5钢铁企业能源综合平衡

钢铁企业能源综合平衡一、钢铁企业能源综合平衡概述（一）钢铁企业能源综合平衡的定义钢铁企业能源综合平衡是以钢铁企业为对象的能源平衡，包括各种能源收入与支出的平衡，消耗与有效利用及损失的能源数量平衡。

钢铁企业能源综合平衡所指的能量平衡范围，是指在生产活动中消耗的一次能源和二次能源所提供的能量，工质和物料所携带的能量，以及在企业内部进行能源转换和传输过程中损失能量的综合系统平衡。

在平衡计算中，都是将各种形式的能量按它们的等价热量值折合成热能这一主要利用形式，所以往往又将钢铁企业能源综合平衡称为钢铁企业热平衡。

钢铁企业能源综合平衡并不是只限于能源和能量的统计分析和数量平衡这一狭义的技术经济范围，而是通过这方面的工作，广义地对钢铁企业能源管理的组织体制，用能方针和政策，企业的耗能设备乃至生产工艺流程等进行分析，提出企业近期技术改进措施和远景规划。

钢铁能源综合平衡统计是综合平衡统计的重要组成部分，是一项综合性很强的系统工程。

从微观到宏观，从单项到综合，从局部到整体，从个别能源流转环节到全部能源系统流程，形成了一个完整的能源平衡体系。

（二）钢铁企业能源综合平衡的意义钢铁企业能源综合平衡遵循输入能量等于输出能量这一基本法则，就一定时期内企业能源的购入、加工转换、输送、分配、储备、使用等整个能源系统流程进行平衡分析，就能源系统内各运行环节的特征和相互之间的联系，以及能源经济运行中所形成的总量、效益之间的制约和平衡状况。

（三）能量平衡体系能量收、支的项目是随着所选体系不同而异的，所以在进行能量平衡时必须首先确定研究的体系，它可以是一个设备，也可以是一个工序，还可以是一个分厂，乃至整个企业。

在选好体系之后，用框图代表所选的体系，而将进入和排出体系的所有各项能量用箭头标在方框的四周，这就构成了我们所研究的能量平衡模型，绘制模型图的习惯方法一般是：1．由工质（工艺流体、物料或半成品）所带入能量Q带入画在方框的左侧。

2．由外界供给的能量Q供入画在方框的下方。

3．排出和损失的能量Q损失画在方框的上方。

4．有效利用的能量Q有效画在方框的右侧。

能量平衡模型图的作用是便于分析测算，它帮助人们抓住主要项目并不致漏计和重计，同时又具有简单明确的特点。

（四）能源平衡的分类1．按所包括的能源品种范围划分（1）单项（单一品种）平衡表，单项平衡表是指某一个能源品种资源与使用支出情况的统计表。

如煤炭平衡表，煤气平衡表、蒸汽平衡表、电力平衡表、水平衡表等。

根据各能源品种资源构成与使用方向的不同，在主栏内设置不同项目。

如煤炭平衡表内设有洗选损耗指标；电力平衡表设有水电、火电、核电、其它电量及输配电损失量等指标。

分品种平衡表多采用实物量单位，也可采用标准量单位。

它是编制综合能源平衡表的基础。

例如单项煤气平衡表见表5.1。

表5.1 单项（煤气）平衡表（2）综合能源平衡表。

综合能源平衡表是在各种能源单项平衡表基础上编制的，它是单项能源平衡表的有机结合。

它把所有能源品种进行综合、加工、整理，消除一次能源和二次能源转换和利用过程中的各种重复因素，综合反映了全部能源资源的形成及消费构成等整个系统流程各环节的数量关系。

钢铁企业综合能源平衡表见表5.2。

表5.2 综合能源平衡表2．按所采用的不同计量单位划分（1）实物量能源平衡表。

实物量能源平衡表是指根据各种能源品种不同的形态，采用不同的实物量单位编制的平衡表，主要表现能源实物量供应与消费的平衡关系。

如煤炭、焦炭用重量单位“t”计算；天然气、煤气用体积单位“m3”计算；热力、电力用能量单位“J”、“KWh”计算。

实物量平衡表是编制标准量能源平衡表的基础。

实物量能源平衡表见表5.3。

表5.3 实物量能源平衡表（2）标准量能源平衡表。

标准量能源平衡表是指按能源的同度量单位（我国采用标准煤）编制的平衡表。

它是将实物量平衡表按各种能源品种不同的折算标准计量单位系数进行计算，即为标准量能源平衡表。

在同一标准计量单位下，各个能源品种才可以相加，所以综合能源平衡表就是一种标准量平衡表，其作用是反映能源的能量供应与消费的平衡关系。

标准量能源平衡表见表5.4，其中燃料数据单位均为标准煤。

表5.4 标准量能源平衡表3．按平衡表结构形成划分（1）收付式平衡表。

收付式平衡表是将能源各品种的资源和使用两个对应方面的各项指标相对照的列出，收与付的总量是相等的。

它只能反映单一能源品种的收支平衡。

收付式平衡表见表5.5。

表5.5 收付式平衡表（2）并列式平衡表。

并列式平衡表是将各能源的收支平衡集中反映在一张表内。

主栏是能源品种，并栏是能源收支存指标，每个能源品种的收支存都具有平衡关系。

能源统计基层报表就采用这种形式。

并列式平衡表见表5.6。

表5.6 并列式平衡表（3）棋盘式平衡表。

棋盘式平衡表是把能源各因素相互联系的收支关系分别在主栏、并栏相对称的列出。

国家能源平衡表和地区能源平衡表多采用此形式。

棋盘式平衡表见表5.7。

表5.7 棋盘式平衡表4．按能源平衡包括的区域范围划分（1）全国能源平衡表。

全国能源平衡表是以全国为平衡范围，是反映一定时期内全国能源流程的全过程。

采用行列矩阵形式，主栏各项表示各种经济活动和能源流程，并栏表示各种一次能源和二次能源品种。

平衡表矩阵中包括可供资源，加工和转换活动，消费活动等子矩阵，每个子矩阵有各自的平衡关系。

（2）地区能源平衡表。

地区能源平衡表是局部范围的平衡，以地区为平衡范围（如省、自治区、直辖市），是全国能源平衡表的基础。

它反映一个地区在一定时期内能源流程的全过程。

它与全国能源平衡表的表式、指标、编制方法等基本相同，主要区别是地区能源平衡表为反映各地区能源资源的形式和流向，在主栏中增设外地区调入量及本地区调出量两项指标。

（3）部门能源平衡表。

部门能源平衡表是以一个部门或一个行业为平衡范围，反映一个部门或一个行业一定时期内能源资源的形成和能源使用情况。

部门能源平衡表同全国、地区能源平衡表一样，也是采用矩阵式（即棋盘式），所不同的是根据本部门（或行业）生产和管理的特点和需要，在资源与消费方面的分组指标更细，在平衡项目上也会有很大不同。

（4）企业能源平衡表。

企业能源平衡表是以一个企业或公司为平衡范围，根据企业对能源管理的需要和本企业的实际情况，在产品生产、销售与库存，能源收、支与库存，能源消耗、能源加工转换，能源计量器具运行等一系列报表的基础上编制的综合平衡表，它反映了企业各种能源的来踪去迹以及各种能源的消费构成、加工转换的投入和产出，体现出企业能量的平衡关系。

（五）企业能源平衡的技术指标能源平衡的技术指标是用以衡量企业和设备的耗能量、用能水平、节能潜力和能源管理完善程度的指标。

由于行业的差异和设备种类繁多，只采用一两个简单的指标来全面反映上述情况是十分困难的。

在测算分析完成之后，参照我国有关规定，计算出各项技术指标是能量平衡工作中不可缺少的组成部分，这些技术指标大体上可分为以下三个类别：1．能耗指标能耗指标即单位产品的能耗量，又可分为单耗、综合能耗和可比单耗。

（1）单耗又可分为产量能耗与产值能耗，即=某种能量总耗量单位产量能耗产品总产量=某种能量总耗量单位产值能耗产品净产值（2）综合能耗综合能耗是企业在计划统计期内，对实际消耗的各种能源（包括一、二次能源各种耗能工质所消耗的能源）进行综合计算所得的能源消耗量，通常用吨标准煤表示。

综合能耗又可分为三类：总综合能耗，单位综合能耗（单位产量综合能耗单位为t ce /t ，单位产值综合能耗单位为t ce //104元）与可比单位综合能耗。

=总综合能耗量单位（产量）综合能耗产品总产量 =总综合能耗量单位（产值）综合能耗产品净产值()总综合能耗量可比能耗=标准产品产量或净产值可比单耗是为了同行业间进行比较而算出来的综合能耗，它以各行业所规定的标准产品为准。

2．利用率（1）设备能量利用率即设备效率，按下式计算： =100%=1-100%有效能量设备效率输入能量损失能量或设备效率输入能量⨯⨯⎛⎫ ⎪⎝⎭以上二式计算所得结果在理论上应该是完全相同的。

前式着眼于能量中有效的部分，其所得效率常称为正平衡效率；后式着眼于损失的部分，其所得效率常称为反平衡效率。

对于重点耗能设备要求正、反平衡都做，尤其是通过反平衡可以知道损失具体环节、位置和大小。

在一般情形下，二者的误差应在5％以内，否则应重新测算。

（2）企业能源利用率按下式计算 企业有效利用能量企业能源利用率=100%企业总综合能耗量⨯式中企业有效利用能量是企业终端有效利用能量的总和，它并不等于企业内各设备有效能量之总和（否则将发生重算）。

（3）装置能量利用率可按下式计算： 有效能量输出能量+回收利用能量装置能量利用率=企业消耗总能量企业消耗总能量=3．回收率回收利用能量回收利用能量回收率=企业消耗总能量输入总能量+回收利用能≈式中回收利用能量又分为可回收利用能与已回收利用能，它参照有关余能资源的规定算出，体现企业对余能的利用程度。

二、钢铁企业能源综合平衡案例钢铁企业的能源介质有近二十种，能源系统繁多，能源用户遍布企业的各个方面。

为了使得有限的能源更加安全、高效、合理的分配，能源介质的平衡分配是一个很重要的途径。

在钢铁企业中，能源消耗最主要的工序一般包括烧结、炼铁、炼钢、热轧、冷轧等，同时还包括焦化、发电、制氧等能源转换工序，涉及的能源介质有煤气、电、氧气、氮气、压缩空气等。

钢铁企业的能源综合平衡所涉及的能源种类较多，能源系统较为复杂，就每一个能源平衡来看，都包括了能源的产生、能源的消耗以及能源平衡情况，通过对比能源的产生与消耗这两者之间的关系，可以得到能源系统的平衡情况。

占有重要地位的能源平衡有燃气平衡、氧气平衡、电力平衡、蒸汽平衡等，其中以煤气平衡最为复杂也最为重要。

下面以钢铁企业燃气平衡为例，对企业能源综合平衡进行具体介绍。

（一）燃气供应及其特性1．燃气种类燃气是气体燃料的总称，包括天然气、高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、重油裂化煤气、转炉煤气等。

在钢铁企业所使用的燃气中，副产煤气占有主导地位，因此以副产煤气为例进行介绍。

2．煤气的特性（1）煤气与空气易混合，用少量的过剩空气就可保证充分的燃烧。

（2）煤气可以预热，从而可提高煤气的燃烧温度。

（3）燃烧过程易控制，便于实现自动化，能较好地控制调节炉温、炉压或火焰长度。

（4）输送方便，劳动强度小，燃烧时比固体（或液体）燃烧干净。

3．煤气用户的特点煤气用户分为钢铁企业内部用户和民用两类。

在钢铁企业内部主要包括焦炉、高炉热风炉、轧钢加热炉、石灰窑等炉窑，另外连铸中间包、铁水包、鱼雷罐、混铁炉等的烘烤也需要用到煤气。

在民用领域，一般以焦炉煤气为主，且用量较小。

钢铁企业煤气用户对煤气需要量经常波动，包括高炉热风炉、焦炉、轧钢加热炉等都时有波动。