鋼鐵聯合企業(yè)電力系統(tǒng)分析與優(yōu)化研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)既是我國國民經濟的基礎產業(yè)和工業(yè)化支撐產業(yè)，也是高耗能行業(yè)。電力作為鋼鐵生產中僅次于煤炭的重要能源之一，幾乎涉及到鋼鐵生產工序的每一個環(huán)節(jié)，來源包括自發(fā)電和外購電兩種。鋼鐵生產以高溫冶煉、加工為主，伴生大量的余熱余能及副產煤氣資源。如何高效利用這部分資源產生電力，提高企業(yè)的自發(fā)電比例，同時提高主要用電設備的用電效率，降低用電消耗，是鋼鐵企業(yè)應對電力供應緊張局面的有效措施和降低生產成本的重要舉措。以此為研究背景，本文系統(tǒng)地研究了我

2、國長流程鋼鐵聯合企業(yè)電力系統(tǒng)的生產工藝、消耗特點及其發(fā)展歷程;建立了電力生產系統(tǒng)的投入產出模型，建立了電力消耗系統(tǒng)的噸鋼耗電成本模型以及建立鋼鐵企業(yè)電力系統(tǒng)決策平臺;最后，以鞍鋼本部和鞍鋼鲅魚圈為典型應用上述模型，提出了鞍鋼電力系統(tǒng)優(yōu)化方案及實施后的預期效果。主要研究內容如下：
　　(1)根據多數鋼鐵聯合企業(yè)長流程的特點，剖析了鋼鐵企業(yè)在利用余熱余能、富余煤氣及燃煤自備電廠發(fā)電方面的生產工藝、消耗特點及其發(fā)展歷程。
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3、)建立了鋼鐵企業(yè)電力生產系統(tǒng)的電力投入產出模型，對鞍鋼本部和鞍鋼鲅魚圈電力生產系統(tǒng)的燃料消耗、電力產品的能值和成本進行了詳細的闡述。根據電力產品能值，提出了鋼鐵企業(yè)的最優(yōu)發(fā)電原則;根據電力產品成本及外購電價格，提出了鋼鐵企業(yè)的低成本用電方案:①在峰段及平段，應利用企業(yè)的自發(fā)電系統(tǒng)使其滿負荷運行，保障燃煤電廠的發(fā)電負荷，發(fā)揮電力生產系統(tǒng)最大的發(fā)電能力，以降低外購電量;②在谷段，在保證余熱余能和富余煤氣發(fā)電機組滿負荷發(fā)電的前提下，減少燃煤電

4、廠的發(fā)電負荷，增加外購電量。
　　(3)建立了噸鋼電耗模型和噸鋼電耗成本模型，以此為工具對鞍鋼本部和鲅魚圈的電力消耗系統(tǒng)進行對比分析，發(fā)現鞍鋼本部的噸鋼電耗及噸鋼電耗成本指標分別較鞍鋼鲅魚圈高23％和36.7％。如果鞍鋼本部不考慮冷軋工序，其噸鋼電耗及噸鋼電耗成本指標分別較鞍鋼鲅魚圈高7.1％和20.6％。從降低噸鋼電耗及其成本的角度，提出主要措施如下：①節(jié)約各工序的耗電量，主要是軋鋼和能源加工與轉換工序;②提高設備的電能利用效率

5、，開展重點設備節(jié)電;③提高余熱余能、富余煤氣資源的發(fā)電效率，提高自發(fā)電比例。
　　(4)以鞍鋼作為我國傳統(tǒng)鋼鐵聯合企業(yè)的代表，系統(tǒng)分析了其近10年來電力系統(tǒng)隨企業(yè)產能規(guī)模、加工深度和節(jié)能發(fā)電新技術進步的發(fā)展趨勢。同時以2010年的生產數據為基礎，對鞍鋼本部和鲅魚圈電力生產系統(tǒng)的發(fā)電情況進行了詳細的論述，對鞍鋼電力消耗系統(tǒng)進行分析，找出鞍鋼電力系統(tǒng)存在的主要問題:①發(fā)電系統(tǒng)的季節(jié)性不平衡。主要受北方氣候的影響，供暖期大部分余熱余能用

6、來供暖，發(fā)電系統(tǒng)停止運行;②TRT發(fā)電技術受煤氣溫度、爐頂壓力及煤氣量的影響與先進鋼鐵企業(yè)相比差距較大;③高爐煤氣泄露量偏高;④電力系統(tǒng)產消不平衡，外購電策略亟待完善。
　　(5)根據鞍鋼本部和鲅魚圈生產現狀，應用自行開發(fā)的鋼鐵企業(yè)電力系統(tǒng)決策平臺，對我國典型鋼鐵聯合企業(yè)的自發(fā)電能力進行預測，結果表明:年產1500萬噸鋼鐵聯合企業(yè)不考慮外購動力煤發(fā)電的前提下，自發(fā)電比例達91％，尚有9％的電力需要外購。年產500萬噸鋼鐵企業(yè)自發(fā)電

7、可以實現自給自足，且有2％的電力外供。同時年產1500萬t鋼鐵聯合企業(yè)的焦鋼比、鐵鋼比及轉爐煤氣回收量每提高1％，自發(fā)電比例分別增加1.51％、0.99％及0.09％。因此可通過以下兩種途徑來增加煤氣量，提高自發(fā)電比例:①提高轉爐煤氣回收量;②按照焦炭與煤、廢鋼與生鐵的市場價格，合理調整焦鋼比、鐵鋼比。
　　(6)根據鞍鋼本部和鲅魚圈電力系統(tǒng)的產消現狀，運用系統(tǒng)節(jié)能思想，從鋼鐵企業(yè)電力生產系統(tǒng)、電力消耗系統(tǒng)、電力產消平衡等三個方面