鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)及節(jié)能技術(shù)匯總

./《一》鋼鐵企業(yè)能源管理系統(tǒng)〔EMS簡介1．概述能源管理系統(tǒng)是鋼鐵企業(yè)信息化系統(tǒng)的一個重要組成部分,在能源數(shù)據(jù)進行采集、加工、分析,處理以實現(xiàn)對能源設(shè)備、能源實績、能源計劃、能源平衡、能源預(yù)測等方面發(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、氮氣〔N2、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、動力設(shè)備運行狀態(tài)、主生產(chǎn)線設(shè)備的運行狀態(tài)等。環(huán)保信息包括：環(huán)保設(shè)備的運行情況、外排水中主要污染物的濃度、流量、主要廢氣排放點的外排放廢氣中煙〔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)、遠程數(shù)據(jù)采集單元等三級物理結(jié)構(gòu),如下圖示：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖數(shù)據(jù)流3．系統(tǒng)功能EMS監(jiān)控部分分為4個子系統(tǒng),即電力系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、水系統(tǒng)和環(huán)保系統(tǒng)。其中動力系統(tǒng)包括燃氣系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、氧氮氬系統(tǒng),水系統(tǒng)包括化學(xué)水、工業(yè)水和生活水。1數(shù)據(jù)的實時采集與監(jiān)控通過建立可靠的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)〔SCADA系統(tǒng)對能源潮流數(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、報警信號等等進行采集；提供過程監(jiān)視、操作控制、實時調(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；提供過程控制和實時調(diào)整,參數(shù)設(shè)定窗口等實現(xiàn)控制功能；并對信息進行歸檔。2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理包括介質(zhì)參數(shù)管理、維護單位管理、計量設(shè)備管理、測點耗量關(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)進行歸納、分析和整理,結(jié)合生產(chǎn)計劃和檢修計劃的數(shù)據(jù),實現(xiàn)基礎(chǔ)能源管理功能,包括能源實績分析管理、能源計劃管理、運行支持管理、能源質(zhì)量管理、能源平衡管理等。4環(huán)境監(jiān)測功能對環(huán)保設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測,對水、煙氣等污染源排放進行監(jiān)測、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)球團工序〔燒結(jié)余熱回收利用技術(shù)、球團廢熱循環(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)、燃氣-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、干燥、供熱、供暖等?！?用作點火爐助燃空氣：將冷卻機廢氣除塵后,輸送至點火爐空氣管道內(nèi),以節(jié)省點火燃料；〔2預(yù)熱燒結(jié)混合料：在點火爐前設(shè)置預(yù)熱爐,冷卻機廢氣由鼓風(fēng)機送入預(yù)熱爐內(nèi),對混合料進行預(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)機點火后,繼續(xù)以300~1000℃熱風(fēng)或熱廢氣向料層提供熱量,進行燒結(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,簡稱TRT是在減壓閥前將煤氣引入一臺透平膨脹機作功,將壓力能和熱能轉(zhuǎn)化為機械能并驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電的一種能量回收裝置。TRT在運轉(zhuǎn)中不需要燃料,不改變原高爐煤氣的品質(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)機所需能量的30%,同時又凈化了煤氣,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)是指同時預(yù)熱高爐煤氣和助燃空氣的技術(shù),這不僅會明顯提高熱風(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、高爐煤氣汽動鼓風(fēng)技術(shù)高爐煤氣汽動鼓風(fēng)技術(shù)主要是利用高爐本身產(chǎn)生的富余煤氣,通過鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽,蒸汽驅(qū)動工業(yè)汽輪機帶動風(fēng)機運轉(zhuǎn)對高爐鼓風(fēng)。常規(guī)汽動鼓風(fēng)技術(shù)通常是采用中溫中壓參數(shù)凝汽式汽輪機,由工業(yè)汽輪機直接帶動鼓風(fēng)機運行,實現(xiàn)高爐煤氣→蒸汽→冷風(fēng)的能源轉(zhuǎn)換。6、轉(zhuǎn)爐"負能煉鋼"技術(shù)負能煉鋼指煉鋼過程中回收的煤氣和蒸汽能量大于實際煉鋼過程中消耗的水、電、風(fēng)和氣等能量總和。要實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐工序"負能煉鋼",一方面要努力降低煉鋼耗能；另一方面要加強能量回收,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現(xiàn)轉(zhuǎn)爐"負能煉鋼"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)爐工序能耗實現(xiàn)"負值煉鋼"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。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χ伎諝饣?和煤氣進行預(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,兩只燃燒器不會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,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)交替進行,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、燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)燃氣-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,由燃氣輪機循環(huán)以及汽輪機循環(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入燃氣輪機燃燒室內(nèi)混合燃燒,高溫高壓煙氣直接在燃氣透平內(nèi)膨脹做功并帶動發(fā)電機完成燃機的單循環(huán)發(fā)電。燃氣輪機做功后的高溫排氣送入余熱鍋爐,產(chǎn)生高、中壓蒸汽后進入蒸汽輪機作功,帶動發(fā)電機組發(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、管理和提高能源的有效利用率b實現(xiàn)對能源介質(zhì)的分散控制和集中管理c提