峰谷平電價生產(chǎn)平衡的研究與實踐

呂　欣，張　岳

引言

某400萬t產(chǎn)能冶金企業(yè)積極深挖降本增效潛力，根據(jù)大工業(yè)用電“峰谷平”分時段電價相關(guān)政策，分析鐵前和鋼后工序間歇性生產(chǎn)的條件特性，推進間歇性生產(chǎn)設(shè)備精益化過程管控，有效減少“峰”時段、增加“谷”時段用電比列，實現(xiàn)“避峰、降平、增谷”用電，充分發(fā)揮煤氣柜升降柜儲存作用，平衡“峰”時段鐵前和鋼后歇產(chǎn)工序的富余煤氣，有效增加“峰”時段、穩(wěn)定“谷”時段發(fā)電比列，實現(xiàn)“迎峰、保平、穩(wěn)谷”發(fā)電，進而有效降低生產(chǎn)用電綜合電價成本，進一步有效放大自發(fā)電創(chuàng)收效益，另若用電大戶實現(xiàn)“谷”時段滿負荷生產(chǎn)，也有助于解決東北地區(qū)風電棄風限電與風電消納能力的矛盾。

1　“峰谷平”政策

“峰谷平”分時時段是將每天24 h分為“高峰、低谷、平均”三個時段，其中高峰時段8 h，低谷時段7 h，平均時段9 h，電價根據(jù)時段分為三種電價，以平均時段電價為基礎(chǔ)電價，高峰時段電價上浮50%，低谷時段電價下浮50%，具體分時時段及電價如表1。

表1　峰谷平分時時段及電價

綜合電價除“峰谷平”分時時段電價電費項目外，還包括城市建設(shè)附加費、農(nóng)網(wǎng)還貸資金、大中型水庫移民后期扶持資金 (中央)、可再生能源發(fā)展基金、農(nóng)村低壓電網(wǎng)維護費、國家重大水利工程建設(shè)基金和小型水庫移民后期扶持資金(地方)等不分時段電費項目，筆者僅研究“峰谷平”分時段電價生產(chǎn)平衡的效益分析。

2　增谷用電

2.1　鐵前間歇性生產(chǎn)工序

根據(jù)煉鐵工序正常生產(chǎn)日需燒結(jié)礦11356 t，燒結(jié)工序90 m2和180 m2正常日產(chǎn)燒結(jié)礦13048 t，其中 90 m2日產(chǎn) 6877 t、180 m2日產(chǎn) 6171 t，具備間歇性生產(chǎn)條件，間歇性生產(chǎn)方式如下：

一是大周期間歇性生產(chǎn)，按落地庫存5000 t考慮，日落地1692 t，需連續(xù)生產(chǎn)3天，則在90 m2正常滿負荷生產(chǎn)、180 m2歇產(chǎn)情況下，5000 t落地庫存可使用1天零2小時，即180 m2正常滿負荷連續(xù)生產(chǎn)3天后，可歇產(chǎn)1天零2小時。

二是小周期間歇性少量生產(chǎn)，燒結(jié)工序90 m2和180 m2正常滿負荷生產(chǎn)，90 m2日產(chǎn)6877 t，180 m2日產(chǎn)4479 t即可滿足煉鐵工序需求，即180 m2每日可歇產(chǎn)6.5 h。

三是連續(xù)性限產(chǎn)零生產(chǎn)，按煉鐵工序日需量，燒結(jié)工序90 m2正常滿負荷生產(chǎn)，則只需180 m2按產(chǎn)能的73%限產(chǎn)生產(chǎn)，即180 m2料層由70 kg/m調(diào)整至51 kg/m、主抽7400 kW風機風門開度由100%調(diào)整至70%。

綜合分析，選擇小周期間歇性少量生產(chǎn)方式正好避開“峰”時段生產(chǎn)用電，即180 m2每日“峰”時段安排歇產(chǎn)6.5 h，正常滿負荷生產(chǎn)用電平均有功功率為10479 kW，歇產(chǎn)用電平均有功功率為1858 kW，即每日可避峰用電約5.6萬kW·h。

2.2　鋼后間歇性生產(chǎn)工序

半連軋、全連軋、高線和棒材四條軋鋼產(chǎn)線設(shè)計日產(chǎn)能分別為 3500 t、4000 t、2800 t和 4000 t，具備間歇性生產(chǎn)條件，無需四條軋鋼產(chǎn)線同時滿負荷生產(chǎn)，可將均衡生產(chǎn)待料、更換軋輥（一般2～4 h）、改孔（一般0.5～1 h）及定修（一般4～7 h）等計劃均安排在“峰”時段完成，在滿足自發(fā)電“峰”時段滿負荷發(fā)電所需煤氣的情況下，綜合分析熱送熱裝和均衡生產(chǎn)、平衡生產(chǎn)節(jié)奏問題，可考慮開啟一條或兩條軋鋼產(chǎn)線吃熱料生產(chǎn)，防止全部歇產(chǎn)，鋼坯落地待軋制，軋鋼產(chǎn)線吃涼料生產(chǎn)前二次加熱耗費煤氣及相關(guān)燃動力介質(zhì)。

2.3　間歇性生產(chǎn)設(shè)備

積極推進準時限時段生產(chǎn)，加強生產(chǎn)過程管控，精心精細控制間歇性生產(chǎn)設(shè)備啟停機時段，特別是燒結(jié)和煉鐵工序等階段性產(chǎn)能富余的生產(chǎn)設(shè)備，具體如下。

2.3.1燒結(jié)工序

一是原料系統(tǒng)間歇性生產(chǎn)設(shè)備主要有堆取料機、圓盤給料機、運轉(zhuǎn)皮帶、天車等。安排每日白班17：00左右和夜班07：30左右將90 m2配料倉及豎爐配料倉打滿，且設(shè)備檢修在“峰”時段進行。

二是豎爐系統(tǒng)間歇性生產(chǎn)設(shè)備主要有8平爐空壓機、除塵放灰設(shè)備，10平爐配1#和配2#皮帶機、除塵放灰設(shè)備、返礦皮帶設(shè)備等。安排8平空壓機風送膨潤土能選擇在“谷”時段運行，如不能再選擇在“平”時段每日11：30～16：00運行，8平和10平除塵放灰設(shè)備選擇在“谷”時段每日22：00～次日05：00運行，10平爐配1#、配2#、返礦皮帶設(shè)備停止運行期應選擇在“峰”時段，即設(shè)備停止運行期控制在07：30～11：30 和 17：00～21：00 之間。

三是燒結(jié)機系統(tǒng)間歇性生產(chǎn)設(shè)備主要有90 m2破碎設(shè)備、除塵放灰設(shè)備，180 m2預混設(shè)備、破碎設(shè)備、除塵放灰設(shè)備等。安排90 m2破碎設(shè)備錘式破碎機運行時間選擇在“谷”時段每日22：00～次日05：00運行，四輥破碎機運行時間白班控制在11：30～17：00、中班控制在 21：00～00：00、夜班控制 0：00～5：00，除塵放灰設(shè)備白班控制在 11：30～16：00 運行、中班控制在 16：00～17：00、21：00～22：00、22：00～00：00 運行、夜班控制在 0：00～05：00 運行。安排180 m2預混設(shè)備停止運行時間應控制在07：30～11：30 和 17：00～21：00 之間，四輥破碎機運行時白班控制在 11：30～17：00、中班控制在 21：00～00：00、夜班控制 0：00～5：00，除塵放灰設(shè)備白班控制在 11：30～16：00 運行、中班控制在 16：00～17：00、21：00～22：00、22：00～00：00 運行、夜班控制在00：00～05：00 運行。

四是旁路檢修計劃中混合機、制粒機、烘干機、潤磨機、篩子等設(shè)備旁路檢修開始時間在07：30。

五是生產(chǎn)換托輥時間選擇在白班07：30～11：30之間。

2.3.2煉鐵工序

一是每日夜班07：30之前將高爐各料倉打滿，利用07：30以后的時間做為清掃衛(wèi)生、設(shè)備檢查及上下班交接，08：00對檢查出來的設(shè)備隱患進行處理，減少峰時設(shè)備的運轉(zhuǎn)時間。

二是每日白班17：00之前將高爐各料倉打滿。

三是高爐定修安排在07：20～07：30開始。環(huán)保除塵檢修安排在17：00～21：00之間進行。

四是高爐休風換套等工藝檢修盡量安排在夜班末次鐵07：30，即是“峰”時段電價又是交接班人員充足的時間。

3　迎峰發(fā)電

充分發(fā)揮5萬m3轉(zhuǎn)爐煤氣柜和10萬m3高爐煤氣柜的升降柜儲存作用，“峰”時段降柜消耗儲備煤氣和燒結(jié)、軋鋼等間歇性生產(chǎn)工序停機待產(chǎn)的富余煤氣來確保滿負荷發(fā)電，即75 t鍋爐15 MW發(fā)電機組出力達14 MW以上，130 t鍋爐25 MW發(fā)電機組出力達22.5 MW以上，“谷”時段除去供燒結(jié)、煉鐵、煉鋼和軋鋼等生產(chǎn)工序消耗外富余煤氣一律回收升柜儲存，綜合優(yōu)化煤氣平衡，確保下一“峰”時段滿負荷迎峰發(fā)電，實現(xiàn)富余煤氣綜合再利用價值效益最大化。

4　效益分析

2015年11月～2016年10月“峰谷平”用電電量比例分別為33.10%、29.49%和37.41%，2016年11月～2017年10月“峰谷平”用電電量比例分別為30.79%、30.50%和38.71%，按照2016年11月～2017年10月年度總用電量116882萬kW·h為基準值計算，循環(huán)年度同比“峰谷平”用電電量分別調(diào)整-2700萬 kW·h、1181萬kW·h和1519萬 kW·h，循環(huán)年度同比“峰谷平”用電電費分別調(diào)整-1996萬元、291萬元和749萬元。

2015年11月～2016年10月“峰谷平”發(fā)電電量比例分別為33.54%、29.06%和37.41%，2016年11月～2017年10月“峰谷平”發(fā)電電量比例分別為46.81%、17.02%和36.17%，按照2016年11月～2017年10月年度總發(fā)電量21820萬kW·h為基準值計算，循環(huán)年度同比“峰谷平”發(fā)電電量分別調(diào)整2896萬 kW·h、-2627萬 kW·h和 -271萬 kW·h，循環(huán)年度同比“峰谷平”發(fā)電沖抵電費分別調(diào)整2141萬元、-647萬元和-134萬元。

綜上，生產(chǎn)用電電費同比可降本約956萬元/年，自發(fā)電同比可增效約1360萬元/年（特殊說明：如富余煤氣24 h充足，則無需按照“迎峰、保平、穩(wěn)谷”發(fā)電，即自發(fā)電24 h滿負荷發(fā)電并不產(chǎn)生此項同比擴大的增效效益），合計降本增效約2316萬元/年。

5　結(jié)語

峰谷平電價生產(chǎn)平衡絕不僅僅是燃動力消耗的簡單平衡優(yōu)化，更需要生產(chǎn)管控部門合理編制生產(chǎn)計劃，生產(chǎn)調(diào)度部門有效實時調(diào)整生產(chǎn)節(jié)奏，各生產(chǎn)工序通力合作，各工序的成本核算不再簡單考核噸產(chǎn)電力消耗及自發(fā)電量，而是追加生產(chǎn)用電和自發(fā)電“峰谷平”比例考核指標，指標由“量”成本向“價”成本轉(zhuǎn)變，方可真正意義的實現(xiàn)填谷用電、迎峰發(fā)電，通過降本用電、增效發(fā)電為企業(yè)創(chuàng)造經(jīng)濟效益。

另外，風電棄風限電與風電消納能力的矛盾在東北地區(qū)尤為突出，棄風集中在冬季后半夜，原因是冬季后半夜風電出力較多，而電網(wǎng)用電負荷相對較低，同時為了保證城市供暖供熱，熱電出力供給占電網(wǎng)用電負荷需求的比例較大，留給風電出力的容量較少，造成越來越激烈的棄風現(xiàn)象，如若用電大戶安排“谷”時段（22：00～00：00、00：00～05：00）滿負荷生產(chǎn)，也有助于積極提升風電消納能力，避免風能資源浪費，促進風電事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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