钢铁行业节能解决方案

北京科瑞易联节能科技发展有限公司-1-目录一．公司简介……………………………………………………………2222二．概述…………………………………………………………………3333三．钢铁行业解决方案…………………………………………………44441.1.1.1.风机、泵类负载变频节能方案……………………………………44442.2.2.2.空压机变频节能方案………………………………………………66663.3.3.3.变频调速节能原理………………………………………………77774.4.4.4.变频改造优点………………………………………………………99995.5.5.5.厂区照明解决方案…………………………………………………101010106.6.6.6.工辅设施解决方案…………………………………………………111111117.7.7.7.余热发电方案………………………………………………………12121212四．结论…………………………………………………………………15151515附件………………………………………………………………………16161616北京科瑞易联节能科技发展有限公司-2-一．公司简介北京科瑞易联节能科技发展有限公司是中关村科技园区的外商独资高新技术企业。母公司是香港上市公司科瑞控股（香港联交所股票代码8109）。是专业从事工商业节能环保的智能化控制与管理系统的设计开发、生产、销售、安装及咨询服务的高新科技企业。拥有多项节能方面的国家专利。获《高新技术企业证书》，并通过了ISO9000：2001认证。北京科瑞易联节能科技发展有限公司-3-二．概述2010年6月国务院办公厅下发《关于进一步加大节能减排力度加快钢铁工业结构调整意见》首次提到钢铁在节能减排中有举足轻重的地位，提出钢铁工业是节能减排潜力最大的行业,在节能减排工作中占有举足轻重的地位。加强节能减排和结构调整,是转变钢铁工业发展方式、提高产业发展质量和效益、实现可持续发展的重大举措,是适应全球供求结构发生重大变化、应对世界铁矿石资源垄断加剧严峻形势、增强抵御国际市场风险能力的有效途径,是抑制钢铁产能过快增长、推进淘汰落后产能的重要抓手,是走低消耗、低排放、高效益、高产出的新型工业化道路的必然要求。北京科瑞易联节能科技发展有限公司-4-三．钢铁行业解决方案1.1.1.1.风机、泵类负载变频节能方案在钢厂中拥有大量的风机、泵类负载，有许多是可以进行变频节能改造的，例如炼铁风机房风机，助燃风机，液压站油泵，冷却水泵等。一般风机、泵类系统大多数是靠阀门来调节出水流量或压力，挡板这种调节方式是以增加管网损耗，耗费大量能源为代价的，因此，不可避免的造成电能的浪费。或是使用电磁耦合器来改变电机的转速降低能耗，但这种方式无疑会给电网造成很大冲击。而且由于设计时，系统是按最大的负载来设计的，在实际运行当中，绝大部分时间系统是不可能运行在满负荷状态下，存在较大的富余，所以就存在较大的节能潜力。采用变频调速控制装置，通过改变风机的转速，从而改变风机风量以适应生产工艺的需求，而且运行能耗最省，综合效益最高。所以变频调速是高效的最佳调速方案，它可以实现风机的无级调速，并且可以方便的组成闭环控制系统，实现恒压或恒流量北京科瑞易联节能科技发展有限公司-5-的控制。考虑减速后效率下降和调速装置的附加损耗，通过实践的统计，风机类通过调速控制可节能达25%。钢厂的油压不是每时每刻都相同的，这就使液压泵常处于满载-空载-满载的运行方式之下。利用变频器对液压泵进行调速，即可达到节能目的。采用压力传感器ＰＩＤ调节器与变频器构成一个闭环自动控制回路，使整系统自动控制流量，保持压力恒定，从而使供液压泵在最佳节能状态运行。钢厂由于用水不是每时每刻都处于恒定状态，因此水泵的流量不加控制的话，在用水低峰期，泵口压力增加，浪费能源。利用变频器对水泵进行调速。即可达到节能目的。采用压力传感器ＰＩＤ调节器与变频器构成一个闭环自动控制回路，使整系统自动控制流量，保持压力恒定，从而使供水泵在最佳节能状态运行。北京科瑞易联节能科技发展有限公司-6-2.空压机变频节能方案空压机在各厂矿企业中应用极广，特别是在石油、化工、动力等工业领域中已成为必不可少的关键设备，是许多工业部门工艺流程中的核心设备。提供自动化生产所需的压缩空气足够的供气压力，是生产流程顺畅之要素，瞬间的压降，即会影响产品品质。通常用户通过空压站来给各车间供气，各车间用气量的多少是经常变动的，而且不同时间的用气量也是不相同的，因此供气不足或者供气过剩的情况时有发生。而用气和供气之间的不平衡集中地反映在供气的压力上，保持供气压力的恒定，可以使供气和用气之间保持平衡，从而提高供气质量，维持各车间的正常生产，保证产品质量。空压机系统主要由压缩机、气筒、螺杆、加热器等构成，其中压缩机的动力-螺杆根据气筒温度和产品生产量的变化随时改变速度，维持最合适的速度。利用变频器驱动压缩机螺杆驱动系统克服了以往电源驱动方式中速度无法改变的缺点，体现了速度微调功能，提高了生产线的生产效率和产品质量，同时通过变频器的各种保护功能，避免了电机损伤。空压机使用变频调速后节电率可达20%以上。同理，钢厂各类气体压缩机，如氧压机等也可进变频调速。北京科瑞易联节能科技发展有限公司-7-3.3.3.3.变频调速节能原理从流体力学的原理得知，使用感应电机驱动的风机，轴功率P与风量Q，风压H的关系为：P∝Q*H，当电动机的转速由N1变化到N2时，Q、H、P与转速的关系如下：�QQQQ2222====QQQQ1111XXXXnnnn1111/n/n/n/n2222�HHHH2222====HHHH1111XXXX(n(n(n(n2222/n/n/n/n1111))))2222�PPPP2222====PPPP1111XXXX(n(n(n(n2222/n/n/n/n1111))))3333n1-代表风机在额定转速运行时的特性；n2-代表风机降速运行在n2转速时的特性；R1-代表风机管路阻力最小时的阻力特性；R2-代表风机管路阻力增大到某一数组时的阻力特性。可见风量Q和电机的转速n是成正比的关系的，而所需的轴功率P与转速的立方成正比的关系，所以当需要80%的额定风量时，通过调节电机的转速至额定转速的80%，即调节频率到40.00HZ即可，这时所需功率北京科瑞易联节能科技发展有限公司-8-将仅为原来的51.2%。当所需风量从Q1减小到Q2时，如果采用调节风门的办法，管网阻力将会增加，管网特性曲线将会上移，系统的运行工况点从A点编导新的运行工况点B点运行，所需轴功率P2与面积H2xQ2成正比；如果采用的是调速控制方式，风机转速由n1下降到n2，其管网特性并不发生改变，但风机的特性曲线将下移，因此其运行工况点由A点移至C点。此时所需的轴功率P3与面积HBXQ2成正比。从理论上分析，北京科瑞易联节能科技发展有限公司-9-所节约的轴功率Delt(P)与（H2-HB）x(C-B)的面积成正比。4.变频改造的优点�安装简单，即将原高压开关柜与电动机之间安装变频器，对原有接线改动不大。�操作使用方便，变频器操作只有简单的开机、停机和变频调整。�能进行无极调速，调速范围广，且调速精度高，适应性强。�保护功能完善，故障率低，排风机起动平稳起动电流小，可靠性高。�节电效果显著，节电率20%以上。北京科瑞易联节能科技发展有限公司-10-5.厂区照明解决方案以高效节能的无极灯替换原有灯具，节电率达50%以上。�节能与高压气体放电灯比，节能70%。�少维护长寿命可减少换灯成本。�有益健康、安全和环保无频闪可最大程度保护视力，接近自然光。可提高安全性和劳动生产率。北京科瑞易联节能科技发展有限公司-11-6.工辅设施解决方案中央空调节能中央空调负荷计算通常是按照最不利状况考虑的，并且还会在乘以一个安全系数，而所有设备的选择都是按最不利工况来选型。在相当一部分时间内，空调系统只是部分负荷运行(例如:每年过渡季节,每天早晚,一般天气情况等)。在部分负荷状态下，制冷机组可以通过负荷变化，自动卸载达到节能的目的。而定流量的空调系统中，提供循环动力的水泵和风机却无法适应卸载的变化。现在问题的焦点是如何控制调节能量输配问题(即对水泵采取节能改造措施)，达到经济运行的目的。传统的变流量是在末端设置手动阀或电动两通阀来调节。使用手动阀调节，系统的流量、压力均不变化，所以，水泵输出功几乎没有变化。使用电动两通阀调节的方法，虽然降低了系统的流量，但是却大大增加了管道系统的阻力，而水泵的输出功并没有明显的减小。因为调节阀门时虽Q减少，但H增加，并且效率降低。其节能效果相当有限。空调系统的节能控制不是简单的水泵变频调节。合理的方式是对最不利系统进行压力和温度的监控以及控制间歇运行或负荷变化较大的系统流量。在满足最不利环路运行的前提下，适当控制水泵的流量输出。行之有效的方法是通过变频调节改变水泵的转速而达到节能目的，当流量减少时，功率P以立方关系递减。由此节能效果明显。比如流量为80%时，则耗功仅为原来的51%，管道阻力特性系数——————SHQP3ηγηγηγSQQHP==北京科瑞易联节能科技发展有限公司-12-节约49%。而用调节阀时，仅节约5%左右的能量。采用节能控制系统后，提高电机的效率，改善其功率因数，减少电机的工作电流，延长电气器件的使用寿命；变频器运行为缓启缓停，能够消除原系统的水锤现象，免除系统机械冲击，保护管路及水泵；减少冷却水塔水漂现象；降低电机和冷却塔的噪声。7.余热发电方案钢铁企业很多生产过程都产生大量的废热，利用这一部分废弃物发电具有重要意义�利用废气余热代替化石燃料供热，减少了温室气体排放；�降低烧结工序能耗，节约一次燃料资源，降低钢厂的单位产值能耗，增加了企业的经济效益；�减少当地常规火电厂带来的SO2、NOX、粉尘之类的大气污染，有助于改善当地的能源结构，保护了自然环境，有利于企业可持续发展战略目标的实现。以烧结工序为例，烧结工序是高炉矿料入炉以前的准备工序，烧结工序的能耗仅次于炼铁工序，一般在烧结冷却机下布置有数台冷却风机，通过轴流风机或鼓风机，使冷却风强制穿过料矿层，这部分的冷却风余热都可以回收利用。烧结余热利用方式主要有（1）在点火前对烧结料层进行预热；（2）送到点火器，进行热风点火；（3）实行热风烧结，回收烧结过程的热量和成品矿显热，降低烧结能耗；（4）利用余热锅炉回收烧结机或冷却机废热风，所产蒸汽用于蒸汽发电或者进行烧结混合料预热或生活取暖等。烧结环冷机余热单压闪蒸发电系统采用立式自然循环单压余热锅炉。北京科瑞易联节能科技发展有限公司-13-烧结环冷机余热发电闭环烟风系统图烧结环冷机余热双压蒸汽发电系统采用立式自然循环双压余热锅炉。采用双通道烟气进气系统，高温烟气经部分中压受热面换热，低温烟气经部分低压受热面换热，高温烟气烟温降至与低温烟气相当后，两股烟气混合后再与其余的受热面换热，充分利用烟气的不同品质，实现烟气热能的梯级利用，提高余热回收效率。本系统采用的双压余热锅炉，热能回收效率在各种余热回收方案中是最高的，可以最大限度地回收环冷机废气中的热量。烧结环冷机余热新型单压闪蒸发电系统图北京科瑞易联节能科技发展有限公司-14-烟气系统采用循环利用方式：锅炉出来的烟气再进入环冷机，提高了热能利用效率，减少矿尘排放，保护了大气环境。烟气系统带100％旁路系统，若余热锅炉出现故障，控制系统可快速的启动原环冷风机，同时关闭烟囱上烟气切换挡板门，切换到原有工况下运行，充分保证烧结主工艺的安全和正常运行。实际案例����国外案例美国佛罗里达州450m2烧结生产线配套520m2环冷机烟气余热回收发电系统，该系统配备两台蒸发量33吨/小时的双压余热锅炉，年运行时间7350小时，年平均发电量6100万kwh，年节约标煤2.7万吨，每年减排灰尘量910吨，每年减排CO2量5.3万吨，每年减排SO2量1742吨。该项目总投资1500万美元，建设周期一年，投资回收期大约四年(含建设周期)。����国内案例2009年2月20日9时，国内某