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關(guān)鍵詞:變頻技術(shù) 鋼廠行業(yè) 工業(yè)生產(chǎn)
中圖分類號(hào):TM921.51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2013)03(a)-00-01
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展,帶動(dòng)了能源消費(fèi)長期高速增長。目前我國能源供給已呈現(xiàn)出緊張局面。大力推進(jìn)節(jié)約降耗,緩解資源瓶頸制約,實(shí)現(xiàn)能源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展是我國用能工作的核心。鋼鐵行業(yè)是我國國民支柱行業(yè),也是我國高能耗部門。因此,鋼鐵企業(yè)日常生產(chǎn)的節(jié)能改造成為降低企業(yè)能耗,實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)的關(guān)鍵。而分析鋼鐵行業(yè)中的重要用能設(shè)備,發(fā)現(xiàn)鋼鐵的熔煉爐是整個(gè)鋼鐵企業(yè)中最為重要的用能設(shè)備,如何提高熔煉爐的能源利用效率,降低能耗,成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。而變頻技術(shù)是當(dāng)前最為熱門的節(jié)能技術(shù),其通過智能化的控制系統(tǒng)功率的方式,實(shí)現(xiàn)設(shè)備整體能耗的降低,該文就變頻技術(shù)在鋼廠生產(chǎn)中應(yīng)用進(jìn)行了分析,提出了一套降低鋼鐵行業(yè)能耗的方法。
1 變頻技術(shù)原理
因此需要在降低頻率的同時(shí)也要降低電壓,這就提出了頻率與電壓協(xié)調(diào)控制。而這種頻率與電壓協(xié)調(diào)控制的方案又稱為可變頻率可變電壓調(diào)速(VVVF),簡稱變頻調(diào)速。
2 鋼廠生產(chǎn)系統(tǒng)的變頻改造方法
2.1 改造方法
對(duì)于鋼鐵生產(chǎn)的熔煉爐往往通過對(duì)其送風(fēng)電機(jī)的變頻改造,通過改吧熔煉爐燃燒效率的方式,實(shí)現(xiàn)整個(gè)高能耗設(shè)備的變頻節(jié)能改造。而送風(fēng)風(fēng)機(jī)的主要驅(qū)動(dòng)設(shè)備是電機(jī),因此將對(duì)三相異步電機(jī)進(jìn)行變頻改造,是完成整個(gè)系統(tǒng)能耗降低目標(biāo)的關(guān)鍵。
變頻節(jié)能技術(shù)主要是通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式,通過優(yōu)化異步電機(jī)在不同工作狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的節(jié)能。一般是對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的電壓和頻率進(jìn)行優(yōu)化,這樣使異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)平滑地調(diào)節(jié),這樣可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)輸出量的要求來改變輸出功率來達(dá)到節(jié)能的目的。
該文設(shè)計(jì)了一種專門針對(duì)鋼廠高能耗設(shè)備的變頻控制系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)的硬件組成主要有以下幾個(gè)部分:智能PID控制器、電源切換柜、傳感器、變頻器和空氣壓縮機(jī)組成。在變頻系統(tǒng)中安裝電源切換柜,主要是為了加大系統(tǒng)安全系數(shù)。當(dāng)變頻系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),仍能保證空氣壓縮機(jī)的正常運(yùn)行;變頻器的主要作用就是控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)變頻節(jié)能技術(shù);壓力傳感器的作用主要就是監(jiān)控氣體的壓力;智能PID控制器主要作用是,通過相關(guān)算法保持系統(tǒng)輸出的氣體壓力恒定。
變頻控制系統(tǒng)是通過安裝在熔煉爐中的溫度傳感器,通過傳感器檢測鋼水的溫度,將實(shí)際溫度與設(shè)定溫度的差值傳送給PID控制器,PID控制器按照設(shè)定溫度信號(hào)輸出一個(gè)電流信號(hào)送到變頻器。當(dāng)溫度傳感器檢測到的溫度差值為正數(shù)時(shí),PID控制器輸出的信號(hào)減弱,使變頻器輸出頻率降低,降低送風(fēng)量,以降低熔煉爐中的溫度。反之當(dāng)溫度傳感器檢測到的溫度差值為負(fù)數(shù)時(shí),PID控制器輸出的信號(hào)增強(qiáng),使變頻器輸出頻率增加,提高送風(fēng)量,以提高熔煉爐中的溫度的目的。這樣實(shí)現(xiàn)了鋼廠高能耗設(shè)備智能化控制的目的。
2.2 改造效果
3 實(shí)際鋼廠中高能耗設(shè)備變頻改造
分析
該文對(duì)某鋼廠的所有的大功率機(jī)電設(shè)備安裝變頻節(jié)能系統(tǒng),主要包括合成工序11臺(tái)功率55 kW電機(jī),過濾工序12臺(tái)55 kW電機(jī),干燥工序6臺(tái)75 kW電機(jī),熱風(fēng)爐用引風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)6臺(tái)55 kW電機(jī)及其他設(shè)備用小功率電機(jī)等。機(jī)電類負(fù)載多是根據(jù)滿負(fù)荷工作需用量來選型,實(shí)際應(yīng)用中大部分時(shí)間并非工作于滿負(fù)荷狀態(tài)。采用變頻器直接控制機(jī)電類負(fù)載是一種最科學(xué)的控制方法,利用變頻器內(nèi)置PID調(diào)節(jié)軟件,直接調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速保持恒定,從而滿足系統(tǒng)要求的壓力。當(dāng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的80%運(yùn)行時(shí),理論上其消耗的功率為額定功率的(80%)3,即51.2%,去除機(jī)械損耗、電機(jī)銅、鐵損等影響。節(jié)能效率也接近40%,同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)恒壓控制,節(jié)能效率將進(jìn)一步提高。由于變頻器可實(shí)現(xiàn)大的電動(dòng)機(jī)的軟停、軟起,避免了啟動(dòng)時(shí)的電壓沖擊,減少電動(dòng)機(jī)故障率,延長使用壽命,同時(shí)也降低了對(duì)電網(wǎng)的容量要求和無功損耗。
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近年來,隨著全球氣候變暖問題的日益突出,國際先進(jìn)鋼鐵國家為了更好的應(yīng)對(duì)環(huán)境和氣候的挑戰(zhàn),在鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展方面均取得了很多的成功經(jīng)驗(yàn)。河北省鋼鐵行業(yè)在不斷的探索低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中,有必要學(xué)習(xí)先進(jìn)國家的成功經(jīng)驗(yàn),使得自身在技術(shù)和管理方面不斷提升,實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
一、國際先進(jìn)鋼鐵國家發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的新特點(diǎn)
(一)充分利用能源,積極開發(fā)突破性節(jié)能技術(shù)
由于發(fā)達(dá)國家長期致力于開發(fā)和采用節(jié)能技術(shù),能效水平較高,進(jìn)一步降低能耗的潛力有限,因此先進(jìn)鋼鐵國家紛紛致力于突破性節(jié)能技術(shù)的研發(fā)。ESTEP(歐洲鋼鐵技術(shù)平臺(tái))于2004年專門設(shè)立了歐洲超低二氧化碳排放項(xiàng)目(ULCOS),該項(xiàng)目計(jì)劃持續(xù)的時(shí)間為15—20年,目標(biāo)是至少實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)碳排放量減半的突破性煉鋼技術(shù)。環(huán)境和諧型煉鐵工藝技術(shù)(COURSE50)是日本鋼鐵業(yè)為實(shí)現(xiàn)溫室氣體大幅減排而正在進(jìn)行的突破性技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目。該項(xiàng)目是通過減少高爐CO2排放以及分離、回收高爐煤氣中CO2,將CO2排放量減少約30%的技術(shù),預(yù)計(jì)2030年前后確立該技術(shù),2050年前后應(yīng)用和普及。韓國浦項(xiàng)鋼鐵公司全氫高爐煉鐵技術(shù)是將碳排放降至最低程度的長期技術(shù),這一技術(shù)路線設(shè)定的可行期限是2050年,目前,浦項(xiàng)鋼鐵公司正致力于二氧化碳捕獲與分離技術(shù)(CCS) ,到2030年有10%的減排任務(wù)將依靠CCS技術(shù)完成,該技術(shù)與FINEX 工藝相結(jié)合,還可以獲得45%的CO2減排目標(biāo)。美國鋼鐵協(xié)會(huì)目前正致力三項(xiàng)降低鋼鐵工業(yè)CO2排放的技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目,一是用氫閃速熔煉生產(chǎn)生鐵,通過氫作燃料替代煉鐵生產(chǎn)過程中所用的煤和焦炭,目前該研究仍處于初步階段。二是熔融氧化物電解工藝煉鐵,該項(xiàng)技術(shù)不產(chǎn)生二氧化碳。三是新型懸浮煉鐵技術(shù)、二氧化碳地質(zhì)儲(chǔ)存研究。
(二)保持高水平的環(huán)保投入強(qiáng)度
目前國際先進(jìn)鋼鐵國家紛紛投入巨額經(jīng)費(fèi)進(jìn)行節(jié)能減排研發(fā)工作。歐盟2007—2013在提高能源使用效率、增加可再生能源所占比例、低碳發(fā)電以及溫室氣體減排等方面的預(yù)算為23.5億歐元;歐洲鋼鐵技術(shù)平臺(tái)(ESTEP)設(shè)立的歐洲超低二氧化碳排放項(xiàng)目(ULCOS)第一研發(fā)階段(2004—2009)總投資7500萬歐元,第二研發(fā)階段(2009—2015年)中的TRGBF中試和示范階段項(xiàng)目總預(yù)算達(dá)到5—5.5億歐元。美國是世界上低碳經(jīng)濟(jì)研發(fā)投入最多的國家,在2010年年度預(yù)算中,僅對(duì)清潔燃煤技術(shù)的研究就提供了150億美元;美國鋼鐵行業(yè)估計(jì)用于環(huán)境保護(hù)的投資約為鋼鐵行業(yè)總投資的15%左右。日本2008年—2012年投入300億美元來推進(jìn)“環(huán)境能源革新技術(shù)開發(fā)計(jì)劃”,日本鋼鐵業(yè)為實(shí)現(xiàn)溫室氣體大幅減排而正在進(jìn)行的環(huán)境和諧型煉鐵工藝技術(shù)(COURSE50)項(xiàng)目2008—2012年投資100億日元,2013—2017年投資預(yù)算150億日元。韓國浦項(xiàng)鋼鐵公司2000—2010年投資14000億韓元安裝了能源回收設(shè)備,用于提高能源效率;為了實(shí)現(xiàn)2020年每噸鋼的平均二氧化碳排放強(qiáng)度比2010年降低9%這一目標(biāo),浦項(xiàng)鋼鐵公司預(yù)計(jì)到2020年還將投資15000億韓元,截止到2020年,浦項(xiàng)集團(tuán)在新綠色增長方面將合計(jì)投資55000億韓元。
(三)重視環(huán)保型高附加值新產(chǎn)品研發(fā)
世界先進(jìn)鋼鐵企業(yè)在研發(fā)突破性低碳技術(shù)的同時(shí),為了達(dá)到節(jié)能減排的效果,也非常重視高附加值環(huán)保型產(chǎn)品的開發(fā)。例如減輕汽車重量是提高燃油效率及減排CO2的最有效途徑之一,通常汽車總重量減輕10%將會(huì)使 CO2排放量減少5%—8%。日本鋼鐵業(yè)致力于開發(fā)汽車輕量化的高強(qiáng)度鋼板,日本通過向汽車、造船、電力等行業(yè)提供高張力鋼板取得的CO2減排效果達(dá)到了每年650萬噸CO2。美國鋼鐵公司與卡特彼勒技術(shù)公司共同開發(fā)汽車用輕型高強(qiáng)度鋼,卡特彼勒技術(shù)公司擁有TEMPER TOUGHTM特殊合金鋼的專利技術(shù),該合金鋼能在保證車身強(qiáng)度的前提下有效降低車身重量,以降低汽車的廢氣排放。韓國浦項(xiàng)鋼鐵公司優(yōu)先發(fā)展超輕型高強(qiáng)度汽車用鋼、高級(jí)別電工鋼等高附加值產(chǎn)品,高附加值產(chǎn)品比例高達(dá)60%以上。同時(shí)浦項(xiàng)鋼鐵公司2011年新開發(fā)出LED電視機(jī)用散熱鋼板、鉍基易切削鋼、高光澤度紫外線涂層鋼板等33種高附加值產(chǎn)品,特別是世界頂級(jí)產(chǎn)品種類由99種增加到124種,銷售比例達(dá)到17.8%。
(四)開發(fā)利用新能源
積極開發(fā)利用新能源是各個(gè)先進(jìn)鋼鐵國家減少鋼鐵行業(yè)碳排放的有效措施之一。目前很多國家都在致力于氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,日本COURSE50項(xiàng)目中就包括將氫用于鐵礦石還原的反應(yīng)控制技術(shù)。韓國浦項(xiàng)鋼鐵公司也致力于重點(diǎn)開發(fā)能大量使用高純度氫氣作為還原劑的全氫高爐煉鐵技術(shù),而在獲取氫氣方面,浦項(xiàng)鋼鐵公司與韓國核能研究所合作共同開發(fā)溫度達(dá)到950℃以上的超高溫氫氣發(fā)生核反應(yīng)堆。美國紐柯鋼鐵公司于2011年參與美國天然氣開發(fā)項(xiàng)目,以獲得穩(wěn)定的低成本天然氣供應(yīng),此外紐柯還參與了 Encana石油與天然氣公司的長期投資計(jì)劃,雙方簽署了20年的長期供給合同,保證天然氣的長期穩(wěn)定供應(yīng)。與此同時(shí),各個(gè)發(fā)達(dá)先進(jìn)鋼鐵國家還致力于新能源技術(shù)的研發(fā),日本新日鐵從焦?fàn)t煤氣中提取氫供應(yīng)燃料電池汽車加氫站,為社會(huì)節(jié)油減排做貢獻(xiàn),日本JFE還應(yīng)用污泥硝化產(chǎn)生的沼氣發(fā)電;浦項(xiàng)鋼鐵公司高度重視合成天然氣、智能核反應(yīng)堆、風(fēng)力發(fā)電、氫燃料電池和智能電網(wǎng)等新能源技術(shù)開發(fā),共設(shè)立氫燃料電池等9項(xiàng)綠色新能源研發(fā)項(xiàng)目和智能電網(wǎng)等29項(xiàng)未來成長事業(yè)研發(fā)項(xiàng)目。
二、河北省鋼鐵行業(yè)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的問題
(一)鋼鐵企業(yè)多而散的局面致使產(chǎn)業(yè)集中度不高,能源損失嚴(yán)重
河北省作為鋼鐵大省,已經(jīng)連續(xù)多年鋼鐵產(chǎn)量居全國第一位。來自河北省工信廳的數(shù)據(jù)顯示,2013年河北省全省粗鋼產(chǎn)量18849.6萬噸、鋼材產(chǎn)量22861.6萬噸、分別占全國產(chǎn)量的24.2%和21.4%,粗鋼產(chǎn)量和鋼材產(chǎn)量都位居全國第一位。目前河北省具有冶煉能力的鋼鐵企業(yè)數(shù)量有150家,企業(yè)眾多致使能源損失嚴(yán)重。河北省民營鋼鐵企業(yè)目前占據(jù)三分之二,且多數(shù)為中小企業(yè),在官方統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)里,唐山市只有40多家鋼鐵企業(yè),但是實(shí)際上唐山豐潤區(qū)就有200多家鋼鐵小企業(yè)。雖然河北省多年來一直強(qiáng)調(diào)提高鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度,減少企業(yè)數(shù)量,但是從河北省官方的數(shù)據(jù)中,我們也能發(fā)現(xiàn)河北省鋼鐵企業(yè)數(shù)量不斷增長的現(xiàn)象,數(shù)字顯示省內(nèi)涉鋼企業(yè)已達(dá)到700多家。
實(shí)際上近年來河北省為了解決鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中長期存在的問題和矛盾,一直在謀求通過聯(lián)合重組提高鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度,提升企業(yè)競爭力。2005年以來河北省鋼鐵企業(yè)先后經(jīng)歷了四次重組,出現(xiàn)了河北鋼鐵“國有資產(chǎn)整體劃撥”模式、渤海鋼鐵“聯(lián)合入股”模式、長城鋼鐵“集體加入”模式、新武安鋼鐵“資源紐帶”模式以及最近的漸進(jìn)式股權(quán)融合模式,但最終這些集團(tuán)并沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的重組,目前仍處于生產(chǎn)、財(cái)務(wù)、人員等各要素分而治之的狀態(tài)。其中2010年年底河北鋼鐵集團(tuán)以“漸進(jìn)式股權(quán)融合”模式先后整合重組了12家民營鋼鐵企業(yè),但是這一模式在后續(xù)實(shí)施過程中也偏離了最初的構(gòu)想,2014年以來河北鋼鐵集團(tuán)與這12家民營鋼鐵企業(yè)解除了此前簽署的聯(lián)合重組協(xié)議,這一模式也宣告失敗。致使目前河北省鋼鐵產(chǎn)業(yè)集中度不升反降,大量中小鋼鐵企業(yè)無序經(jīng)營,能源損失嚴(yán)重。
(二)低碳工藝技術(shù)創(chuàng)新力不足,節(jié)能減排技術(shù)不到位
與發(fā)達(dá)國家相比,我國鋼鐵行業(yè)低碳技術(shù)明顯落后,尤其是作為高比重煤炭消費(fèi)的河北省在這方面的問題更為突出。我國企業(yè)所采用的技術(shù)大多依賴于高校和科研院所開發(fā)的技術(shù),科技成果轉(zhuǎn)化率僅為20%,而最后與產(chǎn)業(yè)結(jié)合的只有5%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的70%-80%的水平。同時(shí),現(xiàn)階段我國鋼鐵企業(yè)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的資金投入僅占企業(yè)銷售收入的0.8%左右,而工業(yè)發(fā)達(dá)國家則達(dá)到5%左右。早在2004年日本鋼鐵企業(yè)在煉鐵工藝環(huán)節(jié)二氧化碳排放量為966.78噸,而我國河北省鋼鐵產(chǎn)業(yè)煉鐵工藝二氧化碳排放量在2012年前三季度就已經(jīng)達(dá)到1049.44噸,高于日本鋼鐵產(chǎn)業(yè)煉鐵工藝2004年碳排放7.87個(gè)百分點(diǎn),可見研發(fā)資金的缺乏造成鋼鐵行業(yè)整體研發(fā)能力缺乏,低碳工藝技術(shù)創(chuàng)新力明顯不足,致使河北省鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)明顯落后。
與此同時(shí)河北省節(jié)能減排技術(shù)不到位,造成煤氣回收以及二次能量回收率很低。我國轉(zhuǎn)爐煤氣回收平均值為54立方米每噸鋼,而國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家是在100立方米每噸鋼。日本的新日鐵已經(jīng)回收的二次能源在可回收部分中占92%,中國寶鋼也回收二次能源中的68%,而河北省大多數(shù)鋼鐵企業(yè)的二次能源的回收量在50%以下,甚至一部分中小企業(yè)的二次能源回收只是剛剛起步。
(三)傳統(tǒng)能源利用效率低,新能源研發(fā)動(dòng)力不足
中國鋼鐵工業(yè)一次能源以煤炭為主,在能源消費(fèi)總量中占70%左右,全流程鋼鐵企業(yè)消耗的煤炭更是占到其一次能源的95%以上。目前鋼鐵生產(chǎn)主要分為以礦石為主要原料的高爐轉(zhuǎn)爐長流程和以廢鋼為主要原料的電爐短流程兩種方式,其中高爐生產(chǎn)流程能耗是電爐生產(chǎn)流程的2倍以上,CO2排放是電爐生產(chǎn)流程的3.8倍。而我國目前處于廢鋼短缺時(shí)期,致使我國鋼鐵生產(chǎn)以長流程為主,導(dǎo)致我國鐵鋼比2008年高達(dá)0.94,而美國鋼鐵企業(yè)的鐵鋼比已經(jīng)小于0.4,德國為0.65左右,日本為0.73左右。同時(shí)我國電價(jià)較高,這些因素導(dǎo)致我國電爐鋼比明顯偏低,2008年世界電爐鋼比為32%,美國為58.1%,中國僅為12.37%。
作為中國鋼鐵第一大省的河北省鋼鐵工業(yè)同樣一次能源以煤炭為主,鋼鐵生產(chǎn)以長流程為主,這種以煤為主的能源結(jié)構(gòu)決定了能效水平的先天不足。河北省的煤炭利用率僅有27%,低于全國平均水平5個(gè)百分點(diǎn),低于世界先進(jìn)水平15個(gè)百分點(diǎn),因此,河北省鋼鐵行業(yè)發(fā)展中傳統(tǒng)能源利用效率低,“高碳”特征非常明顯。另一方面,河北省雖然擁有豐富的以風(fēng)能、太陽能為代表的新能源,但是由于新能源產(chǎn)業(yè)是資金、技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),本身具有高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn),河北省新能源企業(yè)除保定天威、英利集團(tuán)、秦皇島哈電等企業(yè)規(guī)模較大外,其余多為中小型民營企業(yè),這些企業(yè)資金明顯不足,高端技術(shù)人才和具有專門從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人才尤為匱乏,致使新能源的研發(fā)動(dòng)力不足,嚴(yán)重制約了新能源的產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)能擴(kuò)大和技術(shù)升級(jí)以及推廣應(yīng)用。
(四)工業(yè)技術(shù)裝備落后,環(huán)保治理設(shè)施缺乏
由于鋼鐵企業(yè)減排CO2前期需要投入大,成本高,這顯然帶來了企業(yè)的短期行為。河北省存在大量中小民營鋼鐵企業(yè),這一現(xiàn)象就更為突出。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2013年河北省主要鋼鐵企業(yè)有燒結(jié)機(jī)165臺(tái),平均單臺(tái)燒結(jié)面積109平方米,低于全國平均水平。在這些企業(yè)中,僅有53家鋼企已建成或正在建設(shè)煙氣脫硫裝置,2013年3月,環(huán)保部華北督查中心對(duì)河北省鋼鐵企業(yè)進(jìn)行了聯(lián)合調(diào)查,發(fā)現(xiàn)唐山、邯鄲、秦皇島、邢臺(tái)近年內(nèi)建成或在建的鋼鐵項(xiàng)目有34個(gè),均無任何環(huán)保手續(xù)。此次督查共發(fā)現(xiàn)不符合國家產(chǎn)業(yè)政策的90平方米以下燒結(jié)機(jī)49臺(tái),400立方米以下高爐 44座,有60%的運(yùn)行企業(yè)存在環(huán)保問題,其中70%屬除塵設(shè)施運(yùn)行不正常,八成以上企業(yè)的生產(chǎn)廢水僅通過簡單沉淀過濾后即用于沖渣和熄焦,使污染物由液態(tài)轉(zhuǎn)化成氣態(tài)排放。
2012年,全國大中型鋼鐵企業(yè)僅盈利15.81億元,銷售利潤率為0.04%,河北省鋼鐵行業(yè)盈利153.52億元,銷售利潤率為1.34%,而這中間有141.83億元是由民營鋼鐵企業(yè)創(chuàng)造的。數(shù)據(jù)顯示民營鋼鐵企業(yè)噸鋼成本較重點(diǎn)鋼企低近千元,其中環(huán)保投入少是民營鋼鐵企業(yè)成本低的重要原因,在目前盈利的一些小企業(yè)中,大多環(huán)保投入低甚至是零投入,一個(gè)小鋼廠不啟用環(huán)保設(shè)備,每年可省下上千萬元的成本,這就導(dǎo)致河北省鋼鐵落后產(chǎn)能由于環(huán)保投入少,成本低,反而利潤高,也造成了在河北鋼鐵產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的情況下,河北鋼鐵民企產(chǎn)量卻在不斷創(chuàng)新高。
三、促進(jìn)河北省鋼鐵行業(yè)低碳發(fā)展的對(duì)策建議
(一)提高產(chǎn)業(yè)集中度,削減過剩產(chǎn)能,避免能源浪費(fèi)
河北省近幾年提交了多份鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整方案,在具體實(shí)施過程中,河北鋼鐵產(chǎn)業(yè)多種整合重組模式多遭失敗,沒有達(dá)到預(yù)期效果,而河北省鋼鐵產(chǎn)能已從2005年的1億多噸上升到2013年的3.14億噸,這說明通過行政審批手段嚴(yán)格控制鋼鐵產(chǎn)能收效甚微。最近一次《河北省鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整規(guī)劃》中,在縮減規(guī)模總量和企業(yè)數(shù)量方面提出了明確的目標(biāo),即到2015年煉鋼產(chǎn)能總量調(diào)整到2.2億噸,有冶煉能力的鋼鐵企業(yè)數(shù)量由目前的150家壓縮到50家左右,到2020年減少到30家左右。目前,河北省鋼鐵行業(yè)集中度低,存在大量過剩產(chǎn)能,落后產(chǎn)能規(guī)模較大,大多數(shù)企業(yè)污染防治存在不同程度的問題。因此對(duì)于河北省鋼鐵行業(yè)來說,嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)是淘汰鋼鐵落后產(chǎn)能的有效方式,在具體實(shí)施過程中應(yīng)該依據(jù)能源消耗、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)方面限制鋼鐵產(chǎn)能,同時(shí)與“稅價(jià)機(jī)制”相結(jié)合,使得那些不符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的鋼鐵企業(yè)無利可圖,難以生存,最終自動(dòng)退出市場,進(jìn)而達(dá)到提高產(chǎn)業(yè)集中度,削減過剩產(chǎn)能的目的。
(二)加大研發(fā)投入,促進(jìn)低碳技術(shù)創(chuàng)新
技術(shù)進(jìn)步是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的關(guān)鍵,研究分析顯示,技術(shù)進(jìn)步對(duì)節(jié)能的貢獻(xiàn)率達(dá)到40%~60%,世界先進(jìn)鋼鐵國家非常注重低碳技術(shù)的研發(fā)。雖然河北省鋼鐵行業(yè)也意識(shí)到了科技創(chuàng)新的重要性,如河北省科技廳與河北鋼鐵集團(tuán)聯(lián)合設(shè)立“河北省鋼鐵產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)專項(xiàng)資金”,每年投入6000萬元,十二五期間總計(jì)投入3億元資金,主要用于高附加值產(chǎn)品研發(fā)與節(jié)能減排技術(shù)研發(fā);同時(shí)作為國內(nèi)規(guī)模最大的鋼鐵企業(yè),河北鋼鐵集團(tuán)2011年技術(shù)開發(fā)費(fèi)投入34.86億元,比上年增加20.27億元,技術(shù)投入比率達(dá)到1.39%,比上年增加0.75個(gè)百分點(diǎn)。但是相比于工業(yè)發(fā)達(dá)國家鋼鐵企業(yè)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的資金投入已經(jīng)占企業(yè)銷售收入的5%左右的水平,我們的研發(fā)投入明顯不足。目前要想改變河北省鋼鐵行業(yè)這種產(chǎn)量巨大、能源消耗和污染排放量也大的局面,必須結(jié)合省內(nèi)鋼鐵行業(yè)的具體情況,借鑒國外先進(jìn)環(huán)保技術(shù),加大研發(fā)資金的投入,掌握核心的鋼鐵節(jié)能減排技術(shù)。
(三)積極開發(fā)清潔環(huán)保的新能源,降低煤炭等化石能源的使用
目前,以消費(fèi)煤炭等化石能源帶來的環(huán)境污染日益嚴(yán)重,減少煤炭等化石能源的消費(fèi),開發(fā)清潔環(huán)保的新能源已經(jīng)勢(shì)在必行。河北省擁有豐富的新能源,其中河北省風(fēng)能資源儲(chǔ)量在7400萬千瓦左右,分布在張家口、承德和太行山、燕山山區(qū)以及唐山、秦皇島、滄州沿海地區(qū)。河北省張家口、承德地區(qū)每年光照3000-4000小時(shí),太陽能資源豐富且擁有良好的電網(wǎng)構(gòu)架,截至2011年底,全省風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)到580萬千瓦,太陽能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到6.5萬千瓦。目前河北省已形成光電、風(fēng)電、節(jié)電、儲(chǔ)電、輸變電等比較完備的新能源產(chǎn)業(yè)體系,保定的“中國電谷”已經(jīng)成為世界級(jí)新能源設(shè)備制造業(yè)聚集區(qū),可以說河北省在新能源發(fā)展方面具有的天獨(dú)厚的條件。但是由于國內(nèi)新能源應(yīng)用成本高,河北省新能源產(chǎn)品90%出口到國外,因此目前的關(guān)鍵是加大技術(shù)創(chuàng)新力度,掌握核心技術(shù),降低應(yīng)用成本,提高新能源轉(zhuǎn)換率,推動(dòng)太陽能和風(fēng)能發(fā)電平價(jià)上網(wǎng),促進(jìn)新能源的廣泛使用,進(jìn)而降低煤炭等化石能源的使用。
(四)提高工業(yè)技術(shù)裝備水平,淘汰落后產(chǎn)能
工藝技術(shù)裝備是鋼鐵產(chǎn)品提升競爭力,節(jié)能降耗的重要基礎(chǔ)。有資料顯示, 煉鐵高爐爐體容量越大,單位煉鐵成本越低。1000立方米高爐相比400立方米噸鋼綜合煤耗降低80%,噸鐵焦耗降低60%。因此,淘汰落后產(chǎn)能是節(jié)能減排的有力措施。雖然2008年以來,河北省共淘汰落后煉鐵產(chǎn)能4892萬噸,占全國淘汰落后產(chǎn)能的41.8%;淘汰落后煉鋼產(chǎn)能3496萬噸,占全國淘汰落后產(chǎn)能的44.8%。但是由于河北省民營鋼鐵企業(yè)占到三分之二,企業(yè)規(guī)模小,環(huán)保投入小,運(yùn)行機(jī)制比較靈活,眾多民營鋼鐵企業(yè)借助低成本優(yōu)勢(shì)不斷增產(chǎn),其投資也在大幅增長,所以造成了河北省鋼鐵產(chǎn)能越減越多的局面。目前河北省已經(jīng)提出到2017年壓減6000萬噸鋼鐵、其中民營鋼企聚集的唐山、邯鄲、石家莊這幾個(gè)鋼鐵重鎮(zhèn)分別將壓減粗鋼產(chǎn)能4000萬噸、1204萬噸和482萬噸,而且2014年確定了壓減1500萬噸鋼鐵產(chǎn)能的目標(biāo)任務(wù)。但是截至2013年年底,河北省鋼鐵企業(yè)每年新增鋼鐵產(chǎn)能3000萬噸,是政府計(jì)劃2017年以前平均每年淘汰落后產(chǎn)能1500萬噸的兩倍。這說明應(yīng)該進(jìn)一步加大落后產(chǎn)能的淘汰步伐,切實(shí)做好落后產(chǎn)能的退出工作。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】我國 鋼鐵企業(yè) 能源 管理 消耗 節(jié)能
從1996年開始,我國的鋼鐵產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,鋼鐵生產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)15年位居世界第一。隨著鋼鐵生產(chǎn)量的不斷增加,其能源消耗也隨之增長。到2010年的時(shí)候我國已經(jīng)處于世界第二大能源消費(fèi)國。作為能源消耗的重頭產(chǎn)業(yè),我們必須要加強(qiáng)對(duì)鋼鐵企業(yè)的節(jié)能優(yōu)化,減少鋼鐵企業(yè)的能源消耗量,努力走新型工業(yè)化道路。
一、我國鋼鐵企業(yè)能源管理現(xiàn)狀
21世紀(jì)之前,我國的鋼鐵企業(yè)大都還沒有形成節(jié)能減排的意識(shí),很多鋼鐵企業(yè)把工作重點(diǎn)都放在了如何提高企業(yè)的生產(chǎn)總量上,對(duì)于能源消耗基本沒有做出過高的重視。進(jìn)入21世紀(jì)以來,我國鋼鐵企業(yè)更是迎來了百年難得的發(fā)展機(jī)遇,在這種大環(huán)境下幾乎所有的企業(yè)都開足馬力加大鋼鐵的生產(chǎn)總量,這種情況一直持續(xù)到2008年。哥本哈根會(huì)議之后,中國政府對(duì)鋼鐵行業(yè)為代表的高耗能產(chǎn)業(yè)做出了全面的反思,下定決心要做好本國企業(yè)的節(jié)能減排工作。事實(shí)上,在鋼鐵生產(chǎn)過程中,能源已經(jīng)占據(jù)到鋼鐵生產(chǎn)成本的30%左右,除了保護(hù)環(huán)境、節(jié)省能源之外,很多鋼鐵企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本也在不斷的進(jìn)行反思,反思如何進(jìn)一步的減少能源消耗,降低生產(chǎn)成本。
但是,經(jīng)過多年的發(fā)展我們發(fā)現(xiàn),我國鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排工作進(jìn)行的并不是很理想,很多鋼鐵企業(yè)的節(jié)能工作都是在不斷的改建和擴(kuò)建中所完成的。事實(shí)上這也給鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排工作帶來了一定的麻煩:要想在這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、先天設(shè)計(jì)不足,后天隨意變更的鋼鐵企業(yè)中全面科學(xué)實(shí)施節(jié)能減排談何容易?基于此種情況,當(dāng)前我國鋼鐵企業(yè)大都面臨一種非常尷尬的局面:鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排工作勢(shì)在必行,但是究竟如何進(jìn)行節(jié)能減排工作卻是一籌莫展。
二、未來鋼鐵企業(yè)的節(jié)能方向與途徑
為了進(jìn)一步降低能源消耗,我國鋼鐵企業(yè)節(jié)能可以沿著下面幾個(gè)方向開展:
(一)建立節(jié)能工作的基礎(chǔ)
如何建立好鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作的基礎(chǔ)呢?筆者認(rèn)為鋼鐵生產(chǎn)的各道工序必須要重視節(jié)省能源,對(duì)鐵水和燒結(jié)礦等重要能源的消耗更要投以必要的重視。與此同時(shí),我們還要降低鋼鐵生產(chǎn)工序中溶劑料以及零部件與耐火材料等非能源物質(zhì)的單耗。眾所周知,對(duì)于生產(chǎn)鋼鐵的企業(yè)來講,影響其噸鋼能源消耗的其中一個(gè)非常重要的因素就是“鐵鋼比”。假如一個(gè)企業(yè)噸鋼能耗高的話,我們就可以很容易判斷其“鐵鋼比”就一定會(huì)高。但是,要想降低“鐵鋼比”不是單純依靠企業(yè)的力量就能做到的,這主要是與我國所儲(chǔ)存的廢鋼資源密切相關(guān)。為了改變這一現(xiàn)狀,國內(nèi)的很多鋼鐵企業(yè)都采用了擴(kuò)大電爐鋼比例的做法。雖然收到了一定的成效,但是筆者認(rèn)為這種做法是不明智的,正確的做法應(yīng)該是走精細(xì)化道理,實(shí)施精料方針,努力提高燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的品位,這樣才是降低鋼鐵產(chǎn)業(yè)能源消耗的正確途徑。
(二)抓住節(jié)能工作的重點(diǎn)
所謂鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作的重點(diǎn),主要是要大力提高鋼鐵企業(yè)能源系統(tǒng)生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、加工等環(huán)節(jié)的能源轉(zhuǎn)換效率。遺憾的是,鋼鐵企業(yè)的能源高效轉(zhuǎn)換本應(yīng)該得到有效發(fā)揮的,它也是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的3大功能之一。但是如今卻成為制約我國鋼鐵企業(yè)發(fā)展的重要瓶頸,拉大了我國鋼鐵企業(yè)與國際先進(jìn)鋼鐵企業(yè)的差距。分析其原因,筆者認(rèn)為主要是因?yàn)榻固俊㈦娏Φ戎匾茉丛阡撹F企業(yè)的生產(chǎn)以及加工過程中的能源消耗過高所造成的。基于此種情況,我國的鋼鐵企業(yè)在未來的節(jié)能減排過程中,必須要加強(qiáng)相關(guān)的技術(shù)手段研究和運(yùn)用,努力提高鋼鐵生產(chǎn)過程中能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率,盡量減少鋼鐵生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和加工等環(huán)節(jié)過程中的能源消耗。另外,還要努力降低鋼鐵各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中燃料、電力、氧氣、蒸汽以及工業(yè)水等能源動(dòng)力的單耗,這也是我國鋼鐵企業(yè)未來節(jié)能減排工作的重要努力方向。
(三)降低回收生產(chǎn)過程中的能源消耗
最后,我們還需要注意的是:我國鋼鐵企業(yè)在廢鋼的回收和生產(chǎn)過程中也存在著大量的能源消耗,回收生產(chǎn)過程中所散失的各種余熱、余能和廢棄物等都是造成我國鋼鐵企業(yè)能源消耗的重點(diǎn)。相關(guān)學(xué)者通過其研究表明:中國整個(gè)鋼鐵行業(yè)對(duì)余熱資源的回收和利用效率,與國外先進(jìn)的鋼鐵制造業(yè)相比,整整落后他們20%左右,與韓國和日本的差距還要大。基于此種情況,我國的鋼鐵企業(yè)要想降低在回收生產(chǎn)過程中的能源消耗,還需要不斷發(fā)展自身的技能技術(shù),依靠先進(jìn)的技術(shù)來降低能源消耗。與此同時(shí),還要組織相關(guān)專家對(duì)余熱余能資源的回收利用理論進(jìn)行深入的研究,進(jìn)而促進(jìn)節(jié)能技術(shù)和裝備的發(fā)展和進(jìn)步。筆者建議可以將以往余熱資源的單一間接回收方式改變?yōu)殚g接或者是直接聯(lián)合回收;還可以將單純的熱回收改變?yōu)闊犭娐?lián)產(chǎn)。這些都是降低回收生產(chǎn)過程中能源消耗的有效途徑。
三、結(jié)語
由于我國鋼鐵企業(yè)一直在能源管理方面所做的工作都不到位,現(xiàn)在突然實(shí)施節(jié)能減排確實(shí)給一些鋼鐵企業(yè)帶來了壓力,顯得力不從心。即使是到了今天,我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)的能耗水平仍然比韓、日等國高出40%左右。面對(duì)這些情況,我們必須要積極克服,努力進(jìn)行鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排工作。面對(duì)我國鋼鐵企業(yè)巨大的能源消耗現(xiàn)狀,我們必須要改變以往的生產(chǎn)方式,加大節(jié)能投入。只有在這樣的前提下我國的鋼鐵行業(yè)才能取得更快、更長遠(yuǎn)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:鋼鐵廠燒結(jié)工藝 節(jié)能降耗 設(shè)計(jì)要點(diǎn) 作用
中圖分類號(hào):TF046.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973(2013)009-131-02
在我國工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展過程中,鋼鐵行業(yè)的耗能量較大,從而給鋼鐵行業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)壓力,過大的能量消耗不僅影響生產(chǎn)量,還在一定程度上阻礙鋼鐵行業(yè)的發(fā)展。在消耗能量較為嚴(yán)重的鋼鐵行業(yè),節(jié)能降耗成了眾廠商所關(guān)注的話題。提高整個(gè)鋼鐵廠燒結(jié)工藝的生產(chǎn)設(shè)備,彌補(bǔ)生產(chǎn)中存在的不足,及時(shí)解決生產(chǎn)中的問題,是鋼鐵燒結(jié)廠發(fā)展的關(guān)鍵。確保產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)兼顧節(jié)能降耗的重任,達(dá)到節(jié)能降耗的目的,如此一來不僅增加鋼鐵廠利潤額,提高經(jīng)濟(jì)效益,還促進(jìn)鋼鐵廠更為長遠(yuǎn)的發(fā)展。
1 鋼鐵廠燒結(jié)工藝的概念
鋼鐵等原材料根據(jù)其不同特性所選擇的加工程序就稱為鋼鐵廠的燒結(jié)工藝。在鋼鐵廠燒結(jié)中,燒結(jié)工藝發(fā)揮著關(guān)鍵性作用,直接影響著燒結(jié)過程中生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好壞。燒結(jié)工藝方法的運(yùn)用是在了解燒結(jié)原材料的整體特性后,而選擇的適合于材料燒結(jié)的工藝程序。鋼鐵廠燒結(jié)工藝的正確應(yīng)用在保證了燒結(jié)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上,還能夠起到一定的節(jié)能降耗作用。
2 鋼鐵廠燒結(jié)工藝節(jié)能降耗設(shè)計(jì)要點(diǎn)及作用
2.1 燒結(jié)設(shè)備上采用大型燒結(jié)設(shè)備
為了減少燒結(jié)工藝中的材料浪費(fèi),降低環(huán)境污染,鋼鐵廠摒棄了以往的小型燒結(jié)設(shè)備,采用大型燒結(jié)設(shè)備,原因在于大型燒結(jié)設(shè)備能起到節(jié)能降耗的作用,為鋼鐵廠創(chuàng)造最大化利益。
(1)大型燒結(jié)設(shè)備在燒結(jié)工藝中能夠合理利用資源,減少燒結(jié)中不必要的資源浪費(fèi),起到一個(gè)節(jié)能降耗的作用;(2)大型燒結(jié)設(shè)備生產(chǎn)出來的材料質(zhì)量好,可以減少返工率,在一定程度上節(jié)約制造時(shí)間,提高鋼鐵廠工作效率;(3)大型燒結(jié)設(shè)備在燒結(jié)工程中比較節(jié)約資源,這樣一來,整個(gè)生產(chǎn)過程就大大降低了生產(chǎn)成本,提高鋼鐵廠的整體經(jīng)濟(jì)效益。
2.2 高堿度燒結(jié)的運(yùn)用
以往的酸性及自熔性燒結(jié)到高堿度燒結(jié)技術(shù)的轉(zhuǎn)變,是由于高堿度燒結(jié)技術(shù)更加適用于現(xiàn)在不斷發(fā)展的鋼鐵廠燒結(jié)工藝。高堿度燒結(jié)技術(shù)對(duì)于鋼鐵材料的回收利用有很好的還原性,它的運(yùn)用可以將廢棄的鋼鐵材料做一個(gè)二次利用,還原材料的利用率,在燒結(jié)工藝中起到節(jié)約能源,降低鋼鐵廠損耗的作用。
2.3 薄料層燒結(jié)向厚料層燒結(jié)的轉(zhuǎn)變
在燒結(jié)工藝中,傳統(tǒng)薄料層燒結(jié)技術(shù)存在很大的缺陷,首先,雖然它也可進(jìn)行燒結(jié)工藝,但在實(shí)施的過程中材料浪費(fèi)十分嚴(yán)重,并且對(duì)鋼鐵廠的環(huán)境也會(huì)造成很大的污染,影響整個(gè)鋼鐵廠的空氣質(zhì)量。
隨著燒結(jié)工藝技術(shù)的不斷優(yōu)化,不斷創(chuàng)新,現(xiàn)在大部分鋼鐵廠在燒結(jié)工藝過程中已經(jīng)采用厚料層燒結(jié)技術(shù),原因在于厚料層燒結(jié)技術(shù)可以保證燒結(jié)工藝中加工材料的質(zhì)量,不僅如此,厚料層燒結(jié)技術(shù)透氣性能好,減少燒結(jié)工藝中的污染,提高鋼鐵廠的空氣質(zhì)量。
在一些先進(jìn)的鋼鐵廠中,不僅大力提倡厚料層燒結(jié)技術(shù)的運(yùn)用,還在此基礎(chǔ)上加入生石灰強(qiáng)化劑,而生石灰強(qiáng)化劑具有強(qiáng)化料層透氣性與強(qiáng)化顆粒的功能,可以促使厚料層燒結(jié)在燒結(jié)工藝中提煉出質(zhì)量好的材料,同時(shí)還能夠減少能量的損耗,起到一定的節(jié)能降耗的作用,促進(jìn)鋼鐵廠的發(fā)展,現(xiàn)在這一設(shè)計(jì)已被諸多鋼鐵廠所沿用。
2.4 采用小球與小球團(tuán)燒結(jié)工藝
采用小球與小球團(tuán)燒結(jié)工藝是降低鋼鐵廠燒結(jié)工藝中的能源消耗。因?yàn)樾∏驘Y(jié)工藝原理在于小球燒結(jié)能夠?qū)Y(jié)工藝中大量的燃料粘于其表面,此作用可以改變燒結(jié)工藝中燃料所處的狀態(tài),給予燃料一定的空間感,促使燃料與空氣中氧氣的充分接觸,這一原理可以使燃料產(chǎn)生燃燒反應(yīng),減少燒結(jié)工藝中殘余燃料的產(chǎn)生,使燃料得以有效利用。燒結(jié)工藝這一原理的運(yùn)用大大提高了鋼鐵廠能源利用率,降低了生產(chǎn)成本,提高了鋼鐵廠的經(jīng)濟(jì)效益。
2.5 強(qiáng)化原料混勻燒結(jié)技術(shù)
強(qiáng)化原料混勻是為了提高燒結(jié)工藝中所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。一般的原料混勻技術(shù)雖能起到混勻的效果,但卻不能保證混勻的質(zhì)量,一般原料混勻技術(shù)中混勻顆粒差別大,大小參差不齊,這樣一來,生產(chǎn)的產(chǎn)品會(huì)相對(duì)比較粗糙,影響整個(gè)燒結(jié)產(chǎn)品質(zhì)量。強(qiáng)化原料混勻是現(xiàn)在鋼鐵廠生產(chǎn)中十分必要的燒結(jié)技術(shù),它能夠?qū)⒉牧项w粒混勻成大小相似的顆粒,這一舉措可使燒結(jié)工藝順利進(jìn)行,生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品,從而加強(qiáng)鋼鐵廠的生產(chǎn)力。
2.6 燒結(jié)工藝中進(jìn)行余熱回收再利用
余熱回收利用原理是將冷卻機(jī)中廢氣與燒結(jié)煙氣中儲(chǔ)存的余熱進(jìn)行回收再利用,以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。目前部分鋼鐵燒結(jié)廠已經(jīng)為余熱的回收利用研發(fā)了一種翅片管式蒸汽發(fā)生系統(tǒng),該系統(tǒng)高頻的焊接制片管,更加有利于余熱傳送,傳熱效率高,推動(dòng)了燒結(jié)工藝的工作進(jìn)程,余熱的回收二次利用,也給鋼鐵廠減少了能源開支,起到節(jié)能降耗的作用。
2.7 燒結(jié)工藝設(shè)備中運(yùn)用變頻技術(shù)
鋼鐵廠燒結(jié)工藝中要用到多種設(shè)備,比如說水泵、塵風(fēng)機(jī),燒結(jié)風(fēng)機(jī)等都是在燒結(jié)工藝生產(chǎn)中常用的設(shè)備,在這些設(shè)備中加入變頻技術(shù)可以更好的進(jìn)行燒結(jié)工藝生產(chǎn)。原因在于變頻技術(shù)它可以根據(jù)生產(chǎn)的需求自動(dòng)變換生產(chǎn)設(shè)備中所需要的電能功率或者是轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。
在設(shè)備中利用變頻技術(shù)可以使設(shè)備進(jìn)入良好的運(yùn)行狀態(tài),通過變頻技術(shù)的自動(dòng)頻率轉(zhuǎn)換,合理調(diào)整設(shè)備中所需頻率 ,根據(jù)生產(chǎn)需求自動(dòng)轉(zhuǎn)換頻率,減少了不必要的能量消耗,在一定程度上大大減少了生產(chǎn)中水電能源的浪費(fèi),保證了燒結(jié)設(shè)備運(yùn)行中水電能源的合理利用,提高了整個(gè)鋼鐵廠生產(chǎn)技術(shù)水平,促進(jìn)鋼鐵廠的現(xiàn)代化發(fā)展。
2.8 自動(dòng)化生產(chǎn)操作
現(xiàn)在鋼鐵廠燒結(jié)工藝中已不再過多運(yùn)用人工操作燒結(jié)生產(chǎn),首先傳統(tǒng)的人工操作生產(chǎn)效率低,因?yàn)椴僮魅藛T要兼顧各個(gè)生產(chǎn)程序的運(yùn)行,人力有限,阻礙生產(chǎn);其次,人存在惰性,若生產(chǎn)操作人員出現(xiàn)工作疏忽的現(xiàn)象,會(huì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。而自動(dòng)化生產(chǎn)操作的運(yùn)用,生產(chǎn)全程都有計(jì)算機(jī)自動(dòng)化操作,對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行嚴(yán)格檢測和質(zhì)量把控,避免了一些人為因素造成的產(chǎn)品質(zhì)量問題,提高了燒結(jié)工藝的生產(chǎn)效率,保證了生產(chǎn)質(zhì)量,不僅如此,自動(dòng)化的生產(chǎn)操作還為鋼鐵廠節(jié)省了大量勞動(dòng)力,降低了生產(chǎn)成本,增加了鋼鐵廠的利潤額,促進(jìn)鋼鐵廠的長遠(yuǎn)發(fā)展,促進(jìn)其在整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的地位。
3 總結(jié)
鋼鐵廠根據(jù)現(xiàn)時(shí)代工業(yè)發(fā)展的要求,不斷完善燒結(jié)工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié),更新生產(chǎn)設(shè)備,優(yōu)化生產(chǎn)材料結(jié)構(gòu)是為了提高鋼鐵廠整體生產(chǎn)力發(fā)展水平,為了減少生產(chǎn)中能量消耗,更為了鋼鐵廠在整個(gè)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展地位。生產(chǎn)力水平高低與節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)都是影響鋼鐵廠發(fā)展的關(guān)鍵因素,在鋼鐵廠燒結(jié)工藝節(jié)能降耗設(shè)計(jì)上需兩者兼顧,才能促進(jìn)鋼鐵廠的整體發(fā)展,增加經(jīng)濟(jì)收益,從而擴(kuò)大規(guī)模,提升鋼鐵廠在工業(yè)發(fā)展中的主體地位。
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關(guān)鍵詞:電氣自動(dòng)化技術(shù);應(yīng)用;發(fā)展;
中圖分類號(hào):TD614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-3520(2014)-11-00-01
一、引言
隨著電子信息技術(shù)及智能控制技術(shù)的快速發(fā)展,近年來,冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)取得了很大進(jìn)步,推動(dòng)了鋼鐵、冶金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)冶金行業(yè)的現(xiàn)代化,發(fā)揮了有效的促進(jìn)作用。把握當(dāng)前冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展形勢(shì),全面分析其發(fā)展現(xiàn)狀,掌握其發(fā)展趨勢(shì),對(duì)于解決行業(yè)問題,推動(dòng)我國冶金電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二、電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)
(一)技術(shù)涵蓋面廣泛。電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用比較廣泛,同時(shí)涉及的各類技術(shù)比較復(fù)雜,大部分工業(yè)企業(yè)都或多或少會(huì)涉及。另外,因?yàn)殡姎庾詣?dòng)化技術(shù)是建立在電子信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上的,其技術(shù)含量比較高,所以在整個(gè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中既要進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)也要進(jìn)行軟件設(shè)計(jì),而且用途不同,其設(shè)計(jì)方案也就不同,必須與行業(yè)、場合需求相結(jié)合來確定設(shè)計(jì)方案,因此此種技術(shù)的應(yīng)用需要比較寬的知識(shí)面。
(二)對(duì)電子技術(shù)依賴性強(qiáng)。對(duì)于一個(gè)完整的電氣自動(dòng)化系統(tǒng),無論是采集信號(hào)的傳感器,還是對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理運(yùn)算的控制器,乃至執(zhí)行運(yùn)算結(jié)果的執(zhí)行機(jī)構(gòu)等都與電子技術(shù)密切相連。因此,電氣自動(dòng)化技術(shù)建立在電子技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,對(duì)電子技術(shù)具有強(qiáng)烈的依賴性。
三、我國電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
(一)電氣自動(dòng)化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用。在鋼鐵行業(yè)中運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù),是鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的必經(jīng)之路。近年來,現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展使得我國的鋼鐵行業(yè)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境安全、原材料以及產(chǎn)品質(zhì)量等等的檢測力度大大提高,而這一系列的堅(jiān)持工作必須要依靠電氣自動(dòng)化技術(shù)才能很好的完成。而且鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境是比較特殊的,而且其中很多的生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)是無法利用人工的操作來完成的,因此,由于電氣自動(dòng)化技術(shù)的高效率、高性能以及高整合性等的優(yōu)勢(shì)恰恰為鋼鐵行業(yè)提供了很多的便利。
(二)電氣自動(dòng)化技術(shù)在火力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用。在火力發(fā)電系統(tǒng)中運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù),不僅能夠使得火力發(fā)電產(chǎn)的機(jī)器、鍋爐以及電等運(yùn)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一體化的目標(biāo),而且能夠?qū)痣娫O(shè)備中出現(xiàn)的一些故障以及安全隱患能夠進(jìn)行提前通知和預(yù)測。事實(shí)證明,如果能夠及早的發(fā)現(xiàn)并且處理火電設(shè)備中遇到的一些安全隱患以及故障,則能夠減少甚至是消除火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)損失以及一些安全事故的發(fā)生。而且在火力發(fā)電系統(tǒng)中運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠在很大程度上實(shí)現(xiàn)通用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件,從而實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠中電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)化,進(jìn)而能夠代替操作人員對(duì)整個(gè)火力發(fā)電廠設(shè)備的監(jiān)測以及火力發(fā)電廠的管理,并且能夠使得計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)這三個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸通暢無阻,在整個(gè)數(shù)據(jù)的處理以及傳輸以及監(jiān)督實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
(三)電氣自動(dòng)化技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用。在建筑中,照明、配電、空調(diào)以及配電系統(tǒng)在電氣自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合下能夠使之成為一個(gè)整體,使得這些系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)性能夠取得大大的提高,同時(shí)使得電梯系統(tǒng)能夠根據(jù)各層用戶的流量實(shí)現(xiàn)速度的自動(dòng)條件,還能夠使得在水管爆裂以及火災(zāi)情況下能夠進(jìn)行自動(dòng)的判斷與識(shí)別,及時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的應(yīng)急處理方案,及時(shí)調(diào)整水壓、開啟緊急照明系統(tǒng)等等。
四、電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金中的發(fā)展趨勢(shì)
電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)中已經(jīng)取得了一定的成效,但是受到各方面的影響,自動(dòng)化技術(shù)在目前的應(yīng)用過程中還存在很大的差距,要?jiǎng)?chuàng)新電氣自動(dòng)化技術(shù)在冶金行業(yè)的應(yīng)用需要不斷的在實(shí)踐中改善和優(yōu)化,其以后的應(yīng)用重點(diǎn)主要表現(xiàn)在:
(一)提高自主集成大型數(shù)字化的控制水平和能力。對(duì)于自主的集成的數(shù)字化的控制系統(tǒng),要不斷的在為我所用的原則的指導(dǎo)下,通過對(duì)整套的控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控來提高去控制的有效性和高效性,實(shí)現(xiàn)對(duì)冶金過程中的快速判斷、快速診斷以及快速和及時(shí)的處理。并且在提高企業(yè)的競爭力的目標(biāo)指引下,提高數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用水平。
(二)進(jìn)一步提高智能化程度。在過去,電氣自動(dòng)化受限于電子化和機(jī)械化,新世紀(jì)以來計(jì)算機(jī)技術(shù)才被慢慢引入電氣自動(dòng)化程序并發(fā)展成為主導(dǎo)的。信息化和工業(yè)化的融合,還有待加強(qiáng)。這是節(jié)省勞動(dòng)力,提高生產(chǎn)效率的需要。生產(chǎn)過程的信息化主導(dǎo),有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)械化,從而改善生產(chǎn)模式,提高生產(chǎn)質(zhì)量。把電氣自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)兩者相融合,將進(jìn)一步促進(jìn)冶金生產(chǎn)過程自動(dòng)化和機(jī)械化。特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展對(duì)于促進(jìn)電氣自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用。
(三)進(jìn)一步提升生產(chǎn)自動(dòng)化程度。冶金生產(chǎn)自動(dòng)化,包含了全部的生產(chǎn)流程和環(huán)節(jié),每個(gè)步驟都應(yīng)深化技術(shù)創(chuàng)新與改造。例如,加強(qiáng)質(zhì)量檢測,需引入先進(jìn)的儀器,比如質(zhì)量在線直接檢測儀;引入信息工程技術(shù),不斷對(duì)操作流程進(jìn)行創(chuàng)新,優(yōu)化技術(shù)性能;又比如引入節(jié)能技術(shù),建立物料和能量優(yōu)化模型,以縮短生產(chǎn)周期,提高效率,達(dá)到降耗、節(jié)能的目的。引入高精度預(yù)報(bào)模型技術(shù),建立高精度預(yù)報(bào)模型,達(dá)到優(yōu)化控制的目的。另外,進(jìn)一步優(yōu)化連鑄技術(shù),以此提升電磁連鑄自動(dòng)控制技術(shù)。
五、結(jié)語
電氣自動(dòng)化技術(shù)的生命力在于結(jié)構(gòu)的完整性,當(dāng)前電氣自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)各行業(yè)生產(chǎn)的廣泛適應(yīng)性,并成為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的主要技術(shù),因此要不斷提高電氣自動(dòng)化技術(shù)的研究水平,以便更好地把握電氣自動(dòng)化技術(shù)的核心。應(yīng)該從電氣自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)認(rèn)知出發(fā),探尋火電、鋼鐵、建筑等各行業(yè)應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)的要點(diǎn),以此來為電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展找到基礎(chǔ),從發(fā)展趨勢(shì)上和技術(shù)的關(guān)鍵上來實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步把握。
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