钢铁企业的管理节能

2017-01-10郭雅妮孟飙

中国设备工程 2016年16期

关键词：标煤钢铁企业能耗

郭雅妮，孟飙

（沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室，辽宁沈阳 110000）

钢铁企业的管理节能

郭雅妮，孟飙

（沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室，辽宁沈阳 110000）

钢铁行业是典型的过程能耗企业，节能减排是能源型企业永恒追求的技术问题，我国钢铁企业在技术节能与工艺节能上取得较大成果，在管理节能上是我国与国外钢铁企业还存在较大差距，本文就钢铁企业节能减排从管理层面入手，通过合理分配使用能源和其他物资，合理组织生产和运输，合理的管理制度等管理措施等方面进行分析，提出通过管理途径节能的方法。

钢铁企业；管理节能；循环利用

钢厂在生产过程消耗大量能源的同时，会排放出大量废气、粉尘，具有高耗能、高污染等特点，在煤炭、电力等能源的消耗上有巨大节能潜力。近年，国家愈发重视钢铁企业的节能减排。通过投入资金，大力支持各钢厂完成自己的节能改造项目；出台法律，制定更加严格的国家污染物排放标准，对钢铁厂来说，在新环境要求下，降本增效是发展循环经济、建设绿色钢厂的主要途径。对于钢铁企业，节能主要分为三类：技术节能、工艺节能与管理节能。

1 节能新途径

1.1 吨钢可比能耗

吨钢可比能耗是指钢铁企业在报告期内，每生产一吨粗钢，从炼焦、烧结、炼铁、炼钢到成品配套生产所必需的耗能量，企业燃料加工与运输、机车运输能耗，以及企业能源亏损所分摊在每吨粗钢上的耗能量的总和。单位为kg标煤/t，即每生产一吨钢铁消耗总能源要用到的标煤千克数，是我国当前企业能源统计和评定的主要指标。图1统计了我国大型重点钢铁企业20年内的吨钢可比能耗变化。

图1 钢铁企业吨钢可比能耗变化

从图1可看出，从20世纪90年代中期到21世纪初期，我国重点钢铁企业的吨钢可比能耗平均数从900kg标煤/t左右下降到700kg标煤/t上下，这一期间，钢铁行业通过改进先进的生产技术与工艺，在降低吨钢可比能耗与节约能源上有了较大的成效。

2005年左右，我国重点钢厂在生产管理上通过改革实行制造执行系统（MES），使吨钢可比能耗又下降了100kg标煤/t，在近10年中，通过引进风能冷却、冷轧技述等新技术，钢铁生产技术与工艺不断发展，吨钢可比能耗在600kg标煤/t上下浮动。

1.2 管理节能的提出

近年来，吨钢可比能耗的同比下降速度进入瓶颈期，生产技术与工艺不断发展，相应的管理方式也应该发生改变，针对节能减排的管理方法应不断创新。所谓管理节能，就是指通过合理分配使用能源和其他物资，合理组织生产和运输，合理的管理制度等管理措施，直接或间接收到节能效果。

2 合理分配使用能源和其他物资

2.1 合理分配使用能源

（1）能源的合理利用。由于工艺、能源使用的复杂性，钢铁行业存在能源分配优质劣用，大材小用，或劣材不用的现象，同种能源用于高、低温工艺消耗差异巨大，把优质能源用于一般低温工艺，这种由于能源使用不合理所带来的浪费，比能源没有得到充分利用更为严重。在转炉冶炼中，影响终点钢水氮含量的主要因素是铁水氮含量,冶炼的控制措施和操作水平也影响着钢液含氮量，氮含量高降低了钢的成形性、焊接性能以及高温韧性和塑性。同时会加剧钢材时效和冷脆。另一方面,氮也会造成钢坯的开裂。（2）能源的充分利用。钢铁企业高炉或转炉生产的同时会产出大量可二次利用的煤气，对富产煤气、水、余热余压的回收、综合利用是充分利用能源，提高能源利用率的有效途径。高炉与转炉产生的大量煤气除优先供自身的热风炉使用外，还可以跟据地理位置，生产优先级等合理分配给球团、喷煤、棒材、线材等生产线，地理位置遵循避免路途浪费原则。二次使用优先级应避免因排产造成管道内压力过大而放散煤气，这样既没有充分利用能源，也造成了环境的污染。

2.2 节约各种物资消耗量

钢铁厂的循环水在循环管道的环境中，会造成养分的浓缩，再加上日光照射后水温的升高，更易使管道中更易产生沉淀物，也给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件，微生物的滋生和粘泥沉积物，会造成腐蚀、结垢、菌藻粘等情况，对生产系统形成一定影响，图2为管道污染对生产系统造成的影响。

图2 水循环系统对生产系统的影响因素

清理管道的方法基本分为人工清理、化学清理、机械清理三种，另外也可在水循环中加入缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂、抗污泥剂等来减少对管道的消耗，通过减少物资消耗量来降低间接耗能。

2.3 能源的跨行业循环

由于钢铁企业各分厂生产状况不同，各生产厂之间排产不平衡，如煤气、循环水管道常常由于压力过大而放散，这样即造成了环境污染，也形成了能源的浪费，因此提出跨行业节能，与周围企业或居民形成能量链，为其提供辅助平价的暖气水供热，煤气等，更精细地利用循环经济。

3 合理组织生产和运输

3.1 运输量以及运输劳务

如图3，由于原料复杂、生产工艺繁琐、成品种类众多，钢铁企业不管是进厂原料、出厂成品、各厂间物料的运输都是很复杂的过程。运输过程物流系统的流畅是保证生产稳定的前提，节约运输量，即节约间接能耗，在生产过程中所发生的间接能耗量，在有些情况下，会大于所发生的直接能耗量。因此节约运输量，对节能所起的作用，并不亚于节约生产资料直接能耗。

3.2 合理组织生产

（1）工序之间的生产能力不平衡。由于生产调度问题或个别机械水平校低，当轧机作业率低时，加热炉会处于空烧状态，增加能源消耗。如果加强生产管理，提高轧机作业率，就可使能源利用率大为提高。（2）供能与用能环节不协调。锅炉产蒸汽热效率虽然较高，但由于用汽环节的蒸汽负荷时高时低，使蒸汽出现浪费或在管网损失较多情况。如果通过合理安排，削峰填谷，交叉开机，准确分析蒸汽利用的波动性，可使锅炉在稳定负荷下保持高效率运行、用汽均衡，提高能源利用率。

图3 钢铁企业物料运输流程

4 合理的管理制度

4.1 精细扁平化管理

对钢铁行业来说外部环境是一样的，即原料价格与成品价格对所有企业持平，随行就市是其价格特点。所以竞争来源于各企业内部管理竞争，通过提高客户服务水平扩大市场份额、降低运营成本来提升竞争力是每个企业的目标。（1）精细化管理。

物流跟踪精度=>总量-批次-件次

时间响应精度=>月-天-时-分钟

管控单位精度=>公司-分厂-机组

物流跟踪到件次，时间响应到分钟，管控单位细化到机组，改变原有的粗放型管理，从细节上跟踪物料状态，监控订单状态，精细物流安排，很大程度上避免了不必要的物料浪费，提高了物流反应的时间效率。（2）扁平化管理。企业管理模式一般分为分层与扁平两种，扁平化管理即一级计划管制集中管控，较传统管理模式而言，它管理幅度大，响应效率高，更多依赖信息化，可减少人员使用成本。

4.2 在MES系统中集成EMS系统

以往的钢铁企业MES系统侧重在车间作业计划的执行，一般是以生产、质量为中心，能源为生产服务会造成浪费或应用不当等现象，而在新环境资源的新要求新环境下，大型钢厂开始把EMS系统集成到原有的生产管制中心，未来的MES发展趋势会变为以能源为中心。