工控商務(wù)網(wǎng)深入研究綠色節(jié)能的冶金自動(dòng)化系統(tǒng)

1、工控商務(wù)網(wǎng)：深入研究綠色節(jié)能的冶金自動(dòng)化系統(tǒng)文章來自：中國工控網(wǎng)1引言2020年我國實(shí)現(xiàn)GDP翻兩番鋼鐵材料是我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必選材料。鋼鐵工業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展是我國GDP翻兩番和實(shí)現(xiàn)新型工業(yè)化的重要支撐條件。在強(qiáng)勁市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，近年來我國鋼產(chǎn)量以超過20％的增幅高速增長(zhǎng)，2003年達(dá)2.234億噸，連續(xù)8年位居世界第一。我國已成為全球最大的鋼鐵生產(chǎn)國和消費(fèi)國，鋼鐵業(yè)高速發(fā)展也造成了我國能源緊張，制約了鋼鐵工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。我國鋼鐵行

2、業(yè)消耗的能源占整個(gè)工業(yè)總量的10％，能源消耗比發(fā)達(dá)國家高15%～20%，節(jié)能不僅是企業(yè)降低成本、提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑，更是企業(yè)必須承擔(dān)的促進(jìn)全社會(huì)資源永續(xù)利用的重要責(zé)任，也是促進(jìn)企業(yè)以及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的永恒主題，利用冶金自動(dòng)化系統(tǒng)做好鋼鐵業(yè)的節(jié)能工作對(duì)我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。2鋼鐵工業(yè)節(jié)能主要途徑鋼鐵生產(chǎn)的典型過程包括煉鐵、煉鋼和軋鋼3個(gè)主要工序。鋼鐵工業(yè)節(jié)能主要有減少能源消耗和已消耗能源的循環(huán)利用

3、兩方面途徑。前者主要的措施包括生產(chǎn)工藝和流程的改進(jìn)和優(yōu)化、采用節(jié)能材料和技術(shù)等內(nèi)容，后者主要的措施包括物理能和化學(xué)能的回收利用、能量平衡和優(yōu)化等綜合節(jié)能等內(nèi)容。(1)煉鐵工序焦?fàn)t高爐煉鐵流程的生產(chǎn)工序多，設(shè)備復(fù)雜，建設(shè)投資高，是鋼鐵生產(chǎn)中耗能最多的工序，耗能量占總耗能量的35％左右，各企業(yè)都將煉鐵工序作為節(jié)能工作的重點(diǎn)，主要的節(jié)能措施有焦?fàn)t采用干熄焦技術(shù)、煤干燥技術(shù)和煉焦煤預(yù)熱工藝等，煉鐵高爐采用噴煤煉鐵、高爐煤氣余壓發(fā)電、高爐干式除塵

4、、熱風(fēng)爐余熱回收等技術(shù)。(2)煉鋼工序煉鋼節(jié)能技術(shù)主要集中在推廣新工藝、淘汰陳舊設(shè)備和落后工藝，施行余能、余熱回收等。前者有轉(zhuǎn)爐淘汰落后的平爐煉鋼、連鑄取代模鑄、采用鐵水預(yù)處理和精煉技術(shù)，后者有轉(zhuǎn)爐煤氣回收和再利用、綜合能量?jī)?yōu)化、電爐二次燃燒和廢鋼預(yù)熱、鋼渣熱能回收技術(shù)等。(3)軋鋼工序軋鋼工序是鋼鐵材料生產(chǎn)能源消耗的主要工序之一。在軋鋼加工費(fèi)用中，能源消耗占65％～70％。從軋鋼生產(chǎn)主要工藝流程看，坯料加熱、熱軋、冷軋和退火是主要的能

5、耗環(huán)節(jié)。其中耗能最大且節(jié)能潛力最大的是坯料加熱工序，其次是熱軋工序。坯料加熱節(jié)能技術(shù)主要有鑄坯(錠)熱送熱裝、加熱爐結(jié)構(gòu)優(yōu)化、燃燒控制、煙氣余熱回收利用和加熱爐計(jì)算機(jī)控制等。熱軋工序節(jié)能技術(shù)主要有連軋、快速軋制、無頭軋制、一火成材、熱軋工藝潤(rùn)滑、軋制工藝優(yōu)化、提高成材率、減少軋制間隙時(shí)間和提高軋機(jī)傳動(dòng)效率等。3鋼鐵工業(yè)節(jié)能對(duì)冶金自動(dòng)化系統(tǒng)的需求鋼鐵工業(yè)節(jié)能對(duì)冶金自動(dòng)化技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，也帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。(1)先進(jìn)的檢測(cè)和控制系統(tǒng)是

6、節(jié)能工藝和裝備的使能條件對(duì)能源主體設(shè)備安全運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。緊急情況下，要啟動(dòng)能源中斷應(yīng)急措施。(5)監(jiān)測(cè)能源生產(chǎn)的環(huán)境指標(biāo)與能源設(shè)備最貼近的是檢測(cè)儀表和驅(qū)動(dòng)閥門開關(guān)，它們完成每個(gè)與能源有關(guān)的物理量的檢測(cè)和控制。這些物理量包括:氣體和液體的在線溫度、壓力、流量、重量、閥位、位置，以及熱值、成份、物性、含量的離線分析和檢測(cè)，電力的電壓、電流、功率開關(guān)狀態(tài)的檢測(cè)和控制。在此基礎(chǔ)上，采用PLC和DCS技術(shù)進(jìn)行具體生產(chǎn)過程能源的數(shù)據(jù)采集、流

7、向控制和安全監(jiān)控。涉及到該項(xiàng)能源的各種物理量的采集，能源站、所單體設(shè)備運(yùn)行的控制，能源設(shè)備運(yùn)行的安全連鎖、臨界報(bào)警或事故報(bào)警能源生產(chǎn)相關(guān)環(huán)保護(hù)數(shù)據(jù)的檢測(cè)和分析。能源監(jiān)控系統(tǒng)涉及鋼鐵企業(yè)各個(gè)角落，需要采用必要的遙測(cè)、遙控技術(shù)多相流體介質(zhì)能源的質(zhì)量、消耗量的檢測(cè)精度會(huì)影響能源監(jiān)控效果，需要采用一定的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)、核算技術(shù)此外，需要考慮監(jiān)控設(shè)備在鋼鐵企業(yè)惡劣的使用環(huán)境，保證設(shè)備的可靠運(yùn)行。5能源管理中心5.1能源管理中心具有的功能為了合理利用能源

8、，在發(fā)達(dá)國家的鋼鐵企業(yè)中普遍建設(shè)了能源管理中心。早在1959年，日本的八幡制鐵所率先建成了世界第一座能源管理中心。日本的其它鋼廠和美國、英國、德國的一些企業(yè)也相繼設(shè)置了能源管理中心，其性能不斷提高。建立能源中心的目的，一是確保生產(chǎn)用能的穩(wěn)定供應(yīng)二是充分利用低價(jià)能源代替高價(jià)能源三是集中管理與自動(dòng)化操作，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率?，F(xiàn)代化能源管理中心配備有計(jì)算機(jī)和各種監(jiān)控儀表，不僅具有能源流向的監(jiān)測(cè)、能源供應(yīng)和使用平衡、能源信息預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等功能，而且具有

9、結(jié)合生產(chǎn)動(dòng)態(tài)情況對(duì)能源進(jìn)行優(yōu)化管理、優(yōu)化調(diào)度和監(jiān)控功能，可在一定程度上緩解能源供應(yīng)緊張的局面，對(duì)企業(yè)的節(jié)能降耗、改進(jìn)能源利用效率、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要的作用。能源管理中心一般具有以下功能:(1)能源供需平衡分析建立能源網(wǎng)絡(luò)模型或能源控制模型，求解能源供需平衡，編制能源供需計(jì)劃。收集整理并建立能源消耗數(shù)據(jù)庫，動(dòng)態(tài)收集各種能源消耗量、能源構(gòu)成量、各產(chǎn)品能源消耗量及工序能耗，制作實(shí)際能源平衡表。(2)能源分析與預(yù)測(cè)收集整理能源歷史資料，建立數(shù)據(jù)

10、庫，建立能源預(yù)測(cè)模型，以達(dá)到企業(yè)能源政策、能源供需最佳化。(3)能源考核和管理收集能源消耗指標(biāo)，制定能源考核指標(biāo)，分析產(chǎn)品能耗、工序能耗及噸鋼綜合能耗。(4)能源生產(chǎn)、外購和外銷計(jì)劃根據(jù)能源平衡報(bào)出的供需計(jì)劃，編制能源的生產(chǎn)計(jì)劃、外銷計(jì)劃和外購計(jì)劃。(5)能源在線調(diào)度建立能源線性規(guī)劃模型以達(dá)到能源分配優(yōu)化，實(shí)施能源在線調(diào)度，完成能源轉(zhuǎn)換。制定防止能源短缺的預(yù)案，制定能源中斷時(shí)的應(yīng)急方案。5.2國內(nèi)鋼鐵企業(yè)的能源管理中心概況目前，國內(nèi)鋼鐵