浅议冶金行业电气节能的几项措施

2015-08-15山东莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂山东莱芜271104

江西建材 2015年18期

■杨玲 ■山东莱芜钢铁集团银山型钢有限公司炼钢厂，山东莱芜 271104

我国工业技术在不断发展，能源的需求量在不断增加，科学的开发能源、有效的利用能源直接影响到我国经济的发展状况。我国大力倡导节能减排，提高能源利用率，主要是为了国家的长远发展。尤其在冶金行业中，能源消耗量较大，资源利用率有待提高，多种电气设施设备均存在能源浪费量较大的情况，直接降低了冶金厂的生产效率，增加了成本投入和运营经济消耗，降低了冶金厂的经济效益，不利于冶金厂的可持续发展。因此应有效利用先进的科学技术，对冶金行业中电气设备进行技术改造，在保持生产能力的前提下，提高能源利用效率，促进冶金行业节能减排工作的开展。

1 冶金行业节能减排现状

冶金行业是我国基础工业中尤为重要的行业，对国家的建设和长期发展均有着重要作用。随着社会发展建设的加快，钢铁冶金行业随之快速成长，钢铁产量大幅度增长，生产过程中产生的能耗量随之加大。但是，钢铁冶金企业在生产过程中，利用能源的效率并不高，可回收固体废弃物占比较低，水资源利用效率较低，不仅如此，生产过程中还产生大量有害物质，如工业废水、工业粉尘、二氧化硫等污染物在全国工业排放污染物中占有较高的比例。因此，减少冶金行业的能源消耗，提高生产效率，保护环境是冶金行业节能减排的重点。

2 冶金行业电气节能的几项措施

2.1 冶金电气节能负载控制法

冶金中重要的一种节能方式是运用计算机控制技术对冶金电气节能进行控制，以有效降低冶金运行中的电力耗能。传统控制算法进行节能控制时，由于冶金中电气设备总数量较大，致使单个电气设备耗能较大，降低了节能效果，现常用的节能控制方法是冶金电气节能负载控制法，是建立在自适应性遗传算法的基础上，进行负载高精度控制的方法。自适应性遗传算法是在进化多代之后，删除弱解空间，进而收缩解空间，然后继续进化多代后，继续收缩解空间，不断循环往复，最大限度的缩短进化过程，提高精度。在冶金运行中，该控制方法依据电气负载损耗之间的联系，建立电气损耗结构模拟造型，运用自适应性遗传方法，对冶金电气负载进行控制，从而达到冶金电气节能的目的。

2.2 非晶合金变压器

电力变压器室电力供应系统中重要的设备，主要完成电力供应系统的升压与降压，冶金行业中常用该技术。但是，变压器易损耗，减少变压器损耗可有效节约资源。非晶合金变压器是一种节能变压器，制造该变压器使用能源量较小，降低了发电厂的发电量，节约了大量的能耗，且无污染物排放，是一种绿色高科技变压器。非晶合金变压器具有超低损耗的特点，能够最大限度利用电能，节约能源。相同容量的S9系列变压器的空载损耗是非晶合金变压器的4 倍。非晶合金变压器运转过程中产生的热量较少，绝缘老化较慢，变压器使用年限较长，极大的降低了损耗率，减少企业经济消耗，提高企业的经济效益。

2.3 有源滤波器

谐波具有危害性，能够造成电气设备多个方面的损害，可引发过电流、过电压等较危险的情况。冶金行业电力使用量较大，谐波污染对电子设备设施具有严重影响。有源电力滤波器需要提供电源，主要用于动态抑制谐波、补偿无功，是一种新型电力电子装置，能够对谐波的大小以及频率的变化进行无功补偿。该装置反应速度快，补偿能力较强，能够进行动态跟踪补偿，且应用有源电力滤波器可克服传统滤波器的谐波抑制和无功补偿方法的缺点，是抑制谐波重点电气技术。

2.4 高炉鼓风机节能技术

在冶炼过程中，高炉鼓风机对整个冶炼系统有着重要作用，消耗的能源在总耗能中占有较高比例。大部分电力主要消耗在鼓风机的运行上。高炉鼓风机是冶炼系统的动力系统，常使用大型高压电机和对应的轴流风机(或离心风机)，以达到高炉鼓风的要求。经过长时间使用后，高炉的炉况产生较大变化，使得设计阶段设置的风压、风量过大，只得排出，浪费了大量能源。为了节能，应用软件控制系统对鼓风机进行优化，依据风机理论，在任意气温下，应用压缩机入口流量和气体压缩能量头精确补偿计算轴流压缩机的喘振性能曲线，并用专业的智能控制结构取代原有的PID 控制器，以满足防喘振控制工艺的需求。从而提高了鼓风机送风质量，提高了鼓风机的运行效率，有效降低了排风量，节约了能源。

2.5 制氧机节能技术

制氧机主要以空气为生产原料，消耗电能较大。随着运转时间的增长，设备逐渐老化，剧组运转效率逐渐变差，造成能源浪费的情况。应用设备技术对制氧机进行改造，可提高机组运行效率，减少能耗。将空压机冷却器改造为高效换热器，并用紫铜换热片替换冷却器的铝制翅片换热片。铜的导热性能不同于铝，其可以在维持原冷却器芯子结构的基础上，减少换热片的数量，加大换热片间隔距离，进而加大空气过流的面积，降低冷却器的阻力，达到空压机节能的目的，同时提高制氧机自动控制水平，降低氧气外散量，提高制氧机能源利用率。

2.6 变频技术的应用

在冶金行业中，变频技术主要应用在水泵类设备、重要风机、重要起重类设备等。水泵类设备和重要风机在冶炼厂中主要是高压环水泵、锅炉给水泵、烧结余热风机、高炉除尘风机和冶炼除尘风机等，这些重要的设备一般配备交流异步电动机驱动。冶炼厂运行时，技术人员对这些设备输出进行调节，用来改变环保参数、工艺参数等。冶炼厂没有应用变频技术前，水泵类设备和风机一般直接应用工频进行通电，维持稳定速度，控制水泵水量和风机风量时直接调节风门和阀门，这种控制方式在实际应用过程中响应过程较长，改变速度较慢，消耗大量的能量，浪费了资源。

冶炼厂应用变频技术后，在水泵电机处安装高压变频器，可有效利用高压变频器一拖二的技术，使变频器在两台电机之间轮流切换，一旦其中一台电机出现运行故障，变频器可立即切换至另一台电机进行运行。变频器运行过程中，出现故障时，电机可转换至工频状态下进行工作。整个生产系统进行正常工作时，高压变频器有效节约电机使用的电量，节电率约33.3%，极大降低了电力费用，提高了冶炼厂的经济效益。应用高压变频器后，为水泵进行恒压供水，提高了选矿设备用水流量和水压的稳定性，进而稳定了生产工艺，提高了精矿生产产量，进一步提高了企业经济效益。

2.7 照明节能措施

冶金厂照明设备众多，耗电量大，减少照明系统耗能量对结约电能有着重要意义。降低照明用电量，应合理运用自然光，按照相关规定，科学选择照明馆员，尽量达到光照节能的目标。冶金厂房一般使用金属卤化物等物质，且一个光源放射的光线覆盖面积过小或者强度过低时，可采用两种光源同时进行照明，可以在保持光照强度的基础上，降低电力消耗量。选择冶金厂房照明设备时，应优先使用节能的光源电子器件，这类器件耗能量小，使用金属卤化物或高压钠灯时，应配备节能型镇流器，能够有效节约能源。