关于唐山钢铁股份有限公司节电技术改造的实施方案

关于唐山钢铁股份有限公司节电技术改造的实施方案转贴自：本站原创发布时间：2006-8-25点击数：6206我省计划“十一五”期末单位国内生产总值能源消耗比“十五”期末降低20％，充分体现了落实科学发展观，加快经济增长方式转变，建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的要求。唐钢是全省最大的钢铁企业，又是全省耗电大户，已被列为国家“千家企业节能行动”的单位。因此，将唐钢作为高耗能企业节电技术改造的试点单位，加强电力需求侧管理，加快节电技术改造，提高用电效率，不仅对企业自身降低成本，提高经济效益有重要意义，而且其示范作用对缓解全省经济社会发展面临的能源和环境约束，确保实现“十一五”规划的节能目标，都具有十分重要的意义。一、概述唐钢2005年钢产量达1006万吨，年创产值297亿元，利税38亿元，其中利润19亿元。累计用电36亿kWh，用电费用占生产成本的9％，万元产值综合电耗为1212kWh，比唐山建龙钢铁有限公司高出150kWh，比国内先进水平高出379kWh，电耗每千瓦时创利税为1.06元，低于建龙0.58元，低于全国先进水平近1元。二、目标通过加强电力需求侧管理，大力开发和应用节电新技术，以提高电能利用效率。“十一五”期末实现节电约7.2亿kWh，较‘十五’期末节电20％，节约电费约3.6亿元(以下电价均按0.5元/kWh计算)，万元产值综合电耗由2005年的1212kWh下降到969kWh，每千瓦时电耗实现利税由2005年的1.06元增加到1.44元。三、已取得的成功经验近年来，唐钢围绕节电降耗，集中财力、集中技术力量，投资约3.1亿元，相继实施了高炉炉顶煤气余压回收透平发电、高炉煤气综合利用发电、干熄焦发电等项目，初步走出了一条能源综合循环利用、自主节约发展的路子。并投资1370余万元，对部分电机、风机、水泵进行了变频调速、谐波治理等节电技术改造的尝试，取得了明显节电效果。通过综合利用发电和节电技术改造，每年节电总计约7.2亿kWh，去除发电运行成本后年节约电费约2.3亿元，为今后企业全面深化节电技术改造奠定了基础。主要有以下几方面：1、高炉炉顶煤气余压回收透平发电（TRT）该发电装置是目前国际上公认的有价值的二次能源回收装置，是利用高炉炉顶煤气中的压力能及热能经透平膨胀做功来驱动发电机发电，用TRT稳定控制顶压，实现顶压全回收。这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，发电成本又低，是高炉冶炼工序的重大节能项目。唐钢现有三套TRT发电机组，装机总容量为3.4万kW，设备总投资7800万元，2005年总发电量为14311万kWh，产值约7156万元，发电成本为1374万元，收益约5782万元，投资回收期约17个月。2、高炉煤气综合利用发电为解决大量煤气排空放散或点天灯导致的能源浪费、环境污染问题，唐钢采用高炉煤气综合利用发电技术，先后建成两座130吨锅炉的全燃煤气高炉,各带一台2.5万kW发电机组，还将一台原来烧煤的75吨锅炉改造成全燃煤气高炉,带一台1.2万kW发电机组，三套机组装机总容量为6.2万kW，设备总投资17943万元。2005年总发电量为43845万kWh，产值约21923万元，发电成本为9619万元，收益约12304万元，投资回收期约18个月，并实现了煤气的零放散。3、干熄焦发电干熄焦发电是利用干熄焦产生的蒸汽，在干熄炉中与赤热红焦换热从而冷却红焦。干熄焦锅炉产生的蒸汽或并入厂内蒸汽管网或送去发电，平均每熄1吨焦炭可回收3.9Mpa450℃的蒸汽0.45吨-0.6吨。唐钢2005年，利用干熄焦余热发电技术，在两座容量为130万吨的焦炉上，开发建设装机容量为1.5万kW的自发电厂，设备总投资约5500万元。按年运行7000小时,预计年发电量约10500万kWh，产值约5250万元，按0.2元/kWh生产成本估算，发电成本约2100万元，年收益约3150万元，投资回收期约21个月。4、变频调速技术改造变频调速具有优异的调速和启动性能及高效率、高功率因数的节电效果，一般节电率为20％-60％。目前，唐钢低压变频改造已完成90台，总投资约870万元，容量达1.02万kW，按节电率35％，年运行7000小时计算，年节电约2500万kWh，节约电费约1250万元，投资回收期约9个月。2006年初，在二炼钢厂一次除尘风机上实施高压变频改造4台，总功率4400kW，设备投资500万元，按节电率35％，年运行7000小时计算，年节电约1080万kWh，节约电费约540万元，设备投资回收期约12个月。四、下一步的技改方案在唐钢已进行节电技术改造的基础上，通过实地调研和检测，全面剖析各生产环节存在的问题，综合应用电力需求侧管理技术，优化整合，研究提出以下进一步技术改造的措施。（一）照明节电改造高效照明技术改造具有投入少、见效快的特点，是目前所有终端用电设备节电技术措施中节电率和发电污染物减排率最高、成本效益最好、电网削峰减压最直接的一种有效手段。2005年唐钢照明灯具多数为低效白炽灯、普通荧光灯和高压汞灯，总功率约3200kW，全年按7000小时计算，耗电高达2240万kWh。如果用紧凑型节能灯，高压钠灯，金卤灯，三基色荧光灯代替现在光源，每瓦按1.3元计算，如选用菲格牌节能灯为主的光源，总投资约420万元,按节电率50％计算，则全年可节电约1120万kWh，节省电费约560万元，投资回收期约9个月。同类产品还包括雪莱特牌、欧司朗牌等。（二）交流电动机变频改造唐钢风机系统电动机容量为9.5万kW，水泵系统容量为8.5万kW，推广变频节电潜力较大。1、低压电机变频改造。唐钢低压电机已进行变频改造90台，容量为1.02万kW，还有大约8万kW的低压电机需要变频改造。如对这些低压电机进行变频改造，选用国产森兰牌变频器，平均投资约850元/kW，总投资约6800万元。按节电率35％，年运行7000小时计算，年节电近2亿kWh，节约电费近1亿元，投资回收期约为9个月。同类产品还可选用佳灵、惠丰、春光、艾默生等。2、高压电机变频改造。唐钢尚有总功率约8.5万kW的高压电机需要变频改造。选用国产湖北三环高压变频器，平均投资约1500元/kW，总投资约1.3亿元。按节电率35％，年运行7000小时计算，年节电约2亿kWh，节约电费约1亿元，投资回收期约16个月。同类产品还可选用利德华福、广东中山明阳等。（三）交流电机替换直流电机目前，唐钢主传输电机中使用的绝大多数是直流电机，是主要用电的设备。如果用交流电机替换，同时以交流调速技术替代直流调速技术，节电率至少在10%以上，节电效果非常可观。由于主传输电机型号各异，因此设备投资及回收期分析还需要详细计算。（四）低压节电器的应用在低压供电网络中，应用电网系统谐波及瞬变抑制节电技术和可控硅相控负载跟踪节电技术，保护电网的安全运行，提升用电设备工作效率，延长设备的使用寿命。如在照明、空调和电动机及供电网络上安装亚太电效节电器，平均投资约200元/kW，若改造10万kW，总投资约2000万元。按节电率10％，年运行5000小时计算，年可节电约5000万kWh，节约电费约2500万元，投资回收期约10个月。同类产品还有天谊嘉友，英福特等。（五）无功自动补偿及谐波治理无功自动补偿装置在电网和电动机等用电设备上的应用，可降低电网损耗，提高输电效率。1、根据当前1680公辅（314线）无功为10.7MVar,北部负荷（317线）无功为14.2Mvar的运行数据，需在北部负荷供电侧（35kV变电站317进线1#主变6kV侧）加补8MVar自动投切装置的谐波滤波与无功补偿设备；在1680（314线）公辅供电侧加补5MVar自动投切装置的谐波滤波与无功补偿设备，以提高系统功率因数。在无功经济当量为1.5％时，则每年可减小有功损耗170万kWh。该项目预计投资195万元，节约电费约85万元，投资回收期约28个月。2、滨钢220kV变电站35kVI段母线带的SVC装置改造。由于35kVI段带1700公辅、1680公辅、北部厂区等负荷，因此对1#变压器出线总无功调整根本不起作用。在总无功偏大的情况下，TCR大部分时间是起负作用。在完成314线和317线无功补偿的前提下，将TCR的控制变量改为1#变压器出线的总无功可以提高功率因数，比原控制方式减小10MVar以上的无功损耗，以无功经济当量1％计算，则每年至少可减小有功损耗88万kWh，同时也能减小由此所引起的电压波动和闪变。TCR控制算法调整由供应商解决，预计投入资金约10万元，节约电费约44万元，投资回收期约3个月。3、滨钢220kV变电站324线无功为18.6Mvar，需在35kV变电站324线2#主变6kV侧补偿5.5MVar，5#主变10kV侧补偿4.5MVar，共计10Mvar。在无功当量为1.5％时，则每年可减小有功损耗131万kWh。该项目预计投资约150万元，年节电约131万kWh，节约电费约66万元，投资回收期约28个月。4、炼铁厂220kV变电站，1#、2#供电变压器负载功率因数为0.75左右，每年无功罚款180万元。需在10kVI段和10kVII段母线上各设计安装补偿容量为5MVar左右的带自动投切的谐波滤波与无功补偿装置，将两个供电变压器负载功率因数提高到0.90以上，不仅避免无功罚款，还可减少有功损耗88万kWh（无功当量按1％计算）。该项目预计投资约150万元，年节电约88万kWh，节约电费约44万元，投资回收期约41个月。全燃煤气发电机和高炉煤气顶压TRT发电机的功率因数均为0.87～0.90，平均功率因数为0.89。应将所有发电机功率因数提高到0.95，发电量可由每天190万kWh提高到200万kWh，每年多发有功3000多万kWh。由于目前煤气已无余量，实际可以多发电300多万kWh左右，相当节省电费150多万元。（六）电动机终端电源电压调整唐钢高压、低压电机终端电压普遍高于额定电压3％～9％左右，电机负荷电源终端电压高于额定电压5％时，根据电机的静态特征，鼓风机和水泵的无功将增大8.1％，普通电机的无功增大3.0％，平均无功增大5％。唐钢电机负荷运行容量约为28万kW，电机额定无功功率为147.5MVar，由于电源电压高5％，电机的无功损耗增大7.38MVar,在无功当量为1.5％时，则有功损耗增大97万kWh。需在电压稳定的前提下（最大电压下降小于3％），对10kV、6kV、380V各段母线的短路容量、无功冲击、电压波动进行核算，将母线电压偏差调整在±1％以内，可以减少系统无功和有功损耗。该项目预计投资约10万元，年节电约97万kWh，节约电费48.5万元，投资回收期约3个月。（七）变压器经济运行技术变压器经济运行实质是在确保变压器安全运行和保证供电质量的基础上，最大限度的降低变压器电能损耗，提高供电效率。1、在满足使用的前提下，使用高压用电设备，减少变压器总容量。唐钢现有变压器总容量143.88万kVA，若能减少10万kVA，年可节电约400万kWh，节约电费200万元。2、合理分配变压器负载，使并列运行变压器处于综合经济状态。变压器运行效率提高0.05％，按年运行8000小时计算，年节电约575万kWh，节约电费约288万元。3、变压器增容节电技术适用于低压输出的变压器，而且主要带的是短时冲击负载。安装水喷淋冷却变压器简单装置，可使变压器长期超容量50％使用，同时提高变压器的平均负荷率和供电质量，降低电损，效益显著。以应用03245451.1号专利对唐钢现有约10万kVA的低压变压器进行改造，可减少变压器容量5万kVA，减少变压器设备投资约1000万元，年可节电约200万kWh，节约电费100万元。（八）高效电动机、水泵、风机、变压器的应用技术唐钢电动机总容量约163万kW，占总装机容量的80％。由于中小型电动机是主要的用电耗能设备。因此，应使用节电效果好的高效电动机。以上海电机有限公司YX2系列高效电动机为例，比普通的Y系列电动机节电率高7％，具有高效率、低噪音、震动小、温升裕度大、寿命长、可靠性高等