淺議冶金行業(yè)電氣節(jié)能的幾項(xiàng)措施

■楊 玲 ■山東萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司煉鋼廠，山東 萊蕪 271104

我國工業(yè)技術(shù)在不斷發(fā)展，能源的需求量在不斷增加，科學(xué)的開發(fā)能源、有效的利用能源直接影響到我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r。我國大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，提高能源利用率，主要是為了國家的長遠(yuǎn)發(fā)展。尤其在冶金行業(yè)中，能源消耗量較大，資源利用率有待提高，多種電氣設(shè)施設(shè)備均存在能源浪費(fèi)量較大的情況，直接降低了冶金廠的生產(chǎn)效率，增加了成本投入和運(yùn)營經(jīng)濟(jì)消耗，降低了冶金廠的經(jīng)濟(jì)效益，不利于冶金廠的可持續(xù)發(fā)展。因此應(yīng)有效利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，對冶金行業(yè)中電氣設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，在保持生產(chǎn)能力的前提下，提高能源利用效率，促進(jìn)冶金行業(yè)節(jié)能減排工作的開展。

1 冶金行業(yè)節(jié)能減排現(xiàn)狀

冶金行業(yè)是我國基礎(chǔ)工業(yè)中尤為重要的行業(yè)，對國家的建設(shè)和長期發(fā)展均有著重要作用。隨著社會發(fā)展建設(shè)的加快，鋼鐵冶金行業(yè)隨之快速成長，鋼鐵產(chǎn)量大幅度增長，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的能耗量隨之加大。但是，鋼鐵冶金企業(yè)在生產(chǎn)過程中，利用能源的效率并不高，可回收固體廢棄物占比較低，水資源利用效率較低，不僅如此，生產(chǎn)過程中還產(chǎn)生大量有害物質(zhì)，如工業(yè)廢水、工業(yè)粉塵、二氧化硫等污染物在全國工業(yè)排放污染物中占有較高的比例。因此，減少冶金行業(yè)的能源消耗，提高生產(chǎn)效率，保護(hù)環(huán)境是冶金行業(yè)節(jié)能減排的重點(diǎn)。

2 冶金行業(yè)電氣節(jié)能的幾項(xiàng)措施

2.1 冶金電氣節(jié)能負(fù)載控制法

冶金中重要的一種節(jié)能方式是運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)對冶金電氣節(jié)能進(jìn)行控制，以有效降低冶金運(yùn)行中的電力耗能。傳統(tǒng)控制算法進(jìn)行節(jié)能控制時，由于冶金中電氣設(shè)備總數(shù)量較大，致使單個電氣設(shè)備耗能較大，降低了節(jié)能效果，現(xiàn)常用的節(jié)能控制方法是冶金電氣節(jié)能負(fù)載控制法，是建立在自適應(yīng)性遺傳算法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行負(fù)載高精度控制的方法。自適應(yīng)性遺傳算法是在進(jìn)化多代之后，刪除弱解空間，進(jìn)而收縮解空間，然后繼續(xù)進(jìn)化多代后，繼續(xù)收縮解空間，不斷循環(huán)往復(fù)，最大限度的縮短進(jìn)化過程，提高精度。在冶金運(yùn)行中，該控制方法依據(jù)電氣負(fù)載損耗之間的聯(lián)系，建立電氣損耗結(jié)構(gòu)模擬造型，運(yùn)用自適應(yīng)性遺傳方法，對冶金電氣負(fù)載進(jìn)行控制，從而達(dá)到冶金電氣節(jié)能的目的。

2.2 非晶合金變壓器

電力變壓器室電力供應(yīng)系統(tǒng)中重要的設(shè)備，主要完成電力供應(yīng)系統(tǒng)的升壓與降壓，冶金行業(yè)中常用該技術(shù)。但是，變壓器易損耗，減少變壓器損耗可有效節(jié)約資源。非晶合金變壓器是一種節(jié)能變壓器，制造該變壓器使用能源量較小，降低了發(fā)電廠的發(fā)電量，節(jié)約了大量的能耗，且無污染物排放，是一種綠色高科技變壓器。非晶合金變壓器具有超低損耗的特點(diǎn)，能夠最大限度利用電能，節(jié)約能源。相同容量的S9系列變壓器的空載損耗是非晶合金變壓器的4 倍。非晶合金變壓器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的熱量較少，絕緣老化較慢，變壓器使用年限較長，極大的降低了損耗率，減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)消耗，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 有源濾波器

諧波具有危害性，能夠造成電氣設(shè)備多個方面的損害，可引發(fā)過電流、過電壓等較危險的情況。冶金行業(yè)電力使用量較大，諧波污染對電子設(shè)備設(shè)施具有嚴(yán)重影響。有源電力濾波器需要提供電源，主要用于動態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無功，是一種新型電力電子裝置，能夠?qū)χC波的大小以及頻率的變化進(jìn)行無功補(bǔ)償。該裝置反應(yīng)速度快，補(bǔ)償能力較強(qiáng)，能夠進(jìn)行動態(tài)跟蹤補(bǔ)償，且應(yīng)用有源電力濾波器可克服傳統(tǒng)濾波器的諧波抑制和無功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)，是抑制諧波重點(diǎn)電氣技術(shù)。

2.4 高爐鼓風(fēng)機(jī)節(jié)能技術(shù)

在冶煉過程中，高爐鼓風(fēng)機(jī)對整個冶煉系統(tǒng)有著重要作用，消耗的能源在總耗能中占有較高比例。大部分電力主要消耗在鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行上。高爐鼓風(fēng)機(jī)是冶煉系統(tǒng)的動力系統(tǒng)，常使用大型高壓電機(jī)和對應(yīng)的軸流風(fēng)機(jī)(或離心風(fēng)機(jī))，以達(dá)到高爐鼓風(fēng)的要求。經(jīng)過長時間使用后，高爐的爐況產(chǎn)生較大變化，使得設(shè)計(jì)階段設(shè)置的風(fēng)壓、風(fēng)量過大，只得排出，浪費(fèi)了大量能源。為了節(jié)能，應(yīng)用軟件控制系統(tǒng)對鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，依據(jù)風(fēng)機(jī)理論，在任意氣溫下，應(yīng)用壓縮機(jī)入口流量和氣體壓縮能量頭精確補(bǔ)償計(jì)算軸流壓縮機(jī)的喘振性能曲線，并用專業(yè)的智能控制結(jié)構(gòu)取代原有的PID 控制器，以滿足防喘振控制工藝的需求。從而提高了鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)質(zhì)量，提高了鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，有效降低了排風(fēng)量，節(jié)約了能源。

2.5 制氧機(jī) 節(jié)能技術(shù)

制氧機(jī)主要以空氣為生產(chǎn)原料，消耗電能較大。隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時間的增長，設(shè)備逐漸老化，劇組運(yùn)轉(zhuǎn)效率逐漸變差，造成能源浪費(fèi)的情況。應(yīng)用設(shè)備技術(shù)對制氧機(jī)進(jìn)行改造，可提高機(jī)組運(yùn)行效率，減少能耗。將空壓機(jī)冷卻器改造為高效換熱器，并用紫銅換熱片替換冷卻器的鋁制翅片換熱片。銅的導(dǎo)熱性能不同于鋁，其可以在維持原冷卻器芯子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，減少換熱片的數(shù)量，加大換熱片間隔距離，進(jìn)而加大空氣過流的面積，降低冷卻器的阻力，達(dá)到空壓機(jī)節(jié)能的目的，同時提高制氧機(jī)自動控制水平，降低氧氣外散量，提高制氧機(jī)能源利用率。

2.6 變頻技術(shù)的應(yīng)用

在冶金行業(yè)中，變頻技術(shù)主要應(yīng)用在水泵類設(shè)備、重要風(fēng)機(jī)、重要起重類設(shè)備等。水泵類設(shè)備和重要風(fēng)機(jī)在冶煉廠中主要是高壓環(huán)水泵、鍋爐給水泵、燒結(jié)余熱風(fēng)機(jī)、高爐除塵風(fēng)機(jī)和冶煉除塵風(fēng)機(jī)等，這些重要的設(shè)備一般配備交流異步電動機(jī)驅(qū)動。冶煉廠運(yùn)行時，技術(shù)人員對這些設(shè)備輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)，用來改變環(huán)保參數(shù)、工藝參數(shù)等。冶煉廠沒有應(yīng)用變頻技術(shù)前，水泵類設(shè)備和風(fēng)機(jī)一般直接應(yīng)用工頻進(jìn)行通電，維持穩(wěn)定速度，控制水泵水量和風(fēng)機(jī)風(fēng)量時直接調(diào)節(jié)風(fēng)門和閥門，這種控制方式在實(shí)際應(yīng)用過程中響應(yīng)過程較長，改變速度較慢，消耗大量的能量，浪費(fèi)了資源。

冶煉廠應(yīng)用變頻技術(shù)后，在水泵電機(jī)處安裝高壓變頻器，可有效利用高壓變頻器一拖二的技術(shù)，使變頻器在兩臺電機(jī)之間輪流切換，一旦其中一臺電機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障，變頻器可立即切換至另一臺電機(jī)進(jìn)行運(yùn)行。變頻器運(yùn)行過程中，出現(xiàn)故障時，電機(jī)可轉(zhuǎn)換至工頻狀態(tài)下進(jìn)行工作。整個生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行正常工作時，高壓變頻器有效節(jié)約電機(jī)使用的電量，節(jié)電率約33.3%，極大降低了電力費(fèi)用，提高了冶煉廠的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用高壓變頻器后，為水泵進(jìn)行恒壓供水，提高了選礦設(shè)備用水流量和水壓的穩(wěn)定性，進(jìn)而穩(wěn)定了生產(chǎn)工藝，提高了精礦生產(chǎn)產(chǎn)量，進(jìn)一步提高了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

2.7 照明節(jié)能措施

冶金廠照明設(shè)備眾多，耗電量大，減少照明系統(tǒng)耗能量對結(jié)約電能有著重要意義。降低照明用電量，應(yīng)合理運(yùn)用自然光，按照相關(guān)規(guī)定，科學(xué)選擇照明館員，盡量達(dá)到光照節(jié)能的目標(biāo)。冶金廠房一般使用金屬鹵化物等物質(zhì)，且一個光源放射的光線覆蓋面積過小或者強(qiáng)度過低時，可采用兩種光源同時進(jìn)行照明，可以在保持光照強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，降低電力消耗量。選擇冶金廠房照明設(shè)備時，應(yīng)優(yōu)先使用節(jié)能的光源電子器件，這類器件耗能量小，使用金屬鹵化物或高壓鈉燈時，應(yīng)配備節(jié)能型鎮(zhèn)流器，能夠有效節(jié)約能源。

3 結(jié)束語

綜上所述，冶金行業(yè)電氣節(jié)能對行業(yè)的發(fā)展有著重要作用。在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時，將多種電氣節(jié)能措施應(yīng)用到冶金行業(yè)中，增加工廠的先進(jìn)設(shè)備，提高工廠的技術(shù)水平，綜合考慮技術(shù)與經(jīng)濟(jì)因素，實(shí)施節(jié)能措施，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)。

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