5鋼鐵企業(yè)能源綜合平衡

252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。在平衡計算中，都是將各種形式的能量按它們的等價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)計分析和數(shù)量平衡這一狹義的技術(shù)經(jīng)濟范圍，而是通過這方面的工作，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)工藝流程等進行分析，提出企業(yè)近期技術(shù)改進措施和遠景規(guī)劃。鋼鐵能源綜合平衡統(tǒng)計是綜合平衡統(tǒng)計的重要組成部分，是一項綜合性很強的系統(tǒng)工程。從微觀到宏觀，從單項到綜合，從局部到整體，從個別能源流轉(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、使用等整個能源系統(tǒng)流程進行平衡分析，就能源系統(tǒng)內(nèi)各運行環(huán)節(jié)的特征和相互之間的聯(lián)系，以及能源經(jīng)濟運行中所形成的總量、效益之間的制約和平衡狀況。（三）能量平衡體系能量收、支的項目是隨著所選體系不同而異的，所以在進行能量平衡時必須首先確定研究的體系，它可以是一個設(shè)備，也可以是一個工序，還可以是一個分廠，乃至整個企業(yè)。在選好體系之后，用框圖代表所選的體系，而將進入和排出體系的所有各項能量用箭頭標在方框的四周，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Q損失畫在方框的上方。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，它幫助人們抓住主要項目并不致漏計和重計，同時又具有簡單明確的特點。（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（單一品種）平衡表，單項平衡表是指某一個能源品種資源與使用支出情況的統(tǒng)計表。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)置不同項目。如煤炭平衡表內(nèi)設(shè)有洗選損耗指標；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。分品種平衡表多采用實物量單位，也可采用標準量單位。它是編制綜合能源平衡表的基礎(chǔ)。例如單項煤氣平衡表見表5.1。表5.1單項（煤氣）平衡表名稱產(chǎn)量單產(chǎn)或單耗焦爐煤氣高爐煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣備注萬tGJ/t萬m3GJ萬m3GJ萬m3GJ發(fā)生量焦爐高爐轉(zhuǎn)爐合計消耗量焦爐燒結(jié)機球團高爐轉(zhuǎn)爐電爐軋線風機發(fā)電外供其它合計放損實際放散量差損量實際放散率差損率（2）綜合能源平衡表。綜合能源平衡表是在各種能源單項平衡表基礎(chǔ)上編制的，它是單項能源平衡表的有機結(jié)合。它把所有能源品種進行綜合、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因素，綜合反映了全部能源資源的形成及消費構(gòu)成等整個系統(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5.2。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爐煤氣高爐煤氣動力能源電力鼓風水氧氣壓縮空氣蒸汽焦油粗苯2．按所采用的不同計量單位劃分（1）實物量能源平衡表。實物量能源平衡表是指根據(jù)各種能源品種不同的形態(tài)，采用不同的實物量單位編制的平衡表，主要表現(xiàn)能源實物量供應與消費的平衡關(guān)系。如煤炭、焦炭用重量單位“t”計算；天然氣、煤氣用體積單位“m3”計算；熱力、電力用能量單位“J”、“KWh”計算。實物量平衡表是編制標準量能源平衡表的基礎(chǔ)。實物量能源平衡表見表5.3。表5.3實物量能源平衡表能源設(shè)備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）標準量能源平衡表。標準量能源平衡表是指按能源的同度量單位（我國采用標準煤）編制的平衡表。它是將實物量平衡表按各種能源品種不同的折算標準計量單位系數(shù)進行計算，即為標準量能源平衡表。在同一標準計量單位下，各個能源品種才可以相加，所以綜合能源平衡表就是一種標準量平衡表，其作用是反映能源的能量供應與消費的平衡關(guān)系。標準量能源平衡表見表5.4，其中燃料數(shù)據(jù)單位均為標準煤。表5.4標準量能源平衡表燃料設(shè)備原煤洗精煤洗中煤焦炭電煤氣蒸汽合計投入量產(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對應方面的各項指標相對照的列出，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5.5。表5.5收付式平衡表品種生產(chǎn)消耗高爐煤氣焦爐煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣合計（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，每個能源品種的收支存都具有平衡關(guān)系。能源統(tǒng)計基層報表就采用這種形式。并列式平衡表見表5.6。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焦爐煤氣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棋盤式平衡表投入產(chǎn)出鐵礦石鐵精礦燒結(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，主欄各項表示各種經(jīng)濟活動和能源流程，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，消費活動等子矩陣，每個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)。它反映一個地區(qū)在一定時期內(nèi)能源流程的全過程。它與全國能源平衡表的表式、指標、編制方法等基本相同，主要區(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)出量兩項指標。（3）部門能源平衡表。部門能源平衡表是以一個部門或一個行業(yè)為平衡范圍，反映一個部門或一個行業(yè)一定時期內(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)和管理的特點和需要，在資源與消費方面的分組指標更細，在平衡項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，能源計量器具運行等一系列報表的基礎(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)指標能源平衡的技術(shù)指標是用以衡量企業(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。由于行業(yè)的差異和設(shè)備種類繁多，只采用一兩個簡單的指標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，計算出各項技術(shù)指標是能量平衡工作中不可缺少的組成部分，這些技術(shù)指標大體上可分為以下三個類別：1．能耗指標能耗指標即單位產(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（2）綜合能耗綜合能耗是企業(yè)在計劃統(tǒng)計期內(nèi)，對實際消耗的各種能源（包括一、二次能源各種耗能工質(zhì)所消耗的能源）進行綜合計算所得的能源消耗量，通常用噸標準煤表示。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。可比單耗是為了同行業(yè)間進行比較而算出來的綜合能耗，它以各行業(yè)所規(guī)定的標準產(chǎn)品為準。2．利用率（1）設(shè)備能量利用率即設(shè)備效率，按下式計算：以上二式計算所得結(jié)果在理論上應該是完全相同的。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，二者的誤差應在5％以內(nèi)，否則應重新測算。（2）企業(yè)能源利用率按下式計算式中企業(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算：3．回收率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)的平衡分配是一個很重要的途徑。在鋼鐵企業(yè)中，能源消耗最主要的工序一般包括燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋等，同時還包括焦化、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、氮氣、壓縮空氣等。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)較為復雜，就每一個能源平衡來看，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氣平衡、氧氣平衡、電力平衡、蒸汽平衡等，其中以煤氣平衡最為復雜也最為重要。下面以鋼鐵企業(yè)燃氣平衡為例，對企業(yè)能源綜合平衡進行具體介紹。（一）燃氣供應及其特性1．燃氣種類燃氣是氣體燃料的總稱，包括天然氣、高爐煤氣、焦爐煤氣、發(fā)生爐煤氣、重油裂化煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣等。在鋼鐵企業(yè)所使用的燃氣中，副產(chǎn)煤氣占有主導地位，因此以副產(chǎn)煤氣為例進行介紹。2．煤氣的特性（1）煤氣與空氣易混合，用少量的過剩空氣就可保證充分的燃燒。（2）煤氣可以預熱，從而可提高煤氣的燃燒溫度。（3）燃燒過程易控制，便于實現(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，勞動強度小，燃燒時比固體（或液體）燃燒干凈。3．煤氣用戶的特點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)部主要包括焦爐、高爐熱風爐、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，一般以焦爐煤氣為主，且用量較小。鋼鐵企業(yè)煤氣用戶對煤氣需要量經(jīng)常波動，包括高爐熱風爐、焦爐、軋鋼加熱爐等都時有波動。為減弱這些波動對整個煤氣管網(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，引入同時系數(shù)與波動系數(shù)的概念。（1）煤氣用戶煤氣消耗量的波動=1\*GB3①高爐熱風爐煤氣消耗量的波動。熱風爐煤氣消耗量波動幅度一般在5％左右，在換爐時間內(nèi)，其煤氣消耗量將周期性的大幅度波動。每日換爐次數(shù)和每次換爐時間由熱風爐座數(shù)及燃燒制度而定。通常一座高爐配三座熱風爐，每隔一段時間換爐一次，此期間出現(xiàn)大量煤氣富余，因為在換爐期間有一座熱風爐停用煤氣。若企業(yè)無煤氣貯罐，大量煤氣將放散。=2\*GB3②焦爐煤氣消耗量的波動。焦爐煤氣消耗量的波動幅度一般為2％左右，波動較小。但由于焦爐加熱需定期換向，而換向時停用煤氣。煤氣消耗量隨焦爐加熱換向而周期性地出現(xiàn)波動，對無貯柜單位，出現(xiàn)波動時只能放散，焦爐加熱換向次數(shù)一般為每小時2～3次，每次換向延續(xù)時間約40秒；=3\*GB3③軋鋼加熱爐煤氣消耗量的波動。各種型材、板材、管材軋機用的加熱爐，當軋制品種、坯料一定，軋機正常生產(chǎn)時煤氣消耗量的波動是不大的。但當軋制品種、坯料斷面與軋鋼產(chǎn)量的改變以及軋機臨時檢修、換輥與生產(chǎn)中的臨時待料、待軋等因素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軋鋼廠的波動量大，前者一般在10％～20％，后者為7％～12％。燃料量燃料量圖5.1某企業(yè)軋鋼系統(tǒng)煤氣波動=4\*GB3④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)臨時過剩。（2）副產(chǎn)煤氣生產(chǎn)量的波動焦爐煤氣會因焦爐集中修檢而產(chǎn)生氣量波動，其波動量占總產(chǎn)量的7％～10％。正常生產(chǎn)時，只要煉焦配比及加熱制度固定，焦爐煤氣產(chǎn)量是比較穩(wěn)定的。但當焦爐集中檢修時，其煤氣產(chǎn)量的波動幅度較大。高爐煤氣會因高爐裝料時料鐘開啟的瞬時產(chǎn)生波動。當臨時檢修或無計劃的更換風口、渣口等以及減風或休風操作時，煤氣產(chǎn)生波動。正常生產(chǎn)時，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、維護高爐設(shè)備如更換風口、渣口、高爐中、小修時出現(xiàn)波動。在高爐冶煉過程中發(fā)生如懸料、鐵口、渣口堵不上時以及出現(xiàn)待焦、待料、停電、停水等不正?，F(xiàn)象時，高爐被迫減風或休風操作，這時高爐煤氣產(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45次，換風口18次，一年內(nèi)減風操作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、后期之間的一段時間。吹煉初期和后期產(chǎn)量小，吹煉期的1/2～2/3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，在實際生產(chǎn)及管網(wǎng)配置過程中要求煤氣系統(tǒng)實現(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高爐熱風爐、鍋爐、焦爐及與焦爐煤氣混合供軋鋼等用戶。焦爐煤氣供應各輔助煤氣用戶、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)定供應焦爐加熱時，可用焦爐煤氣加熱焦爐。冶金企業(yè)有剩余的副產(chǎn)煤氣時，應建設(shè)燃氣機組發(fā)電。副產(chǎn)的焦爐煤氣在滿足企業(yè)使用的條件下，可抽出部分焦爐煤氣供合成氨及有機化學產(chǎn)品作為原料。2．煤氣平衡方法（1）產(chǎn)量定額法產(chǎn)量定額法是通過使用下一年產(chǎn)品產(chǎn)量、年工作小時、煤氣用戶的消耗定額等生產(chǎn)計劃，計算出煤氣產(chǎn)量與煤氣消耗量，從而推斷下一年的煤氣供求是否達到平衡。該方法主要用于編制長遠規(guī)劃。=1\*GB3①高、焦、轉(zhuǎn)爐年產(chǎn)氣量計算可分別按下述進行：高爐煤氣：年煤氣發(fā)生量單位為kJ，年發(fā)生量扣除損失即為實際的產(chǎn)量。焦爐煤氣：QUOTE·煤氣發(fā)生定額·發(fā)熱量。單單位為KJ/a，年發(fā)生量扣除損失量即為年產(chǎn)氣量，若以日歷工作時間除年發(fā)生量即可得到小時煤氣發(fā)生量。轉(zhuǎn)爐煤氣：對轉(zhuǎn)爐而言，發(fā)生定額即為噸鋼回收轉(zhuǎn)爐氣的數(shù)量。=2\*GB3②煤氣用戶消耗量計算也可按類似辦法算出，如：燒結(jié)：單位為KJ/a。單位為kJ/h。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，推算某一階段的煤氣產(chǎn)量與煤氣消耗量是否達到平衡。（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)量計劃為依據(jù)，推算煤氣供求是否平衡。3．煤氣平衡措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)與焦爐煤氣的壓力波動。就一個大型鋼鐵聯(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會導致爆炸或煤氣事故。因此應采取穩(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，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，由于煤氣用戶特點所決定的企業(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應考慮以下問題：=1\*GB3①高爐休風時可能減少的最大高爐氣生產(chǎn)量。當高爐因某種原因休風時，自備電廠鍋爐消耗相應減量，但鍋爐改變?nèi)紵簹鉃槠渌剂蠒r需要一定的操作時間，如新日鐵在寶鋼的設(shè)計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，這時煤氣柜將自動實現(xiàn)補充和吸收，維持管網(wǎng)壓力平衡；=2\*GB3②副產(chǎn)煤氣生產(chǎn)與用戶短時間的產(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出現(xiàn)，因而就不可避免地產(chǎn)生臨時性的不平衡，這種不平衡也將由氣柜來實現(xiàn)調(diào)節(jié)；圖5.3煤氣貯柜穩(wěn)壓效果曲線圖（一座高爐休風時的情況）=3\*GB3③其他因素，諸如高爐煤氣產(chǎn)量突然增加，煤氣供應系統(tǒng)中加壓機突然事故，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。總之，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)置煤氣自動點火放散裝置穩(wěn)壓當煤氣產(chǎn)量超過煤氣消耗時，以煤氣放散來穩(wěn)定管網(wǎng)壓力，該方法浪費資源又污染環(huán)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、軋機檢修等可隨時安排周或日煤氣平衡。2．編制檢修計劃，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)中軋機及爐窯要定期大、中、小修，顯然如果好幾個廠同時檢修必將造成煤氣放散，安排好檢修（尤其是冬季檢修），可緩和煤氣供應的緊張。3．根據(jù)爐窯對煤氣熱值的實際要求合理分配煤氣，按工藝要求對各種爐、窯供應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)，冬夏溫差大，對能源消耗有較大影響，要及時調(diào)整煤氣使用量，及時進行煤氣平衡。5．根據(jù)煤氣平衡建設(shè)煤氣發(fā)電機組，配套煤氣柜，提高發(fā)電量。6．加強零星煤氣用戶管理。對零星用戶也要實行四定，即定量、定設(shè)備、定點、定時管理。7．采用節(jié)能新技術(shù)。如提高轉(zhuǎn)爐煤氣回收量，對現(xiàn)有加熱爐進行綜合治理，采用蓄熱式加熱爐，選用高效空氣、煤氣預熱器，利用新型耐火材料加強爐體絕熱等。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、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)整個能源系統(tǒng)，描述企業(yè)能源消費結(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。整個能流圖需要包括：=1\*GB3①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)也可認為是能源的生產(chǎn)和儲存；=2\*GB3②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；=3\*GB3③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；=4\*GB3④最終使用，即用能設(shè)備對能源的使用。下面通過一個案例介紹鋼鐵企業(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×104tce。能流方向從左向右，包括化石燃料燃燒產(chǎn)生的化學能，電廠帶來的電能，以及各種耗散損失等。用能設(shè)備包括焦爐、高爐、轉(zhuǎn)爐、軋機、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45.74×104tce，全部用于供應熱電廠進行發(fā)電。煉焦煤為75.90×104tce，全部用于焦化工藝。重油為7.67×104tce，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50.90×104tce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90.36×104tce，包括47.62×104tce的焦炭，16.28×104tce的焦爐煤氣，12×104tce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、焦爐煤氣、電力以及少量的蒸汽，共帶入熱流為57.31×104tce，這些熱量除16.52×104tce被用于化學反應吸熱外，又產(chǎn)生28.19×104tce的高爐煤氣，同時生產(chǎn)3.45