鋼鐵企業(yè)能源的管理系統(tǒng)及節(jié)能技術(shù)匯總

...wd......wd......wd...?一?鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)〔EMS〕簡(jiǎn)介1．概述能源管理系統(tǒng)是鋼鐵企業(yè)信息化系統(tǒng)的一個(gè)重要組成局部，在能源數(shù)據(jù)進(jìn)展采集、加工、分析，處理以實(shí)現(xiàn)對(duì)能源設(shè)備、能源實(shí)績(jī)、能源方案、能源平衡、能源預(yù)測(cè)等方面發(fā)揮著重要的作用。能源介質(zhì)種類主要包括：高爐煤氣〔BFG〕、焦?fàn)t煤氣〔COG〕、轉(zhuǎn)爐煤氣〔LDG〕、氧氣〔O2〕、氮?dú)狻睳2〕、氬氣〔Ar〕、壓縮空氣〔Air〕、蒸汽、氫氣〔H2〕、生活水、工業(yè)凈環(huán)水、工業(yè)濁環(huán)水、濃鹽水、除鹽水、軟化水、電力等。能源介質(zhì)信息包括：壓力、流量、溫度、煤氣熱值、供水品質(zhì)〔水質(zhì)〕、閥門開閉、調(diào)節(jié)閥開度、開關(guān)信號(hào)、動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、主生產(chǎn)線設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等。環(huán)保信息包括：環(huán)保設(shè)備的運(yùn)行情況、外排水中主要污染物的濃度、流量、主要廢氣排放點(diǎn)的外排放廢氣中煙〔粉〕塵、SO2、NOx、CO2等污染因子的濃度和流量、污染物排放總量、大氣質(zhì)量指標(biāo)、廠界噪音等。2．系統(tǒng)架構(gòu)典型能源系統(tǒng)架構(gòu)包括能源調(diào)度管理中心、通訊網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集單元等三級(jí)物理構(gòu)造，如以以下圖示：系統(tǒng)構(gòu)造示意圖數(shù)據(jù)流3．系統(tǒng)功能EMS監(jiān)控局局部為4個(gè)子系統(tǒng)，即電力系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、水系統(tǒng)和環(huán)保系統(tǒng)。其中動(dòng)力系統(tǒng)包括燃?xì)庀到y(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、氧氮?dú)逑到y(tǒng)，水系統(tǒng)包括化學(xué)水、工業(yè)水和生活水。1〕數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控通過建設(shè)可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〔SCADA系統(tǒng)〕對(duì)能源潮流數(shù)據(jù)〔如電流、電壓、壓力、溫度、流量、環(huán)境數(shù)據(jù)等〕、設(shè)備狀態(tài)〔如開、停、閥門開度、報(bào)警信號(hào)等〕等進(jìn)展采集；提供過程監(jiān)視、操作控制、實(shí)時(shí)調(diào)整等畫面,過程曲線及信息顯示等輔助界面、大屏幕等完成能源設(shè)備狀態(tài)及潮流的監(jiān)視功能；提供過程控制和實(shí)時(shí)調(diào)整,參數(shù)設(shè)定窗口等實(shí)現(xiàn)控制功能；并對(duì)信息進(jìn)展歸檔。2〕根基數(shù)據(jù)管理包括介質(zhì)參數(shù)管理、維護(hù)單位管理、計(jì)量設(shè)備管理、測(cè)點(diǎn)耗量關(guān)系、用戶權(quán)限設(shè)置、以及其他需人工錄入的參數(shù)管理界面。3〕能源管理功能將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)展歸納、分析和整理，結(jié)合生產(chǎn)方案和檢修方案的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)根基能源管理功能，包括能源實(shí)績(jī)分析管理、能源方案管理、運(yùn)行支持管理、能源質(zhì)量管理、能源平衡管理等。4〕環(huán)境監(jiān)測(cè)功能對(duì)環(huán)保設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，對(duì)水、煙氣等污染源排放進(jìn)展監(jiān)測(cè)、分析和管理。?二?鋼鐵企業(yè)主要工藝涉及的節(jié)能技術(shù)焦化工序〔干熄焦技術(shù)、焦?fàn)t煤氣脫硫凈化技術(shù)〕燒結(jié)球團(tuán)工序〔燒結(jié)余熱回收利用技術(shù)、球團(tuán)廢熱循環(huán)再利用技術(shù)、燒結(jié)煙氣濕法/干法脫硫技術(shù)〕煉鐵工序〔高爐煤氣余熱余壓發(fā)電技術(shù)TRT、高爐熱風(fēng)爐雙預(yù)熱技術(shù)、高爐煤氣汽動(dòng)鼓風(fēng)技術(shù)、高爐煤氣干法布袋除塵技術(shù)、高爐爐渣利用技術(shù)〕煉鋼工序〔轉(zhuǎn)爐“負(fù)能〞煉鋼技術(shù)、轉(zhuǎn)爐煙氣高效利用技術(shù)、轉(zhuǎn)爐煙氣干法除塵技術(shù)、電爐煙氣余熱回收除塵技術(shù)〕軋鋼工序〔加熱爐蓄熱式燃燒技術(shù)〕綜合性節(jié)能技術(shù)〔能源管理及優(yōu)化調(diào)控技術(shù)、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合發(fā)電技術(shù)、全燃高爐煤氣鍋爐發(fā)電技術(shù)〕?三?鋼鐵節(jié)能減排相關(guān)的技術(shù)結(jié)合公司的目前在節(jié)能環(huán)保方向〔余熱回收及發(fā)電〕的主要業(yè)務(wù)，歸納了如下11種節(jié)能技術(shù)：1、干熄焦技術(shù)〔焦炭顯熱、焦?fàn)t煤氣余熱〕2、燒結(jié)余熱余熱利用有兩種方式：第一種是熱利用，即利用余熱來助燃、預(yù)熱、枯燥、供熱、供暖等。〔1〕用作點(diǎn)火爐助燃空氣：將冷卻機(jī)廢氣除塵后，輸送至點(diǎn)火爐空氣管道內(nèi)，以節(jié)省點(diǎn)火燃料；〔2〕預(yù)熱燒結(jié)混合料：在點(diǎn)火爐前設(shè)置預(yù)熱爐，冷卻機(jī)廢氣由鼓風(fēng)機(jī)送入預(yù)熱爐內(nèi)，對(duì)混合料進(jìn)展預(yù)熱，以提高混合料溫度，降低固體燃料消耗；〔3〕熱風(fēng)燒結(jié)：此方法是在燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火后，繼續(xù)以300~1000℃熱風(fēng)或熱廢氣向料層提供熱量，進(jìn)展燒結(jié)；〔4〕產(chǎn)生蒸汽供暖、供熱：該方法通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽，送至管網(wǎng)供全廠使用。第二種是動(dòng)力利用，即將熱能用作余熱鍋爐或其它余熱回收裝置的熱源，生產(chǎn)蒸汽將其轉(zhuǎn)化為電或機(jī)械能，如余熱發(fā)電。3、高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電技術(shù)TRT高爐爐頂煤氣余壓發(fā)電裝置〔TopGasPressureRecoveryTurbine,簡(jiǎn)稱TRT〕是在減壓閥前將煤氣引入一臺(tái)透平膨脹機(jī)作功，將壓力能和熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的一種能量回收裝置。TRT在運(yùn)轉(zhuǎn)中不需要燃料，不改變?cè)郀t煤氣的品質(zhì)和正常使用，卻回收了相當(dāng)可觀的能量〔約占高爐鼓風(fēng)機(jī)所需能量的30%〕，同時(shí)又凈化了煤氣，減少了噪音，改善了爐頂壓力控制品質(zhì)，且不產(chǎn)生新的污染，發(fā)電成本極低，是典型的高效節(jié)能環(huán)保裝置。4、高爐熱風(fēng)爐雙預(yù)熱技術(shù)高爐熱風(fēng)爐雙預(yù)熱技術(shù)是指同時(shí)預(yù)熱高爐煤氣和助燃空氣的技術(shù)，這不僅會(huì)明顯提高熱風(fēng)爐的理論燃燒溫度，而且有利于提高熱風(fēng)爐的壽命，降低能源消耗。5、高爐煤氣汽動(dòng)鼓風(fēng)技術(shù)高爐煤氣汽動(dòng)鼓風(fēng)技術(shù)主要是利用高爐本身產(chǎn)生的充裕煤氣，通過鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽，蒸汽驅(qū)開工業(yè)汽輪機(jī)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)高爐鼓風(fēng)。常規(guī)汽動(dòng)鼓風(fēng)技術(shù)通常是采用中溫中壓參數(shù)凝汽式汽輪機(jī)，由工業(yè)汽輪機(jī)直接帶動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高爐煤氣→蒸汽→冷風(fēng)的能源轉(zhuǎn)換。6、轉(zhuǎn)爐“負(fù)能煉鋼〞技術(shù)負(fù)能煉鋼指煉鋼過程中回收的煤氣和蒸汽能量大于實(shí)際煉鋼過程中消耗的水、電、風(fēng)和氣等能量總和。要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐工序“負(fù)能煉鋼〞，一方面要努力降低煉鋼耗能；另一方面要加強(qiáng)能量回收，提高回收效率。提高轉(zhuǎn)爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煙氣余熱回收率和利用率是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐“負(fù)能煉鋼〞的重要保障。7、高爐爐渣顯熱回收技術(shù)爐渣的顯熱回收方法大致分為兩類：一類是利用循環(huán)空氣回收爐渣顯熱，然后通過余熱鍋爐以蒸汽的形式回收顯熱，如風(fēng)淬法；另一類是將高溫爐渣注入容器內(nèi)，在容器周圍用水循環(huán)冷卻，以蒸汽形式回收爐渣顯熱，如環(huán)形床法。8、轉(zhuǎn)爐煙氣高效利用技術(shù)煙氣能量的高效轉(zhuǎn)換與回收利用是轉(zhuǎn)爐工序能耗實(shí)現(xiàn)“負(fù)值煉鋼〞的主要途徑。煙氣能量回收主要以煙氣顯熱和化學(xué)能轉(zhuǎn)換為中、低熱值的轉(zhuǎn)爐煤氣，中、低壓蒸汽兩種方式并加以回收利用。轉(zhuǎn)爐余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽既可以供飽和蒸汽發(fā)電設(shè)施，也可用于精煉。9、電爐煙氣余熱回收利用除塵技術(shù)電爐煙氣余熱回收形式基本都是蒸汽，回收裝置主要有兩種：熱管余熱回收裝置和余熱鍋爐回收裝置。熱管余熱回收裝置有較大優(yōu)勢(shì)。10、軋鋼加熱爐蓄熱式燃燒技術(shù)蓄熱式燃燒技術(shù)是一種煙氣余熱回收技術(shù)，其核心是高溫空氣燃燒技術(shù)，即利用高溫?zé)煔鈱?duì)助燃空氣或/和煤氣進(jìn)展預(yù)熱。蓄熱式燃燒技術(shù)的工作原理是，一組蓄熱式燒嘴在正常工作時(shí)，兩只燃燒器不會(huì)處于同一種工作狀態(tài)。當(dāng)一只燒嘴處于燃燒工作狀態(tài)時(shí)，此燃料通路開通、常溫空氣〔常溫煤氣〕通過熾熱的蓄熱體，被加熱為熱空氣〔熱煤氣〕去助燃〔燃燒〕；另一只燒嘴一定處于蓄熱狀態(tài)作為煙道，此燃料通路關(guān)閉，燃燒產(chǎn)物在引風(fēng)機(jī)的作用下經(jīng)燃燒通道到蓄熱體，使蓄熱體蓄下熱量后，經(jīng)煙道由煙囪低溫排出。經(jīng)過一段時(shí)間后，換向閥換向，兩只燒嘴的工作狀態(tài)互換，兩種工作狀態(tài)交替進(jìn)展，周而復(fù)始。通過蓄熱體，出爐煙氣的余熱得到回收利用。具有足夠傳熱能力和含熱能力的蓄熱體，能使煙氣余熱得到充分的回收，將空氣預(yù)熱到很高的溫度。11、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)充分利用鋼鐵企業(yè)低熱值高爐煤氣，由燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)以及汽輪機(jī)循環(huán)所組成，煤氣的熱能既利用了煙氣的做功能力發(fā)電，又利用了蒸汽的做功能力發(fā)電，從而更大限度的提高了能源利用效率。該技術(shù)將鋼鐵企業(yè)高爐等副產(chǎn)煤氣經(jīng)除塵器凈化加壓后與經(jīng)空氣過濾器凈化加壓后的空氣混合進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室內(nèi)混合燃燒，高溫高壓煙氣直接在燃?xì)馔钙絻?nèi)膨脹做功并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)完成燃機(jī)的單循環(huán)發(fā)電。燃?xì)廨啓C(jī)做功后的高溫排氣送入余熱鍋爐，產(chǎn)生高、中壓蒸汽后進(jìn)入蒸汽輪機(jī)作功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，形成煤氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)中鍋爐和汽機(jī)均可外供蒸汽，靈活組成熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。該技術(shù)主要工藝流程圖如下：?四?能源管理系統(tǒng)的效益a〕完善能源信息的采集、存儲(chǔ)、管理和提高能源的有效利用率b〕實(shí)現(xiàn)對(duì)能源介質(zhì)的分散控制和