减少矿尘排放,保护了大气环境。 烟气系统带100%旁路系统,若余热锅炉出现故障,控制系 统可快速的启动原环冷风机,同时关闭烟囱上烟气切换挡板门, 切换到原有工况下运行,充分保证烧结主工艺的安全和正常运行。
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三.钢铁行业解决方案
1.风机、泵类负载变频节能方案
在钢厂中拥有大量的风机、泵类负载,有许多是可以进行变 频节能改造的,例如炼铁风机房风机,助燃风机,液压站油泵, 冷却水泵等。一般风机、泵类系统大多数是靠阀门来调节出水流 量或压力,挡板这种调节方式是以增加管网损耗,耗费大量能源 为代价的,因此,不可避免的造成电能的浪费。或是使用电磁耦 合器来改变电机的转速降低能耗,但这种方式无疑会给电网造成 很大冲击。而且由于设计时,系统是按最大的负载来设计的,在 实际运行当中,绝大部分时间系统是不可能运行在满负荷状态下, 存在较大的富余,所以就存在较大的节能潜力。 采用变频调速控制装置,通过改变风机的转速,从而改变风 机风量以适应生产工艺的需求,而且运行能耗最省,综合效益最 高。所以变频调速是高效的最佳调速方案,它可以实现风机的无 级调速,并且可以方便的组成闭环控制系统,实现恒压或恒流量
实际案例
� 国外案例 美国佛罗里达州450m2烧结生产线配套520m2环冷机烟气余热 回收发电系统,该系统配备两台蒸发量33吨/小时的双压余热锅炉, 年运行时间7350小时,年平均发电量6100万kwh,年节约标煤2.7 万吨 ,每年减排灰尘量910吨,每年减排CO2量5.3万吨,每年减 排SO2量1742吨。该项目总投资1500万美元,建设周期一年,投 资回收期大约四年(含建设周期)。 � 国内案例 2009年2月20日9时,国内某钢铁厂热力厂烧结环冷机低温烟 气余热发电机组正式并网发电。该工程总投资2.14亿元,总装机 容量3.3万千瓦,年设计发电量达2.8亿千瓦时。采用在3台烧结机 的鼓风式环冷机上建设低温烟气余热锅炉,利用烧结环冷机冷却 后排出的大量280℃~400℃低温烟气余热产生蒸汽进行发电。在 提高钢厂自供电率的同时,还可满足钢厂部分新建项目的蒸汽需 求。该工程投资回收期大约四年。
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