5鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡

1、鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡一、鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡概述（一）鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡的定義鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡是以鋼鐵企業(yè)為對象的能源平衡，包括各種能源收入與支出的平衡，消耗與有效利用及損失的能源數(shù)量平衡。鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡所指的能量平衡范圍，是指在生產(chǎn)活動中消耗的一次能源和二次能源所提供的能量，工質(zhì)和物料所攜帶的能量，以及在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換和傳輸過程中損失能量的綜合系統(tǒng)平衡。在平衡計(jì)算中，都是將各種形式的能量按它們的等價(jià)熱量值折合成熱能這一主要利用形式，所以往往又將鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡稱為鋼鐵企業(yè)熱平衡。鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡并不是只限于能源和能量的統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)量平衡這一狹義的技術(shù)經(jīng)濟(jì)范圍，而是通

2、過這方面的工作，廣義地對鋼鐵企業(yè)能源管理的組織體制，用能方針和政策，企業(yè)的耗能設(shè)備乃至生產(chǎn)工藝流程等進(jìn)行分析，提出企業(yè)近期技術(shù)改進(jìn)措施和遠(yuǎn)景規(guī)劃。鋼鐵能源綜合平衡統(tǒng)計(jì)是綜合平衡統(tǒng)計(jì)的重要組成部分，是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。從微觀到宏觀，從單項(xiàng)到綜合，從局部到整體，從個(gè)別能源流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)到全部能源系統(tǒng)流程，形成了一個(gè)完整的能源平衡體系。（二）鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡的意義鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡遵循輸入能量等于輸出能量這一基本法則，就一定時(shí)期內(nèi)企業(yè)能源的購入、加工轉(zhuǎn)換、輸送、分配、儲備、使用等整個(gè)能源系統(tǒng)流程進(jìn)行平衡分析，就能源系統(tǒng)內(nèi)各運(yùn)行環(huán)節(jié)的特征和相互之間的聯(lián)系，以及能源經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中所形成的總量、效益之

3、間的制約和平衡狀況。（三）能量平衡體系能量收、支的項(xiàng)目是隨著所選體系不同而異的，所以在進(jìn)行能量平衡時(shí)必須首先確定研究的體系，它可以是一個(gè)設(shè)備，也可以是一個(gè)工序，還可以是一個(gè)分廠，乃至整個(gè)企業(yè)。在選好體系之后，用框圖代表所選的體系，而將進(jìn)入和排出體系的所有各項(xiàng)能量用箭頭標(biāo)在方框的四周，這就構(gòu)成了我們所研究的能量平衡模型，繪制模型圖的習(xí)慣方法一般是：1 .由工質(zhì)（工藝流體、物料或半成品）所帶入能量Q帶入畫在方框的左側(cè)。2 .由外界供給的能量Q供入畫在方框的下方。3 .排出和損失的能量Qts失畫在方框的上方。4 .有效利用的能量Q有效畫在方框的右側(cè)。能量平衡模型圖的作用是便于分析測算，它幫助人們抓住

4、主要項(xiàng)目并不致漏計(jì)和重計(jì)，同時(shí)又具有簡單明確的特點(diǎn)（四）能源平衡的分類1 .按所包括的能源品種范圍劃分（1）單項(xiàng)（單一品種）平衡表，單項(xiàng)平衡表是指某一個(gè)能源品種資源與使用支出情況的統(tǒng)計(jì)表。如煤炭平衡表，煤氣平衡表、蒸汽平衡表、電力平衡表、水平衡表等。根據(jù)各能源品種資源構(gòu)成與使用方向的不同，在主欄內(nèi)設(shè)置不同項(xiàng)目。如煤炭平衡表內(nèi)設(shè)有洗選損耗指標(biāo)；電力平衡表設(shè)有水電、火電、核電、其它電量及輸配電損失量等指標(biāo)。分品種平衡表多采用實(shí)物量單位,也可采用標(biāo)準(zhǔn)量單位。它是編制綜合能源平衡表的基礎(chǔ)。例如單項(xiàng)煤氣平衡表見表5.1o表5.1單項(xiàng)（煤氣）平衡表名稱產(chǎn)量單產(chǎn)或單耗焦?fàn)t煤氣高爐煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣備注萬tGJ/t

5、p3萬mGJp3萬mGJp3萬mGJ發(fā)生量焦?fàn)t高爐轉(zhuǎn)爐合計(jì)消耗里焦?fàn)t燒結(jié)機(jī)球團(tuán)高爐轉(zhuǎn)爐電爐軋線風(fēng)機(jī)發(fā)電外供其它合計(jì)放損實(shí)際放散量差損量實(shí)際放散率差損率（2）綜合能源平衡表。綜合能源平衡表是在各種能源單項(xiàng)平衡表基礎(chǔ)上編制的，它是單項(xiàng)能源平衡表的有機(jī)結(jié)合。它把所有能源品種進(jìn)行綜合、加工、整理，消除一次能源和二次能源轉(zhuǎn)換和利用過程中的各種重復(fù)因素，綜合反映了全部能源資源的形成及消費(fèi)構(gòu)成等整個(gè)系統(tǒng)流程各環(huán)節(jié)的數(shù)量關(guān)系。鋼鐵企業(yè)綜合能源平衡表見表5.2o表5.2綜合能源平衡表能源種類購入能源外調(diào)能源庫存變化自耗能源產(chǎn)品產(chǎn)量燃料能源洗精煤無煙煤動力煤汽柴油冶金焦焦?fàn)t煤氣高爐煤氣動力能源電力鼓風(fēng)水氧氣壓縮空

6、氣蒸汽焦油粗苯2 .按所采用的不同計(jì)量單位劃分(1)實(shí)物量能源平衡表。實(shí)物量能源平衡表是指根據(jù)各種能源品種不同的形態(tài)，采用不同的實(shí)物量單位編制的平衡表，主要表現(xiàn)能源實(shí)物量供應(yīng)與消費(fèi)的平衡關(guān)系。如煤炭、焦炭用重量3 一單位“t”計(jì)算；天然氣、煤氣用體積單位“m”計(jì)算；熱力、電力用能量單位“J”、“KWh計(jì)算。實(shí)物量平衡表是編制標(biāo)準(zhǔn)量能源平衡表的基礎(chǔ)。實(shí)物量能源平衡表見表5.3o表5.3實(shí)物量能源平衡表源設(shè)原煤洗精煤洗中煤焦炭電煤氣蒸汽萬t萬t萬t萬t億度億m3億kJ洗煤設(shè)備煉焦設(shè)備發(fā)電設(shè)備工業(yè)鍋爐(2)標(biāo)準(zhǔn)量能源平衡表。標(biāo)準(zhǔn)量能源平衡表是指按能源的同度量單位(我國采用標(biāo)準(zhǔn)煤)編制的平衡表。它是將

7、實(shí)物量平衡表按各種能源品種不同的折算標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，即為標(biāo)準(zhǔn)量能源平衡表。在同一標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位下，各個(gè)能源品種才可以相加，所以綜合能源平衡表就是一種標(biāo)準(zhǔn)量平衡表，其作用是反映能源的能量供應(yīng)與消費(fèi)的平衡關(guān)系。標(biāo)準(zhǔn)量能源平衡表見表5.4,其中燃料數(shù)據(jù)單位均為標(biāo)準(zhǔn)煤。表5.4標(biāo)準(zhǔn)量能源平衡表燃料原煤洗洗隹煤氣合計(jì)設(shè)備精煤中煤八、炭電汽投入量產(chǎn)出量損失量轉(zhuǎn)換效率(%)洗煤設(shè)備煉焦設(shè)備發(fā)電設(shè)備工業(yè)鍋爐合計(jì)3 .按平衡表結(jié)構(gòu)形成劃分(1)收付式平衡表。收付式平衡表是將能源各品種的資源和使用兩個(gè)對應(yīng)方面的各項(xiàng)指標(biāo)相對照的列出，收與付的總量是相等的。它只能反映單一能源品種的收支平衡。收付式平衡表見表5

8、.5。表5.5收付式平衡表品種生產(chǎn)消耗高爐煤氣焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣合計(jì)(2)并列式平衡表。并列式平衡表是將各能源的收支平衡集中反映在一張表內(nèi)。主欄是能源品種，并欄是能源收支存指標(biāo)，每個(gè)能源品種的收支存都具有平衡關(guān)系。能源統(tǒng)計(jì)基層報(bào)表就采用這種形式。并列式平衡表見表5.6o表5.6并列式平衡表能源品種單位月初庫存本月收入本月支出月末庫存購入生產(chǎn)自用售出高爐煤氣m3焦?fàn)t煤氣m3轉(zhuǎn)爐煤氣m3電kW/h煉焦煤t動力煤t(3)棋盤式平衡表。棋盤式平衡表是把能源各因素相互聯(lián)系的收支關(guān)系分別在主欄、并欄相對稱的列出。國家能源平衡表和地區(qū)能源平衡表多采用此形式。棋盤式平衡表見表5.7表5.7棋盤式平衡表產(chǎn)鐵礦石鐵

9、精礦燒結(jié)礦生鐵鋼錠鋼坯鋼材商品產(chǎn)量總產(chǎn)量鐵礦石鐵精礦燒結(jié)礦生鐵鋼錠鋼坯鋼材4 .按能源平衡包括的區(qū)域范圍劃分(1)全國能源平衡表。全國能源平衡表是以全國為平衡范圍，是反映一定時(shí)期內(nèi)全國能源流程的全過程。采用行列矩陣形式，主欄各項(xiàng)表示各種經(jīng)濟(jì)活動和能源流程，并欄表示各種一次能源和二次能源品種。平衡表矩陣中包括可供資源，加工和轉(zhuǎn)換活動，消費(fèi)活動等子矩陣，每個(gè)子矩陣有各自的平衡關(guān)系。(2)地區(qū)能源平衡表。地區(qū)能源平衡表是局部范圍的平衡，以地區(qū)為平衡范圍(如省、自治區(qū)、直轄市)，是全國能源平衡表的基礎(chǔ)。它反映一個(gè)地區(qū)在一定時(shí)期內(nèi)能源流程的全過程。它與全國能源平衡表的表式、指標(biāo)、編制方法等基本相同，主要

10、區(qū)別是地區(qū)能源平衡表為反映各地區(qū)能源資源的形式和流向，在主欄中增設(shè)外地區(qū)調(diào)入量及本地區(qū)調(diào)出量兩項(xiàng)指標(biāo)。(3)部門能源平衡表。部門能源平衡表是以一個(gè)部門或一個(gè)行業(yè)為平衡范圍，反映一個(gè)部門或一個(gè)行業(yè)一定時(shí)期內(nèi)能源資源的形成和能源使用情況。部門能源平衡表同全國、地區(qū)能源平衡表一樣，也是采用矩陣式(即棋盤式)，所不同的是根據(jù)本部門(或行業(yè))生產(chǎn)和管理的特點(diǎn)和需要，在資源與消費(fèi)方面的分組指標(biāo)更細(xì)，在平衡項(xiàng)目上也會有很大不同。(4)企業(yè)能源平衡表。企業(yè)能源平衡表是以一個(gè)企業(yè)或公司為平衡范圍，根據(jù)企業(yè)對能源管理的需要和本企業(yè)的實(shí)際情況，在產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售與庫存，能源收、支與庫存，能源消耗、能源加工轉(zhuǎn)換，能源計(jì)

11、量器具運(yùn)行等一系列報(bào)表的基礎(chǔ)上編制的綜合平衡表，它反映了企業(yè)各種能源的來蹤去跡以及各種能源的消費(fèi)構(gòu)成、加工轉(zhuǎn)換的投入和產(chǎn)出，體現(xiàn)出企業(yè)能量的平衡關(guān)系。(五)企業(yè)能源平衡的技術(shù)指標(biāo)能源平衡的技術(shù)指標(biāo)是用以衡量企業(yè)和設(shè)備的耗能量、用能水平、節(jié)能潛力和能源管理完善程度的指標(biāo)。由于行業(yè)的差異和設(shè)備種類繁多，只采用一兩個(gè)簡單的指標(biāo)來全面反映上述情況是十分困難的。在測算分析完成之后，參照我國有關(guān)規(guī)定，計(jì)算出各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是能量平衡工作中不可缺少的組成部分，這些技術(shù)指標(biāo)大體上可分為以下三個(gè)類別：1 .能耗指標(biāo)能耗指標(biāo)即單位產(chǎn)品的能耗量，又可分為單耗、綜合能耗和可比單耗。(1)單耗又可分為產(chǎn)量能耗與產(chǎn)值能耗，即

12、單位產(chǎn)量能耗單位產(chǎn)量能耗某種能量總耗量產(chǎn)品總產(chǎn)量單位產(chǎn)值能耗單位產(chǎn)值能耗某種能量總耗量產(chǎn)品凈產(chǎn)值(2)綜合能耗綜合能耗是企業(yè)在計(jì)劃統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，對實(shí)際消耗的各種能源(包括一、二次能源各種耗能工質(zhì)所消耗的能源）進(jìn)行綜合計(jì)算所得的能源消耗量，通常用噸標(biāo)準(zhǔn)煤表示。綜合能耗又可分為三類:總綜合能耗，單位綜合能耗（單位產(chǎn)量綜合能耗單位為tce/t,單位產(chǎn)值綜合能耗單位為tce/104元）與可比單位綜合能耗。單位（產(chǎn)量）綜合能耗總綜合能耗量產(chǎn)品總產(chǎn)量單位（產(chǎn)值）綜合能耗總綜合能耗量產(chǎn)品凈產(chǎn)值可比能耗二總綜合能耗量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品產(chǎn)量（或凈產(chǎn)值可比單耗是為了同行業(yè)間進(jìn)行比較而算出來的綜合能耗，它以各行業(yè)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品

13、為準(zhǔn)。2 .利用率（1）設(shè)備能量利用率即設(shè)備效率，按下式計(jì)算:、幾港有效能量設(shè)備效率=100%輸入能量-、兒斗生（損失能量）或設(shè)備效率=11-100%I輸入能量以上二式計(jì)算所得結(jié)果在理論上應(yīng)該是完全相同的。前式著眼于能量中有效的部分，其所得效率常稱為正平衡效率；后式著眼于損失的部分，其所得效率常稱為反平衡效率。對于重點(diǎn)耗能設(shè)備要求正、反平衡都做，尤其是通過反平衡可以知道損失具體環(huán)節(jié)、位置和大小。在一般情形下，二者的誤差應(yīng)在5%以內(nèi)，否則應(yīng)重新測算。（2）企業(yè)能源利用率按下式計(jì)算人工g+企業(yè)有效利用能量企業(yè)能源利用率=100%企業(yè)總綜合能耗量式中企業(yè)有效利用能量是企業(yè)終端有效利用能量的總和，它并

14、不等于企業(yè)內(nèi)各設(shè)備有效能量之總和（否則將發(fā)生重算）（3）裝置能量利用率可按下式計(jì)算:裝置能量利用率=有效能量=輸出能量+回收利用能量企業(yè)消耗總能量企業(yè)消耗總能量3 .回收率卬生回收利用能量回收率=企業(yè)消耗總能量卬生回收利用能量回收率=企業(yè)消耗總能量回收利用能量輸入總能量+回收利用能式中回收利用能量又分為可回收利用能與已回收利用能，它參照有關(guān)余能資源的規(guī)定算出,體現(xiàn)企業(yè)對余能的利用程度。二、鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡案例鋼鐵企業(yè)的能源介質(zhì)有近二十種，能源系統(tǒng)繁多，能源用戶遍布企業(yè)的各個(gè)方面。為了使得有限的能源更加安全、高效、合理的分配，能源介質(zhì)的平衡分配是一個(gè)很重要的途徑。在鋼鐵企業(yè)中，能源消耗最主要

15、的工序一般包括燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋等，同時(shí)還包括焦化、發(fā)電、制氧等能源轉(zhuǎn)換工序，涉及的能源介質(zhì)有煤氣、電、氧氣、氮?dú)狻嚎s空氣等。鋼鐵企業(yè)的能源綜合平衡所涉及的能源種類較多，能源系統(tǒng)較為復(fù)雜，就每一個(gè)能源平衡來看，都包括了能源的產(chǎn)生、能源的消耗以及能源平衡情況，通過對比能源的產(chǎn)生與消耗這兩者之間的關(guān)系，可以得到能源系統(tǒng)的平衡情況。占有重要地位的能源平衡有燃?xì)馄胶?、氧氣平衡、電力平衡、蒸汽平衡等，其中以煤氣平衡最為?fù)雜也最為重要。下面以鋼鐵企業(yè)燃?xì)馄胶鉃槔?，對企業(yè)能源綜合平衡進(jìn)行具體介紹。(一)燃?xì)夤?yīng)及其特性1 .燃?xì)夥N類燃?xì)馐菤怏w燃料的總稱，包括天然氣、高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、發(fā)生爐煤氣

16、、重油裂化煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等。在鋼鐵企業(yè)所使用的燃?xì)庵?，副產(chǎn)煤氣占有主導(dǎo)地位，因此以副產(chǎn)煤氣為例進(jìn)行介紹。2 .煤氣的特性(1)煤氣與空氣易混合，用少量的過?？諝饩涂杀ＷC充分的燃燒。(2)煤氣可以預(yù)熱，從而可提高煤氣的燃燒溫度。(3)燃燒過程易控制，便于實(shí)現(xiàn)自動化，能較好地控制調(diào)節(jié)爐溫、爐壓或火焰長度。(4)輸送方便，勞動強(qiáng)度小，燃燒時(shí)比固體(或液體)燃燒干凈。3.煤氣用戶的特點(diǎn)煤氣用戶分為鋼鐵企業(yè)內(nèi)部用戶和民用兩類。在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部主要包括焦?fàn)t、高爐熱風(fēng)爐、軋鋼加熱爐、石灰窯等爐窯，另外連鑄中間包、鐵水包、魚雷罐、混鐵爐等的烘烤也需要用到煤氣。在民用領(lǐng)域，一般以焦?fàn)t煤氣為主，且用量較小。鋼鐵企業(yè)

17、煤氣用戶對煤氣需要量經(jīng)常波動,包括高爐熱風(fēng)爐、焦?fàn)t、軋鋼加熱爐等都時(shí)有波動。為減弱這些波動對整個(gè)煤氣管網(wǎng)的沖擊，需要增加一些穩(wěn)定措施，例如建立自備電廠，增加儲氣柜，并對多余煤氣進(jìn)行放散等。為了更好的說明鋼鐵企業(yè)煤氣使用中的波動特點(diǎn)，引入同時(shí)系數(shù)與波動系數(shù)的概念。2才的冶金企業(yè)各用戶煤氣實(shí)際用量同時(shí)系數(shù)=冶金企業(yè)各用戶煤氣計(jì)劃用量波動系數(shù)冶金企業(yè)用戶煤氣消耗量冶金企業(yè)用戶煤氣消耗平均量(1)煤氣用戶煤氣消耗量的波動高爐熱風(fēng)爐煤氣消耗量的波動。熱風(fēng)爐煤氣消耗量波動幅度一般在5%左右，在換爐時(shí)間內(nèi)，其煤氣消耗量將周期性的大幅度波動。每日換爐次數(shù)和每次換爐時(shí)間由熱風(fēng)爐座數(shù)及燃燒制度而定。通常一座高爐配

18、三座熱風(fēng)爐，每隔一段時(shí)間換爐一次，此期間出現(xiàn)大量煤氣富余，因?yàn)樵趽Q爐期間有一座熱風(fēng)爐停用煤氣。若企業(yè)無煤氣貯罐，大量煤氣將放散。焦?fàn)t煤氣消耗量的波動。焦?fàn)t煤氣消耗量的波動幅度一般為2%左右，波動較小。但由于焦?fàn)t加熱需定期換向，而換向時(shí)停用煤氣。煤氣消耗量隨焦?fàn)t加熱換向而周期性地出現(xiàn)波動，對無貯柜單位，出現(xiàn)波動時(shí)只能放散，焦?fàn)t加熱換向次數(shù)一般為每小時(shí)23次，每次換向延續(xù)時(shí)間約40秒；軋鋼加熱爐煤氣消耗量的波動。各種型材、板材、管材軋機(jī)用的加熱爐，當(dāng)軋制品種、坯料一定，軋機(jī)正常生產(chǎn)時(shí)煤氣消耗量的波動是不大的。但當(dāng)軋制品種、坯料斷面與軋鋼產(chǎn)量的改變以及軋機(jī)臨時(shí)檢修、換輻與生產(chǎn)中的臨時(shí)待料、待軋等因素

19、將造成煤氣消耗量的波動；以某公司軋鋼系統(tǒng)煤氣消耗波動為例(如圖5.1)由消耗量波動曲線圖知，單廠的煤氣波動量比多個(gè)軋鋼廠的波動量大，前者一般在10%20%,后者為7%12%。a9.-0-上口勺黑圖5.1某企業(yè)軋鋼系統(tǒng)煤氣波動事故。由于設(shè)備事故或其他原因而造成的煤氣輸送設(shè)備停止工作，使煤氣無法送往用戶，煤氣就會出現(xiàn)臨時(shí)過剩。(2)副產(chǎn)煤氣生產(chǎn)量的波動焦?fàn)t煤氣會因焦?fàn)t集中修檢而產(chǎn)生氣量波動，其波動量占總產(chǎn)量的7%10%。正常生產(chǎn)時(shí),只要煉焦配比及加熱制度固定，焦?fàn)t煤氣產(chǎn)量是比較穩(wěn)定的。但當(dāng)焦?fàn)t集中檢修時(shí)，其煤氣產(chǎn)量的波動幅度較大。高爐煤氣會因高爐裝料時(shí)料鐘開啟的瞬時(shí)產(chǎn)生波動。當(dāng)臨時(shí)檢修或無計(jì)劃的更

20、換風(fēng)口、渣口等以及減風(fēng)或休風(fēng)操作時(shí)，煤氣產(chǎn)生波動。正常生產(chǎn)時(shí)，高爐副產(chǎn)煤氣的產(chǎn)量是穩(wěn)定的，僅在高爐裝料開啟料鐘及檢修、維護(hù)高爐設(shè)備如更換風(fēng)口、渣口、高爐中、小修時(shí)出現(xiàn)波動。在高爐冶煉過程中發(fā)生如懸料、鐵口、渣口堵不上時(shí)以及出現(xiàn)待焦、待料、停電、停水等不正?，F(xiàn)象時(shí)，高爐被迫減風(fēng)或休風(fēng)操作，這時(shí)高爐煤氣產(chǎn)量不同程度的波動以至停止產(chǎn)氣。某企業(yè)一座中型高爐，一年內(nèi)休風(fēng)45次，換風(fēng)口18次，一年內(nèi)減風(fēng)操作93次。煤氣產(chǎn)量波動期況如圖5.2。轉(zhuǎn)爐煤氣回收是間斷性的，只在吹煉初期、后期之間的一段時(shí)間。吹煉初期和后期產(chǎn)量小，吹煉期的1/22/3區(qū)間內(nèi)產(chǎn)量大。圖5.2高爐副產(chǎn)煤氣產(chǎn)量波動曲線圖由于氧氣轉(zhuǎn)爐煤氣回

21、收系統(tǒng)皆設(shè)置煤氣貯柜，用以平衡煤氣產(chǎn)量波動。因此轉(zhuǎn)爐煤氣的生產(chǎn)可按連續(xù)、穩(wěn)定考慮。綜上所述，無論用戶還是生產(chǎn)單位，煤氣量的波動因素很多，在實(shí)際生產(chǎn)及管網(wǎng)配置過程中要求煤氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平衡。(二)煤氣平衡1 .合理利用副產(chǎn)煤氣高爐煤氣首先供應(yīng)高爐熱風(fēng)爐、鍋爐、焦?fàn)t及與焦?fàn)t煤氣混合供軋鋼等用戶焦?fàn)t煤氣供應(yīng)各輔助煤氣用戶、與高爐煤氣混合供軋鋼等用戶。高爐座數(shù)少于三座的冶金企業(yè)，高爐煤氣難以穩(wěn)定供應(yīng)焦?fàn)t加熱時(shí)，可用焦?fàn)t煤氣加熱焦?fàn)t冶金企業(yè)有剩余的副產(chǎn)煤氣時(shí)，應(yīng)建設(shè)燃?xì)鈾C(jī)組發(fā)電。副產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣在滿足企業(yè)使用的條件下，可抽出部分焦?fàn)t煤氣供合成氨及有機(jī)化學(xué)產(chǎn)品作為原料。2 .煤氣平衡方法(1)產(chǎn)量定額法產(chǎn)量定額

22、法是通過使用下一年產(chǎn)品產(chǎn)量、年工作小時(shí)、煤氣用戶的消耗定額等生產(chǎn)計(jì)劃，計(jì)算出煤氣產(chǎn)量與煤氣消耗量，從而推斷下一年的煤氣供求是否達(dá)到平衡。該方法主要用于編制長遠(yuǎn)規(guī)劃。高、焦、轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)氣量計(jì)算可分別按下述進(jìn)行：高爐煤氣：煤氣發(fā)生量/年=年鐵產(chǎn)量黑焦炭與鐵的比例x單位焦炭煤氣發(fā)生定額x發(fā)熱量年煤氣發(fā)生量單位為kJ,年發(fā)生量扣除損失即為實(shí)際的產(chǎn)量。焦?fàn)t煤氣：煤氣發(fā)生量/年=M煤氣發(fā)生定額父發(fā)熱量冶金焦率父成焦率單位為KJ/a,年發(fā)生量扣除損失量即為年產(chǎn)氣量，若以日歷工作時(shí)間除年發(fā)生量即可得到小時(shí)煤氣發(fā)生量。轉(zhuǎn)爐煤氣：年轉(zhuǎn)爐氣發(fā)生量=轉(zhuǎn)爐鋼年產(chǎn)量m發(fā)生定額父煤氣發(fā)熱量對轉(zhuǎn)爐而言，發(fā)生定額即為噸鋼回收轉(zhuǎn)爐

23、氣的數(shù)量。煤氣用戶消耗量計(jì)算也可按類似辦法算出，如：燒結(jié)：年消耗量=年燒結(jié)礦產(chǎn)量M消耗定額單位為KJ/a。日歷小時(shí)消耗量=年消耗量/日歷工作小時(shí)單位為kJ/h。作業(yè)小時(shí)消耗量=年消耗量/日歷作業(yè)時(shí)間單位為kJ/h。根據(jù)煤氣生產(chǎn)總熱量與煤氣消耗總熱量對比，判斷某一階段的煤氣供求是否達(dá)到平衡。(2)綜合噸鋼煤氣消耗定額法綜合噸鋼煤氣消耗定額法用以粗略估算煤氣平衡，通過使用噸鋼綜合煤氣消耗定額，以及產(chǎn)品產(chǎn)量指標(biāo)，推算某一階段的煤氣產(chǎn)量與煤氣消耗量是否達(dá)到平衡。(3)主要產(chǎn)品煤氣消耗定額法主要產(chǎn)品煤氣消耗定額法以主要產(chǎn)品煤氣消耗定額以及某一階段的產(chǎn)品產(chǎn)量計(jì)劃為依據(jù)，推算煤氣供求是否平衡。3.煤氣平衡措

24、施由于用戶煤氣消耗量和副產(chǎn)氣量的波動，造成企業(yè)高爐煤氣管網(wǎng)與焦?fàn)t煤氣的壓力波動。就一個(gè)大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，雖有鍋爐作為煤氣緩沖用戶，但由于鍋爐對改變?nèi)剂系倪m應(yīng)性差，高、焦煤氣管網(wǎng)的壓力波動較大，將造成放散或限制部分煤氣用戶，甚至影響產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品單耗。煤氣管網(wǎng)壓力大幅度的波動有時(shí)會導(dǎo)致爆炸或煤氣事故。因此應(yīng)采取穩(wěn)壓措施，以確保安全。(1)以自備電廠作為緩沖用戶穩(wěn)壓鋼鐵企業(yè)的鍋爐作為煤氣緩沖用戶對穩(wěn)定管網(wǎng)壓力能產(chǎn)生較好的效果，高爐休風(fēng)，會造成高爐煤氣產(chǎn)量大幅度下降，但由于自備電廠鍋爐緩沖煤氣的調(diào)節(jié)，使得高爐煤氣總管壓力不會產(chǎn)生大波動。鋼鐵廠煉焦、煉鐵、煉鋼的副產(chǎn)煤氣是冶金企業(yè)的二次能源，由于煤

25、氣用戶特點(diǎn)所決定的企業(yè)內(nèi)二次能源產(chǎn)、消之間不平衡，需要在企業(yè)內(nèi)部建設(shè)緩沖煤氣用戶。鋼鐵企業(yè)內(nèi)自備電廠的建設(shè)，即可起到二次能源產(chǎn)、消平衡的作用。自備電廠的容量將根據(jù)各企業(yè)不同情況而定。(2)建煤氣儲柜，協(xié)調(diào)二次能源產(chǎn)、消平衡根據(jù)鋼鐵企業(yè)煤氣波動及我國大多數(shù)鋼鐵企業(yè)大量放散煤氣，確定高爐煤氣柜容積時(shí)應(yīng)考慮以下問題：高爐休風(fēng)時(shí)可能減少的最大高爐氣生產(chǎn)量。當(dāng)高爐因某種原因休風(fēng)時(shí)，自備電廠鍋爐消耗相應(yīng)減量，但鍋爐改變?nèi)紵簹鉃槠渌剂蠒r(shí)需要一定的操作時(shí)間，如新日鐵在寶鋼的設(shè)計(jì)中確定增減的煤氣量操作為15分鐘和30分鐘。由于鍋爐燃料改變而煤氣管網(wǎng)產(chǎn)生波動，這時(shí)煤氣柜將自動實(shí)現(xiàn)補(bǔ)充和吸收，維持管網(wǎng)壓力平衡；

26、副產(chǎn)煤氣生產(chǎn)與用戶短時(shí)間的產(chǎn)、銷不平衡。煤氣生產(chǎn)與煤氣用戶的波動性在前面已做了較多敘述，這些波動一般不會同時(shí)出現(xiàn)，因而就不可避免地產(chǎn)生臨時(shí)性的不平衡，這種不平衡也將由氣柜來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)；時(shí)間T（小時(shí)）圖5.3煤氣貯柜穩(wěn)壓效果曲線圖（一座高爐休風(fēng)時(shí)的情況）其他因素，諸如高爐煤氣產(chǎn)量突然增加，煤氣供應(yīng)系統(tǒng)中加壓機(jī)突然事故，為保證煤氣柜安全，為氣柜活塞留有安全行程帶來的氣柜緩沖平衡氣量的減少等等?？傊?，自備電廠和煤氣柜，互相協(xié)調(diào)是充分利用鋼鐵企業(yè)剩余煤氣的主要措施。煤氣貯柜穩(wěn)壓效果曲線見圖5.3。（3）設(shè)置煤氣自動點(diǎn)火放散裝置穩(wěn)壓當(dāng)煤氣產(chǎn)量超過煤氣消耗時(shí)，以煤氣放散來穩(wěn)定管網(wǎng)壓力，該方法浪費(fèi)資源又污染環(huán)

27、境，因此只在特殊情況下使用。（三）煤氣管理具體方法1 .編制鋼鐵企業(yè)煤氣平衡表。以某企業(yè)為例，每年第三季度編制第二年煤氣平衡。每月25日前安排下月的煤氣平衡。因高爐休風(fēng)、軋機(jī)檢修等可隨時(shí)安排周或日煤氣平衡。2 .編制檢修計(jì)劃，防止集中檢修造成大量煤氣放散。如某公司有10余座工業(yè)爐窯燒煤氣，生產(chǎn)中軋機(jī)及爐窯要定期大、中、小修，顯然如果好幾個(gè)廠同時(shí)檢修必將造成煤氣放散，安排好檢修（尤其是冬季檢修），可緩和煤氣供應(yīng)的緊張。3 .根據(jù)爐窯對煤氣熱值的實(shí)際要求合理分配煤氣，按工藝要求對各種爐、窯供應(yīng)單一煤氣或混合煤氣。4 .根據(jù)季節(jié)變化規(guī)律，合理安排冬、夏季副產(chǎn)煤氣的產(chǎn)、供。特別是地處東北的鋼鐵企業(yè)，冬

28、夏溫差大，對能源消耗有較大影響，要及時(shí)調(diào)整煤氣使用量，及時(shí)進(jìn)行煤氣平衡。5 .根據(jù)煤氣平衡建設(shè)煤氣發(fā)電機(jī)組，配套煤氣柜，提高發(fā)電量。6 .加強(qiáng)零星煤氣用戶管理。對零星用戶也要實(shí)行四定，即定量、定設(shè)備、定點(diǎn)、定時(shí)管理。7 .采用節(jié)能新技術(shù)。如提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量，對現(xiàn)有加熱爐進(jìn)行綜合治理，采用蓄熱式加熱爐，選用高效空氣、煤氣預(yù)熱器，利用新型耐火材料加強(qiáng)爐體絕熱等。三、鋼鐵企業(yè)能流圖鋼鐵企業(yè)的用能單位繁多，用能狀況復(fù)雜多樣，需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)調(diào)度。通過建立鋼鐵企業(yè)能流圖，分析企業(yè)用能狀況，研究節(jié)能方向和途徑，并對企業(yè)的綜合能源管理提供重要依據(jù)。企業(yè)能流圖根據(jù)企業(yè)的能量平衡數(shù)據(jù)得到，在圖中需要構(gòu)建出用能形式

29、、用能設(shè)備、能流方向，并表示出各能流的大小。（一）鋼鐵企業(yè)能流圖概述鋼鐵企業(yè)能流圖需要概括鋼鐵企業(yè)整個(gè)能源系統(tǒng)，描述企業(yè)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，反映企業(yè)在能源收入儲存、加工轉(zhuǎn)換、分配輸送、使用外銷等方面的數(shù)量平衡關(guān)系。整個(gè)能流圖需要包括： 能源的購入儲存，鋼鐵企業(yè)由于其特殊性，部分能源可以自行生產(chǎn)，如煤氣、蒸汽以及一定量的電能。因此該環(huán)節(jié)也可認(rèn)為是能源的生產(chǎn)和儲存； 加工轉(zhuǎn)換，例如在煤氣用戶中，部分煤氣用戶需要特定壓力和熱值的煤氣，需使用加壓站以便于煤氣混合； 輸送分配，在鋼鐵企業(yè)中，能源輸送量大，種類繁多，需要使用包括管道在內(nèi)的多種輸送方式；最終使用，即用能設(shè)備對能源的使用。下面通過一個(gè)案例介紹鋼鐵企

30、業(yè)能流圖。（二）鋼鐵企業(yè)能流圖案例圖5.4為某鋼鐵企業(yè)某一季度的能流圖，單位為X104tceo能流方向從左向右，包括化石燃料燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能，電廠帶來的電能，以及各種耗散損失等。用能設(shè)備包括焦?fàn)t、高爐、轉(zhuǎn)爐、軋機(jī)、以及一些輔助設(shè)備和熱電廠等。如圖5.4所示，該鋼鐵公司某一季度購入能流包括動力煤、煉焦煤以及重油，其中動力煤為45.74X104tce,全部用于供應(yīng)熱電廠進(jìn)行發(fā)電。煉焦煤為75.90X104tce,全部用于焦化工藝。重油為7.67X104tce,主要在煉鋼轉(zhuǎn)爐上使用。能流圖中的工序環(huán)節(jié)用矩形框標(biāo)出，包括熱電廠、焦化、煉鐵、煉鋼、初軋、軋材以及一些輔助設(shè)備和余熱鍋爐，其中熱電廠為能量轉(zhuǎn)化樞紐，將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，從圖可知，通過使用動力煤以及極少量的焦末，熱電廠產(chǎn)生了50.90X104tce的熱流量。焦化工序的輸入熱流為煉焦煤、高爐煤氣以及少量電力，輸出熱流為90.36X104tce,包才47.62X104tce的焦炭，16.28x104tce的焦?fàn)t煤氣，12X104tce的焦末，剩下的能流通過各種散熱被帶走。煉鐵工序的輸入熱流包括焦炭、焦?fàn)t煤氣、電力以及少量的蒸汽，共帶入熱流為57.31X104tce,這些熱量除16.52X104tce被用于化學(xué)反應(yīng)吸熱外，又產(chǎn)生28.19x104tce的高爐煤氣，同時(shí)生產(chǎn)3.45X104tce的鐵水，有8.