钢铁企业能源管理系统及节能技术汇总

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1、一钢铁企业能源管理系统（EMS）简介1.概述能源管理系统是钢铁企业信息化系统的一个重要组成部分，在能源数据进行 采集、加工、分析，处理以实现对能源设备、能源实绩、能源计划、能源平衡、 能源预测等方面发挥着重要的作用。能源介质种类主要包括：高炉煤气（BFG）、焦炉煤气（COG）、转炉煤气 （LDG）、氧气（02）、氮气（N2）、氩气（Ar）、压缩空气（Air）、蒸汽、氢 气（H2）、生活水、工业净环水、工业浊环水、浓盐水、除盐水、软化水、电力 等。能源介质信息包括：压力、流量、温度、煤气热值、供水品质（水质）、阀 门开闭、调节阀开度、开关信号、动力设备运行状态、主生产线设备的运行状态 等。环保信

2、息包括：环保设备的运行情况、外排水中主要污染物的浓度、流量、 主要废气排放点的外排放废气中烟（粉）尘、S02、NOx、C02等污染因子的 浓度和流量、污染物排放总量、大气质量指标、厂界噪音等。2.系统架构典型能源系统架构包括能源调度管理中心、通讯网络、远程数据采集单元等 三级物理结构，如下图示：MES/ERP浦n咬j | 中心网络.1 . . 1一.1 EU |坤TUJ I RTLjJ区域环网一IrFTU IJ/ ； T . T - . 1. 11 RTU I |R：TLJ I 5TU I| -TU I区域环网. .1、.| RTU F5TL1,_L1FTU 1 广!, 1 i|RTU | |

3、 RTU |集单元序Tij I I Fain 旧& I IL区域环网J疏是 状愿 庄力疝 如督农患 通讯 系统结构示意图3系统功能EMS监控部分分为4个子系统，即电力系统、动力系统、水系统和环保系统。 其中动力系统包括燃气系统、蒸汽系统、氧氮氩系统，水系统包括化学水、工业 水和生活水。1）数据的实时采集与监控通过建立可靠的数据采集系统（SCADA系统）对能源潮流数据（如电流、电压、 压力、温度、流量、环境数据等）、设备状态（如开、停、阀门开度、报警信号 等）等进行采集；提供过程监视、操作控制、实时调整等画面，过程曲线及信息 显示等辅助界面、大屏幕等完成能源设备状态及潮流的监视功能；提供过程控制

4、 和实时调整，参数设定窗口等实现控制功能；并对信息进行归档。2）基础数据管理包括介质参数管理、维护单位管理、计量设备管理、测点耗量关系、用户权限设 置、以及其他需人工录入的参数管理界面.3）能源管理功能将采集的数据进行归纳、分析和整理，结合生产计划和检修计划的数据，实现基 础能源管理功能，包括能源实绩分析管理、能源计划管理、运行支持管理、能源 质量管理、能源平衡管理等。4）环境监测功能对环保设备运行状态的监测，对水、烟气等污染源排放进行监测、分析和管理。二钢铁企业主要工艺涉及的节能技术3焦化工序（干熄焦技术、焦炉煤气脱硫净化技术）3烧结球团工序（烧结余热回收利用技术、球团废热循环再利用技术、烧

5、结烟气 湿法/干法脱硫技术）3炼铁工序（高炉煤气余热余压发电技术TRT、高炉热风炉双预热技术、高炉煤 气汽动鼓风技术、高炉煤气干法布袋除尘技术、高炉炉渣利用技术）3炼钢工序（转炉“负能炼钢技术、转炉烟气高效利用技术、转炉烟气干法除尘 技术、电炉烟气余热回收除尘技术）3轧钢工序（加热炉蓄热式燃烧技术）综合性节能技术（能源管理及优化调控技术、燃气一蒸汽联合发电技术、全燃高 炉煤气锅炉发电技术）三钢铁节能减排相关的技术结合公司的目前在节能环保方向（余热回收及发电）的主要业务，归纳了如下11 种节能技术：1、干熄焦技术（焦炭显热、焦炉煤气余热）红蕉浜点气排入太气提升貌2、烧结余热余热利用有两种方式:

6、第一种是热利用，即利用余热来助燃、预热、干燥、供热、供暖等。(1) 用作点火炉助燃空气:将冷却机废气除尘后，输送至点火炉空气管道内，以 节省点火燃料；(2) 预热烧结混合料：在点火炉前设置预热炉，冷却机废气由鼓风机送入预热 炉内，对混合料进行预热，以提高混合料温度，降低固体燃料消耗；(3) 热风烧结：此方法是在烧结机点火后，继续以3001000C热风或热废气向 料层提供热量，进行烧结；(4) 产生蒸汽供暖、供热:该方法通过余热锅炉产生蒸汽，送至管网供全厂使用。 第二种是动力利用，即将热能用作余热锅炉或其它余热回收装置的热源，生产蒸 汽将其转化为电或机械能，如余热发电。3、高炉炉顶煤气余压发电技

7、术TRT高炉炉顶煤气余压发电装置(Top Gas Pressure Recovery Turbine， 简称TRT) 是在减压阀前将煤气引入一台透平膨胀机作功，将压力能和热能转化为机械能并 驱动发电机发电的一种能量回收装置。TRT在运转中不需要燃料，不改变原高炉煤气的品质和正常使用，却回收了相当 可观的能量(约占高炉鼓风机所需能量的30%)，同时又净化了煤气，减少了噪 音，改善了炉顶压力控制品质，且不产生新的污染，发电成本极低，是典型的高 效节能环保装置。4、高炉热风炉双预热技术高炉热风炉双预热技术是指同时预热高炉煤气和助燃空气的技术,这不仅会明显 提高热风炉的理论燃烧温度，而且有利于提高热风

8、炉的寿命，降低能源消耗。5、高炉煤气汽动鼓风技术高炉煤气汽动鼓风技术主要是利用高炉本身产生的富余煤气，通过锅炉燃烧产生 蒸汽，蒸汽驱动工业汽轮机带动风机运转对高炉鼓风。常规汽动鼓风技术通常是 采用中温中压参数凝汽式汽轮机，由工业汽轮机直接带动鼓风机运行，实现高炉 煤气一蒸汽一冷风的能源转换。高炉煤气. 锅炉管网图1.6.1高炉煤气汽动鼓风技术工艺流程图6、转炉“负能炼钢”技术负能炼钢指炼钢过程中回收的煤气和蒸汽能量大于实际炼钢过程中消耗的水、电、风和气等能量总和。要实现转炉工序“负能炼钢”，一方面要努力降低炼钢耗能；另一方面要加强能 量回收，提高回收效率。提高转炉煤气和转炉烟气余热回收率和利用

9、率是实现转 炉“负能炼钢”的重要保障。7、高炉炉渣显热回收技术炉渣的显热回收方法大致分为两类:一类是利用循环空气回收炉渣显热，然后通 过余热锅炉以蒸汽的形式回收显热，如风淬法；另一类是将高温炉渣注入容器内， 在容器周围用水循环冷却，以蒸汽形式回收炉渣显热,如环形床法。8、转炉烟气高效利用技术烟气能量的高效转换与回收利用是转炉工序能耗实现“负值炼钢的主要途径。烟气能量回收主要以烟气显热和化学能转换为中、低热值的转炉煤气，中、低压 蒸汽两种方式并加以回收利用.转炉余热锅炉生产蒸汽既可以供饱和蒸汽发电设施，也可用于精炼。9、电炉烟气余热回收利用除尘技术电炉烟气余热回收形式基本都是蒸汽，回收装置主要有

10、两种：热管余热回收装置 和余热锅炉回收装置。热管余热回收装置有较大优势。10、轧钢加热炉蓄热式燃烧技术蓄热式燃烧技术是一种烟气余热回收技术，其核心是高温空气燃烧技术，即利用 高温烟气对助燃空气或/和煤气进行预热。 蓄热式燃烧技术的工作原理是，一组蓄热式烧嘴在正常工作时，两只燃烧器不会 处于同一种工作状态。当一只烧嘴处于燃烧工作状态时，此燃料通路开通、常温 空气（常温煤气）通过炽热的蓄热体，被加热为热空气（热煤气）去助燃（燃烧）； 另一只烧嘴一定处于蓄热状态作为烟道，此燃料通路关闭，燃烧产物在引风机的 作用下经燃烧通道到蓄热体，使蓄热体蓄下热量后，经烟道由烟囱低温排出.经 过一段时间后，换向阀换

11、向，两只烧嘴的工作状态互换，两种工作状态交替进行， 周而复始。通过蓄热体，出炉烟气的余热得到回收利用。具有足够传热能力和含 热能力的蓄热体，能使烟气余热得到充分的回收，将空气预热到很高的温度。11、燃气一蒸汽联合循环发电技术燃气一蒸汽联合循环发电技术充分利用钢铁企业低热值高炉煤气，由燃气轮机循 环以及汽轮机循环所组成，煤气的热能既利用了烟气的做功能力发电，又利用了 蒸汽的做功能力发电，从而更大限度的提高了能源利用效率。该技术将钢铁企业 高炉等副产煤气经除尘器净化加压后与经空气过滤器净化加压后的空气混合进 入燃气轮机燃烧室内混合燃烧，高温高压烟气直接在燃气透平内膨胀做功并带动 发电机完成燃机的单

12、循环发电。燃气轮机做功后的高温排气送入余热锅炉，产生 高、中压蒸汽后进入蒸汽轮机作功，带动发电机组发电，形成煤气-蒸汽联合循 环发电系统，系统中锅炉和汽机均可外供蒸汽，灵活组成热电联产系统。该技术 主要工艺流程图如下：四能源管理系统的效益a）完善能源信息的采集、存储、管理和提高能源的有效利用率b）实现对能源介质的分散控制和集中管理c）提高企业能源管理水平，减少管理环节,优化管理流程，建立客观能源消耗评价 体系d）降本增效，提高劳动生产率e）加快系统的故障处理，提高对全厂性能源事故的反应能力f）通过优化能源调度和平衡指挥系统，节约能源和改善环境g）深化能源数据的挖掘、加工、处理、分析，为“节能改

13、造”提供能源决策依 据附录：钢铁企业节能减排技术/能源回收利用技术/污染治理技术321生产过程节能臧排技术衰3.2生产过程节陇略技术清单序号技术6祢*国内国内领先国际国际颖先生产过程节能瞬排技术3煤用湿技术(CMC)焦化2捣固炼焦技术焦化V3SCOPE2I炼蕉技术【前-沿)卜化4小球藐结H艺技术墙结5降低烧结漏风率技术6低温烧缩工艺技术7厚料层烧结技术球团8链篦机-回转窑球团生产技术炼铁9高炉炼铁精料技术炼铁10高炉浓相高效喷煤技术炼铁11高炉喷吹焦炉煤气技术炼铁12高炉喷吹废塑料技术炼铁/13高炉脱湿鼓风术炼铁14非高炉冶炼技术炼铁15精炼干式真空泵脱气技术炼钢16转炉“负能炼钢”工艺技术炼

14、钢17炼钢连铸优化调度技术炼铜18高效连铸技术炼钢19薄带连铸技术炼钢20薄板坯连铸技术炼铜21废钢加工分类预处理技术炼钢22电炉优化供电技术炼钢23连铸坯热装热送技术轧钢24低温轧制技术轧钢25热带无头轧制、半无头轧制技术轧钢26在线热处理技术轧钢27能源管理中心全厂322资源能源回收利用技术表3.3资源、能源回收利用技术清蚊序号技林平等级技术名称国内国内国际先进国际顿先资源、能源回收利用技术1高温高压干熄焦技术焦化2焦炉处理废塑料技术焦化3烧结余热回收利用技术烧结4球团废热循环利用技术球团5高炉干式余压发屯技术（TRT）炼铁6高炉渣综合利用技术炼铁7高炉热风炉双预热技术炼铁8高炉汽动鼓风技

15、术炼铁9高炉炉顶煤气循环技术C前沿）炼铁10炼钢婚渣粒化新技术（前沿）炼钢11不锈钢渣干法处理技术炼钢12燃气-蒸汽联合循环发电技术（CCPP）提高： 次能源 利用13全燃高炉煤气锅炉发电技术提高- 次能源 利用14转炉烟气高效利用技术炼钢余 热资源利用15电炉烟气余热回收利用隙尘技术炼钢余 热资源 利用15轧钢加热炉蓄热式燃烧技术提高能 源利用 敢率17轧钢氧化铁皮蜜源化技术提高固废资源利用13转底炉处理含铁尘泥技术提高固 废贺源 利用19钢渣处理及综合利用技术提高固废资源利用20双膜法污水处理回用技术提高水 族源利 用2攀凝沉淀+V型滤池污水处理技术提高水 资源利 用3之3污染物治理技术表J方染物滴理技术清单序号技术名称st林平等级国内内先国际先进国际领先污染物洎理魅1焦炉煤气高效脱硫净化技术焦化1/2焦化SI污水姓理技术蕉化3烧结烟气湿法脱硫技术烧结/4烧结烟气半干法或干法脱磁技术烧结45烧结烟气选择性脱蔬技术烧堵6烧结烟气循环富集脱硫技术烧结7烧结、电炉二噫英控制技术：臻结、电 炉1/&原料场粉尘抑制技术:快前9高炉煤气干法除生技术高炉10转炉干法降尘技术炼钢11塑烧板碌尘技术热轧n炉窑氯氧化物控制技术务种炉 禽1/