电气节能技术在钢铁行业中的应用与推广

2018-02-02郭林

资源节约与环保 2018年4期

郭林

（天津市节能协会天津 300193）

1 引言

我国钢铁行业领域的快速发展使各种电气设备融入到生产中，基于自动控制技术的一大批自动化设备实现了对生产流程的监控，确保产品的生产过程可以控制在最佳状态。也就是说如果缺少了电气自动化技术便会导致现代钢铁工业生产失去根基，这就造成了单位产品的电耗迅速上升，所以降低电耗对实现钢铁行业的节能减排、走可持续发展道路有着重要意义。电气节能技术在钢铁行业中的应用是一个极具创造性的盛举，不仅能有效提高钢铁产品的质量和生产效率，还可以有效提高钢铁产品生产过程中的安全性、经济性以及节能性，在节约生产资源的基础上实现钢铁行业节能减排这一目的，对提高钢铁行业的市场核心竞争力有着重要意义。

2 钢铁行业电气节能设计原则和内容

2.1 电气节能设计原则

钢铁行业在进行节能设计时要充分考虑到企业的能源消耗、耗能设备数量，因此，钢铁行业在电气节能方面必须遵循一定的设计理念。

钢铁行业在进行电气节能设计时必须满足钢铁生产运行所需要的必须能源和动力为基础，并按照生产设备所需要的最大电容量、电能质量以及电路可靠性，对钢铁企业的供电网络和配电方案进行整体优化，通过优化供配电方式来实现电气节能，同时也要确保电气节能的改造不会影响到企业正常生产。企业生产的最终目的便是获取更多的经济效益，所以钢铁行业在电气节能时必须遵循经济的基本原则，在设计过程中不能一昧的追求电气节能而增加不必要的投资，所以钢铁行业在进行电气节能设计时必须要保证不影响到企业的综合经济效益。

2.2 电气节能技术包括的主要内容

针对钢铁行业来说，电气节能设计包含的内容相对较为复杂，不仅包含供配电系统、照明、电机等实体设备，还要综合考虑到无功消耗、线路损耗以及能源替代等因素。

由于供配电系统是钢铁企业电能耗损的主要方面，因此，钢铁行业在电气设计和节能改造过程中，必须将提高整个输配电系统的功率因数、谐波治理作为主要内容。并且要采用先进、合理的变配电设备来降低配电系统的整体能耗，同时也对提高节电设备的性能有着重要作用。照明系统在运行中也消耗一部分电能，钢铁企业一般都规模庞大，这便导致其在运行过程中有大量的厂房和车间，这些场所分布着大量的生产机电设备，企业中的办公楼房会配备各种供排水系统、空调系统、办公电气设备等，这些设备和系统也是钢铁企业耗能的不可忽视的一部分。因此，企业在电气节能改造中必须要将这些区域考虑在内。变频节电技术、节能电机以及节能水泵目前应用越来越多，如果钢铁企业可以将这些先进技术广泛运用到实际生产中，其不仅可以有效降低电气耗能，同时也对提高钢铁企业综合经济效益有着重要作用。

3 钢铁行业中电气节能技术的主要应用

3.1 汽动鼓风机替代电动鼓风机

常规炼铁高炉、烧结等工艺需要的风主要由电动机提供动力源。在电气设备进行技术改造过程中，企业可以充分利用高炉剩余的煤气为燃料产生的蒸汽来驱动汽动鼓风机，代替原有的电动鼓风机，这样不仅可以帮助企业有效降低对电能的消耗，同时也可以帮助企业节约大量的生产成本，并实现了二次能源的再利用，减少高炉煤气直接排放对自然环境产生的不良影响，这对提高现代钢铁企业的综合经济效益有着重要作用。例如，安钢在2012年进行汽动鼓风机替代电动鼓风机工程，将该厂5台高炉鼓风中的4台高炉鼓风机由电动改为汽动，改造后高炉系统运行中对电力的需求降低了80%左右，不再依赖大量电力供应进行生产，同时也在很大程度上提高了能源的利用率，吨铁减少成本在30元以上。

3.2 交流电机变频调速技术

交流电机变频调速技术是应用当今国际最新变频技术产品--交流变频调速器对钢铁生产中的交流电机进行无级调速控制的高新技术。变频启动可以防止运输机械类载重物体受冲击和翻滚，提高传统设备的整体使用寿命，无级调速技术的应用具有自动化程度高、实现无人管理等诸多特点，并且可以取得十分优秀的节能效果，其保护功能完善，减少设备维修、故障等都是该技术应用中的优势。钢铁生产中所使用的风机、泵类、压缩机等负载都属于平方转矩负载，其耗电量可以达到我国社会工业生产领域总耗电量的70%，采用变频调速技术后可以将耗电量减至额定功率的60%～70%左右，对提高钢铁企业的综合经济效益有着重要作用。

3.3 变电站的节能改造

变电站节能设计中必须要综合考虑各方面因素，钢铁企业注重变电站建设不仅可以节约建设资金、提高建设速度，同时也可以帮助企业优化后期运行状况。变电站位置应适应供电系统规划布局，这样可以减少电路投资和降低电能消耗，同时也可以有效避免远距离供电而带来的一系列问题。对于总变电所节能设计中必须充分考虑企业生产、运行总用电量需求、供电距离、线路投资、输电安全等多方面因素，并要确定从外引电网的电压设计。变压器作为配电系统的主要设备，其耗能量主要来自于空载损耗和负载损耗，其在实际运用中损耗的电能可以达到总电耗的6%以上，因此，针对钢铁行业的电气节能改造中必须要选用新型节能变压器来降低空载损耗。负载损耗与负载系数的平方呈正比关系，所以在变压器选择时要尽量降低其空载损耗，并要根据负荷运行状态来对变压器运行参数进行优化调整，这样便可以有效降低变压器的负载损耗。