郭 林

（天津市節(jié)能協(xié)會(huì) 天津 300193）

1 引言

我國鋼鐵行業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展使各種電氣設(shè)備融入到生產(chǎn)中，基于自動(dòng)控制技術(shù)的一大批自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)流程的監(jiān)控，確保產(chǎn)品的生產(chǎn)過程可以控制在最佳狀態(tài)。也就是說如果缺少了電氣自動(dòng)化技術(shù)便會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)失去根基，這就造成了單位產(chǎn)品的電耗迅速上升，所以降低電耗對實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)的節(jié)能減排、走可持續(xù)發(fā)展道路有著重要意義。電氣節(jié)能技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用是一個(gè)極具創(chuàng)造性的盛舉，不僅能有效提高鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，還可以有效提高鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及節(jié)能性，在節(jié)約生產(chǎn)資源的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排這一目的，對提高鋼鐵行業(yè)的市場核心競爭力有著重要意義。

2 鋼鐵行業(yè)電氣節(jié)能設(shè)計(jì)原則和內(nèi)容

2.1 電氣節(jié)能設(shè)計(jì)原則

鋼鐵行業(yè)在進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮到企業(yè)的能源消耗、耗能設(shè)備數(shù)量，因此，鋼鐵行業(yè)在電氣節(jié)能方面必須遵循一定的設(shè)計(jì)理念。

鋼鐵行業(yè)在進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足鋼鐵生產(chǎn)運(yùn)行所需要的必須能源和動(dòng)力為基礎(chǔ)，并按照生產(chǎn)設(shè)備所需要的最大電容量、電能質(zhì)量以及電路可靠性，對鋼鐵企業(yè)的供電網(wǎng)絡(luò)和配電方案進(jìn)行整體優(yōu)化，通過優(yōu)化供配電方式來實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能，同時(shí)也要確保電氣節(jié)能的改造不會(huì)影響到企業(yè)正常生產(chǎn)。企業(yè)生產(chǎn)的最終目的便是獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益，所以鋼鐵行業(yè)在電氣節(jié)能時(shí)必須遵循經(jīng)濟(jì)的基本原則，在設(shè)計(jì)過程中不能一昧的追求電氣節(jié)能而增加不必要的投資，所以鋼鐵行業(yè)在進(jìn)行電氣節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)必須要保證不影響到企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 電氣節(jié)能技術(shù)包括的主要內(nèi)容

針對鋼鐵行業(yè)來說，電氣節(jié)能設(shè)計(jì)包含的內(nèi)容相對較為復(fù)雜，不僅包含供配電系統(tǒng)、照明、電機(jī)等實(shí)體設(shè)備，還要綜合考慮到無功消耗、線路損耗以及能源替代等因素。

由于供配電系統(tǒng)是鋼鐵企業(yè)電能耗損的主要方面，因此，鋼鐵行業(yè)在電氣設(shè)計(jì)和節(jié)能改造過程中，必須將提高整個(gè)輸配電系統(tǒng)的功率因數(shù)、諧波治理作為主要內(nèi)容。并且要采用先進(jìn)、合理的變配電設(shè)備來降低配電系統(tǒng)的整體能耗，同時(shí)也對提高節(jié)電設(shè)備的性能有著重要作用。照明系統(tǒng)在運(yùn)行中也消耗一部分電能，鋼鐵企業(yè)一般都規(guī)模龐大，這便導(dǎo)致其在運(yùn)行過程中有大量的廠房和車間，這些場所分布著大量的生產(chǎn)機(jī)電設(shè)備，企業(yè)中的辦公樓房會(huì)配備各種供排水系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、辦公電氣設(shè)備等，這些設(shè)備和系統(tǒng)也是鋼鐵企業(yè)耗能的不可忽視的一部分。因此，企業(yè)在電氣節(jié)能改造中必須要將這些區(qū)域考慮在內(nèi)。變頻節(jié)電技術(shù)、節(jié)能電機(jī)以及節(jié)能水泵目前應(yīng)用越來越多，如果鋼鐵企業(yè)可以將這些先進(jìn)技術(shù)廣泛運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中，其不僅可以有效降低電氣耗能，同時(shí)也對提高鋼鐵企業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益有著重要作用。

3 鋼鐵行業(yè)中電氣節(jié)能技術(shù)的主要應(yīng)用

3.1 汽動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)替代電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)

常規(guī)煉鐵高爐、燒結(jié)等工藝需要的風(fēng)主要由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力源。在電氣設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造過程中，企業(yè)可以充分利用高爐剩余的煤氣為燃料產(chǎn)生的蒸汽來驅(qū)動(dòng)汽動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，代替原有的電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，這樣不僅可以幫助企業(yè)有效降低對電能的消耗，同時(shí)也可以幫助企業(yè)節(jié)約大量的生產(chǎn)成本，并實(shí)現(xiàn)了二次能源的再利用，減少高爐煤氣直接排放對自然環(huán)境產(chǎn)生的不良影響，這對提高現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益有著重要作用。例如，安鋼在2012年進(jìn)行汽動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)替代電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)工程，將該廠5臺(tái)高爐鼓風(fēng)中的4臺(tái)高爐鼓風(fēng)機(jī)由電動(dòng)改為汽動(dòng)，改造后高爐系統(tǒng)運(yùn)行中對電力的需求降低了80%左右，不再依賴大量電力供應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)也在很大程度上提高了能源的利用率，噸鐵減少成本在30元以上。

3.2 交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)

交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)是應(yīng)用當(dāng)今國際最新變頻技術(shù)產(chǎn)品--交流變頻調(diào)速器對鋼鐵生產(chǎn)中的交流電機(jī)進(jìn)行無級(jí)調(diào)速控制的高新技術(shù)。變頻啟動(dòng)可以防止運(yùn)輸機(jī)械類載重物體受沖擊和翻滾，提高傳統(tǒng)設(shè)備的整體使用壽命，無級(jí)調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用具有自動(dòng)化程度高、實(shí)現(xiàn)無人管理等諸多特點(diǎn)，并且可以取得十分優(yōu)秀的節(jié)能效果，其保護(hù)功能完善，減少設(shè)備維修、故障等都是該技術(shù)應(yīng)用中的優(yōu)勢。鋼鐵生產(chǎn)中所使用的風(fēng)機(jī)、泵類、壓縮機(jī)等負(fù)載都屬于平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，其耗電量可以達(dá)到我國社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域總耗電量的70%，采用變頻調(diào)速技術(shù)后可以將耗電量減至額定功率的60%～70%左右，對提高鋼鐵企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益有著重要作用。

3.3 變電站的節(jié)能改造

變電站節(jié)能設(shè)計(jì)中必須要綜合考慮各方面因素，鋼鐵企業(yè)注重變電站建設(shè)不僅可以節(jié)約建設(shè)資金、提高建設(shè)速度，同時(shí)也可以幫助企業(yè)優(yōu)化后期運(yùn)行狀況。變電站位置應(yīng)適應(yīng)供電系統(tǒng)規(guī)劃布局，這樣可以減少電路投資和降低電能消耗，同時(shí)也可以有效避免遠(yuǎn)距離供電而帶來的一系列問題。對于總變電所節(jié)能設(shè)計(jì)中必須充分考慮企業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)行總用電量需求、供電距離、線路投資、輸電安全等多方面因素，并要確定從外引電網(wǎng)的電壓設(shè)計(jì)。變壓器作為配電系統(tǒng)的主要設(shè)備，其耗能量主要來自于空載損耗和負(fù)載損耗，其在實(shí)際運(yùn)用中損耗的電能可以達(dá)到總電耗的6%以上，因此，針對鋼鐵行業(yè)的電氣節(jié)能改造中必須要選用新型節(jié)能變壓器來降低空載損耗。負(fù)載損耗與負(fù)載系數(shù)的平方呈正比關(guān)系，所以在變壓器選擇時(shí)要盡量降低其空載損耗，并要根據(jù)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)來對變壓器運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，這樣便可以有效降低變壓器的負(fù)載損耗。

結(jié)語

電氣節(jié)能技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中有著不可代替的作用，其不僅可以幫助企業(yè)有效提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，同時(shí)也可以提高電氣設(shè)備的運(yùn)行效率、降低能耗，對推動(dòng)鋼鐵行業(yè)在新時(shí)期的節(jié)能減排改造有著重要意義，確保鋼鐵企業(yè)可以滿足我國社會(huì)發(fā)展要求，對促進(jìn)鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略有著重要意義。

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