不锈钢冶炼企业节能方案
一、空压机节能技术
1.1 螺杆空压机节能技术(例:某冶金集团分公司,运行2台螺杆空压机)
改造前运行工况分析:现场螺杆式空压机属于单级压缩,空气温升明显,额外的温升将带来短时的额外压强,而冷却后却消失,这种短时的额外压强将形成额外的反作用力,带来毫无意义的额外的功耗。改善这种现状的途径,在于提高压缩效率。以下为改进空间:
(1)现场螺杆式空压机属于单级压缩,空气温升很明显,效率得不到保障,在工艺条件无法改变的前提下,采用节能设备---空压机节电王进行节能。特别是250kW空压机加载时电流达到480A左右,而卸载时只有290A,空载时损耗比较严重。因此,很有必要采用空压机节电王进行节能,节约电力成本,并减少空压机的故障率。
(2)压缩空气出口温度高,能达到 90℃,虽然对于空压机本身来说属于正常温度,但反映出压缩机的散热情况仍需改进,压缩机的压缩过程冷却不甚充分,因此具有节能空间。若通过节能技术,进行压缩特性曲线的最佳选择,选取最省电的压缩模式,出口温度至少将有10℃的下降空间,此项也有一定的节电空间。
(3)加卸载频繁,若通过节能技术,改变压缩机的压缩曲线,使得加、卸载时间处于一个合理的范围,可以提高效率,节约电能。
改造内容:
序号 | 型号 | 数量 | 节能改造内容 |
1 | LGW-250 | 2 | 安装空压机节电王 KYK-0.4-250 |
改造效果
(1)每天节约2640度电,年节约95万度电,节电率为25%。
(2)降低空压机油温:改造后油温约下降10度。
(3)降低空压机的维护费用,延长空压机使用寿命。
1.2 离心空压机节能技术(例:张家港浦项不锈钢,一期二期空压机车间)
其内空压机分为2组:
一期:含有Atlas和Yoo Chang空压机共3台;
二期:含有Atlas空压机5台。
三期含有多个空压机房:
(1)制钢1:车间内含有韩信空压机4台,但本组实际上含有空压机5台,另一台增设在热轧空压机车间门口第一台放置。
(2)制钢2:其中含有3台韩信空压机,主要用于连铸、喷淋等用途。
(3)热轧:含有韩信空压机3台。
(4)冷轧2:含有Atlas空压机5台用于:冷轧、退火酸洗。
(6)H-APL:含有韩信空压机3台。
节电空间判断:
1、空压机设计的调节方式简单粗放,效率低,不利于节能。无论是采用卸载阀、节气门、蝶阀、滑阀等方式进行排气量的调节,都是简单的调节方式,在设计之初并未充分考虑能源的节省,因此耗电量非常大;即使是较新出现的变频PID调节方式,也不能解决电机出力波动大的难题,这些落后的调节方式将造成能耗的上升。
2、由于调节方式的局限引起的气压宽幅波动或者周期性波动。由于调节方式不当,将造成气压在很大范围内波动,无法稳定。而气压的波动将造成三个问题:其一,由于气压不稳,用户为了保证最小气压,因此不得不提高设定气压,造成过度供应,形成了浪费;其二,在气压偏高的过程中,压缩机的排气效率已经显著降低;其三,由于气压的频繁波动,电动机和压缩机的出力不稳定,处在变动工况的过程中,达不到设计效率;即使采用变频PID调节,仍不能避免出力不稳定的现象,有时甚至更加严重。
3、空压机压缩过程中的热量未能及时散出,特别是当工作状况不佳时,热能积累造成温度上升,会进一步加大压缩功,加大的压缩功又会进一步转换成更多的热量,形成恶性循环,排气温度会有显著的增加,此时压缩机约有80%的电转变成毫无用处的热量。
我们可以通过节能设备来提高原有生产设备在能源使用方面的效率,在空压机节能方面,以往存在设计、使用等方面的诸多不足,以至于在能源供应紧张、能源价格高企的今天,催生出了节能增效的需求。对于本现场,可采用专利产品空压机节电王进行节能技改。
空压机节电王就是根据当前空压机的一些节能需求而设计的一种节能设备,它的设计目标是:保证空压机稳定、持续的工作的同时,节约能源,并起到保护空压机的作用。
节能原理:空压机节电王是一个自寻优系统,它的节能原理是寻找最稳定、节能的工作状况,并使空压机运行于这种状况下,它的设计思想是对空压机的运行气压稳定性、设备稳定性、运行能耗等方面进行折衷处理,在保证气压比较稳定条件下(但不是恒压供气),使得空压机的出力处于高效、稳定的状态,能够提高空压机的实际运行效率。同时它也能降低温度、降低噪音、改善现场环境。它是空压机的一个附属设备,不影响空压机的运行,也不改变空压机的设定参数。
节能效益:
车间 | 年节电量(万kWh) | 节约电费(万元) (电价按照0.62元) |
一期 | 0 | 0 |
二期 | 74 | 45.88 |
制钢1 | 134 | 83.08 |
制钢2 | 106 | 65.72 |
热轧 | 106 | 65.72 |
冷轧2 | 106 | 65.72 |
H-APL | 73 | 45.26 |
合计: | 599 | 371.38 |
年折合节约标准煤:2036.6吨 |
二、循环冷却水节能技术
【例】某特钢厂循环冷却水系统
工况基础描述:
随季节和天气而变化的补偿式控制系统,自动智能化的调节所需流量,但保证充足流量;
泵的效率调度技术,使得泵的实际工作点达到高效区间;
风量和水量组合控制,达到风量和水量的最佳配比,冷却塔效果最大化,不仅节约水泵功率也节约了风机功率,并且使得系统四季全自动运行。
时代科仪解决方案:
1、不锈钢厂循环泵节能
部位 | 额定电压 | 额定功率 | 预计节能率 | 改造台数 |
循环冷却水 | 10kV | 280kW | 35% | 1 |
冷却塔风机 | 380V | 37kW | 30% | 8 |
2、新扩建水泵站节能
部位 | 额定电压 | 额定功率 | 预计节能率 | 改造台数 |
冷却塔风机 | 380V | 37kW | 30% | 12 |
3、炼铁厂循环水站节能
部位 | 额定电压 | 额定功率 | 预计节能率 | 改造台数 |
高炉本体闭式循环水系统 | 10kV | 400kW | 35% | 2 |
高炉小套循环 | 10kV | 400kW | 35% | 2 |
上塔泵 | 380V | 160kW | 35% | 2 |
冷却塔风机 | 380V | 未知 | 30% | 2 |
4、950冷轧线循环水泵站节能
部位 | 额定电压 | 额定功率 | 预计节能率 | 改造台数 |
冷却塔风机 | 380V | 未知 | 30% | 3 |
三、二次供水节能
【例】天津钢铁集团有限公司动力厂二次加压水泵房中运行的4台生产供水用水泵,改变原有仅依靠阀门开启度实现流量控制的方式,真正实现以变频自动调节流量的手段,节约能源消耗。
现场原有设备配置参数如下:
电机 (4台)
型号:Y3-285S-4 功率:75kW 额定电流:138.8A
功率因数:0.88 电压:380V 转速:1484r/min
水泵 (4台)
型号:DSSS250S-39 扬程:42-39m 流量:360-485m³
转速:1450r/min
现有工况控制方式:
视生产用水需求而动,当供水流量低于450m³/h运行1台水泵;当流量高于450m³/h运行2台水泵;当总管压力低于300kPa时运行3台水泵;当极端情况出现时,即生产用水高峰情况,启动1台55kW消防水泵以应急,此种情况很少出现,故在此方案中不予考虑。
现场一天中2小时内实际工况的采集:
动力厂二次加压水泵恒压供水系统的改造,共有4台75kW电机,3用1备。由于这4台水泵不为分组运行,任意一台均可作为备用泵使用,因此改造方案为将4台水泵全部进行变频改造,操作方式具有自动/手动操作模式。
改造后系统集变频调速技术、PLC技术、PID控制技术,压力传感技术等为一体,依据供水压力组成闭环自动控制系统。通过安装在供水管网上的原有压力传感器来检测供水管网在用水量变化时的压力变化,不断向控制系统传输变化的压力信号,经运算并与设定的压力比较后,自动调节供水量,保证供水管网压力恒定,以满足循环给水的需要。
用户也可根据实际工况需要,随时调整管网设定压力,设定值确认后,系统将自动跟踪调整至设定的供水压力值。当用水量增加,变频器输出频率增加,直至增加到额定频率,此时若水压力仍达不到设定压力,在一定时间延时后,系统自动启动一台水泵,以保证压力动态平衡;反之,当用水量减少,变频器输出频率减少,直至减少到最低频率,此时若水压力仍高于设定压力,在一定时间延时后,系统自动停止一台水泵,从而使系统实行自动控制。
节能空间:
组别 | 部位 | 原有实际功耗 | 可节能功率 | 节能率 |
1#泵组 | 4台运行的供水泵 | 90kW,1.5台 (实测I:102A 出口阀门开度60%) | 18kW | 20% |
通过对供水泵进行优化,实现以下的效益:
1、供应流量平稳,流速不高,实际扬程降低;
2、节能配置后的水泵的设计扬程降低,使得水泵在高效区间运行,提升泵的实际效率。
四、能源管理系统技术
钢铁企业能源管理中心建设主要包括三个方面:
一是能源管控模式,对传统能源系统管理模式进行优化再造,推动条块分割式的能源监控调度向集中监控调度转变,推动分散能源管理向集中一贯制的扁平化能源管理转变;
二是信息系统,构建具有完整能源监控、管理、分析和优化功能的管控一体化计算机系统;
三是总体环境,包括企业与能源相关的设备、生产、运行、管理等。具体建设内容与要求如下:
1.能源管理中心计算机及网络
2.现场工业网络
3.对时系统
4.软件平台
5.主控大厅
6.视频系统
7.计量仪表设置
8.重点能源动力站所
9.工艺信号采集
能源管理系统是实现节能增效的基础,它是集能源过程监控、能源调度、能源管理为一体的能源管控一体化计算机系统。同时确保能源调度的科学性、及时性和合理性, 从而提高能源利用水平,实现提高整体能源利用效率的目的。本系统实现了对各种能源介质(风、水、电、气、 汽等)和各类供能用能系统(供配电、供水系统、煤气系统等)进行集中监控、统一调度,是集动力能源过程监控、能源信息管理、能源调度为一体的综合信息化管控平台。通过能源管理系统的自动化管理,形成节能降耗的长效机制,实现企业整体节能。
五、关于我们
北京时代科仪新能源科技有限公司
时代科仪成立于2010年1月,总部和研发中心位于北京市海淀区中关村科技园区上地信息产业基地。企业专注于节能产品的研发,是国家高新技术企业、国家软件企业、国家创新基金资助企业、国家发改委备案的节能服务公司。
企业以技术创新作为核心工作和发展动力,研制了多项国内外领先的独创节能技术,申请获批发明专利6项,实用新型专利11项。公司涉及的节能产品主要包括:空压机系统节能、循环冷却水系统节能、中央空调系统节能、电梯节能、并网逆变器等。主要应用领域为:工业企业节电、大型公建系统的节电等。
企业的主营业务为:节能方案研发、节能产品生产、节能工程实施、节能项目服务。公司具有较强的节能项目实施经验,为海航集团、英利集团、桐昆集团、香飘飘、宝洁公司、天能电池、联合特钢、天津机场、外交部、湖州市政府大楼等实施了节能项目,效果显著。并为清华大学、北京交通大学、中科院等高校和院所提供设备、技术服务,或具有合作关系。通过数年的发展,公司具备丰富的节能项目经验和项目实施能力。
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