系统节能基础论文

1、辽宁科技大学系统节能基础论文论文题目：用系统节能的方法分析和诊断我国钢铁工业学院、系：专业班级：学生姓名： 指导教师:改革开放之后，伴随着科技的不断进步，我国钢铁企业得到了快 速发展，成为国民经济的支柱企业。但是在发展的同时我们也注意到 了系统节能的重要性。作为一个能源大国，我国虽然有着丰富的能源 储备，但是，由于技术上的局限我国的能源利用率与发达国家相比仍 有较大差距。所以这更加要求我们用系统节能的方法来使能源的利用 达到最大化。国内钢铁能源现状目前，钢铁工业能源消耗指标所存在的差距主要体现在两方面：一方面，国内企业之间的水平相差很大。与国内先进水平相比，国内重 点大中型企业能耗水平差距明显

2、：再加上众多装备、工艺落后的小钢 厂，国内企业的能耗水平相差 300千克标煤/吨钢以上。如国内企业 全部达到国内先进水平，则吨钢综合能耗可下降61千克标煤，能耗下降8.3%,年可节约能耗2200万吨标准煤以上。另一方面，国内外 先进水平相比仍存在一定差距。2004年中国先进水平吨钢可比能耗 与日本钢铁工业水平相当，但是中国重点企业平均水平比日本钢铁工 业平均水平高9.0%。系统节能的定义系统节能是20世纪40年代与控制论、信息论同时诞生的一门新兴 科学，它是研究各种系统的共同特点和本质的综合性科学。系统论采用逻辑和数学的方法综合考察整体和它的各个部分的属性、功能，并在变动中调节整体和部分的关系

3、，选取各个部分的最佳结合方式，借 以达到整体上的最佳目标，比如最佳的经济效果，最佳的工作效率等 等。系统工程就是应用系统论方法解决现代组织管理问题的科学，它对各种复杂的系统进行规划、设计、制造、控制和管理，研究和选取 最佳方案。比如，经济系统工程，研究现代企业的最佳管理方法问题； 教育系统工程，研究教育系统的最佳管理体制问题，等等。系统论和 系统工程是适应现代化组织管理需要、 处理各种日益错综复杂的系统 而出现的。同时，电子计算机等新技术的发明和应用提供了研究复杂 系统的条件。 总的说来，系统节能是建立在现代科学技术基础上的 综合性的理论和方法。系统论是一门跨学科的横断科学，它提供的综 合性的

4、理论和方法，并不是一般的世界观和方法论。它不属于哲学体 系，但是它为马克思主义哲学思想体系提供了一种新的思想体系， 极 大的丰富了统一整体这一哲学范畴。在运用系统论与系统工程思想方法的过程中， 基本步骤为：根据系 统的基本运动规律与已知定律，进行一定而系统科学理论概述，通过 对系统的分析，选择正确的系统的设计方法，并对设计好的系统作一 定的可行性分析，做后设计出模型比，获得详细的系统知识。在我国国民经济各部门中，钢铁工业是耗能大户，近年来随着钢铁 企业的迅速发展，能源价格上涨，能源资源问题日益突出并且成为其 发展的制约因素解决这一办法的主要方法就是节能减耗，目前钢铁企业节能降耗最有效的措施是进

5、行大规模的节能技术改造和余热余能的综合利用，主要体现在高炉炉顶煤气余压回收发电技术， 干法熄焦 技术、煤调湿技术、焦炉煤气制 H2综合利用等等。因此为了节能减 耗，降低成本必须强化能源管理，加速节能新技术、新工艺的推广采 用，加大节能投资力度，实现可持续发展的生产经营模式。钢铁冶金节能方法和技术在我国国民经济各部门中，钢铁工业是耗能大户，近年来随着钢铁企 业的迅速发展，能源价格上涨，能源资源问题日益突出并且成为其发 展的制约因素解决这一办法的主要方法就是节能减耗，目前钢铁企业节能降耗最有效的措施是进行大规模的节能技术改造和余热余能的 综合利用，主要体现在高炉炉顶煤气余压回收发电技术， 干法熄焦

6、技 术、煤调湿技术、焦炉煤气制H2综合利用等等。因此为了节能减耗， 降低成本必须强化能源管理，加速节能新技术、新工艺的推广采 用，加大节能投资力度，实现可持续发展的生产经营模式。现代钢铁工业的主要流程为：高炉一铁水预处理一转炉一炉外精 炼一连铸一连轧。向着连续化、紧凑化、和产品的系列化与专业化方 向不断发展。尽管工艺有所优化，但在我国国民经济各部门中，钢铁 工业是耗能大户，近些年钢铁企业的快速发展，其在在全国工业用能 中呈上涨趋势。相对于钢铁工业用能增长的趋势我国能源短缺问题却 日益明显起来。应对能源紧缺，我国钢铁企业首先应该从管理、技术 等方面采取一系列有利措施，有效地节约能源降低能耗，以保

7、证钢铁 企业的正常发展节能不仅要注意节约能源，而且还要注意节约非能源，这是节能 工作中的一个根本观点。钢铁企业中，单体设备与整体式相对统一的， 其节能问题不仅要研究单体设备，还要研究由若干台单体设备组成的 生产车间或厂，以及由若干个生产车间或厂组成的冶金企业。具节能措施不能只对单个设备、单一工艺进行节能，而应从企业整体出发， 进行流程综合考虑和系统节能。这样才能提高资源、能源效率，实现 以较少的投入，获得最大的节能效果。目前钢铁企业节能主要从降低各工序能耗为内容的直接节能， 这些都是以技术进步为基础的。在 技术和设备上达不到一定水平，钢铁生产的结构调整时实现不了的， 能源消耗也降不下来，因此推

8、进技术进步是节能的关键。 具体节能技 术有高炉炉顶煤气余压回收发电技术，干法熄焦技术、煤调湿技术、 焦炉煤气制H2等等。几种主要的节能技术一、高炉炉顶煤气余压回收发电技术高炉炉顶煤气余压回收发电技术是利用高炉炉顶煤气中的余压能及 热能经透平膨胀做功来驱动发电机发电的一项技术。所用的透平装置TRT(Blast Furnace Top-pressure Recovery Turbine Unit 国际上 简称为T RT)是利用炉顶煤气压力回收炼铁生产过程中的二次能源， 是不消耗燃料，无污染的经济的发电设备。现代高炉炉顶压力达0.15 到0.25兆帕，炉顶煤气中存在大量势能。TRTM是利用炉顶煤气剩

9、 余压力使气体在透平内膨胀做功，推动透平转动，带动发电机发电。这种发电方式既不消耗任何燃料， 也不产生环境污染，发电成本又低是高炉冶炼工序的重大节能项目，经济效益十分显著。此技术在国外 非常普及，国内正在逐步推广。TRT发电不消耗任何燃料就回收大量 电力，根据炉顶压力不同每吨铁可发电 20-40Kwh,如果高炉煤气采 用干法除尘发电量可增加30%fc右。一般炉子越大，炉顶压力越高， 投资回收期越短。根据高炉炉顶煤气除尘方式的不同，TRT流程技术有干湿之分，使用水来降低高炉炉顶煤气温度和除尘并设置TRT装置的工艺称为湿法TRT而高炉炉顶煤气采用干式除尘并设置 TRT装置 的工艺为干式TRT二、干

10、法熄焦技术干法熄焦技术（Coke Dry Quenching）是相对于用水熄灭炽热红焦的 湿法熄焦而言的，简称“干熄焦”。它是回收红热焦显热、改善操作 环境的一项先进工艺技术，有利于提高焦炭质量，降低焦化工序能耗 和改善大气环境质量。干熄焦技术的基本原理是：利用冷的惰性气体（如氮气或瀛气等）或 燃烧后的废气，在干熄炉中与炽热红焦换热从而冷却红焦，吸收了红焦热量的惰性气体将热量传给干熄焦锅炉产生蒸汽，被冷却的惰性气 体再有循环风机鼓入干熄炉冷却红焦。干熄焦锅炉产生的中压蒸汽（或高压）蒸汽或并入厂内蒸汽管网或送去发电。干熄焦自身能耗约为29Kh/t焦，而湿熄焦约为29Kh/t焦。干熄焦自身能耗虽高

11、，但回收红焦显热。出炉的红焦显热月占焦炉能耗的35-40%这部分能量相当于炼焦煤能量的5%若将其回收和利用，不仅可起到节能降耗的作用，同时还将大大降低冶金产品成本。采用干熄焦可回收80%的红焦显热，平均每熄一顿焦炭可回收3.9Mp、4500c的蒸汽0.45-0.6 吨。若将这些干熄焦产生的蒸汽用来发电，采用全凝机组时，平均每 熄一顿红焦，净发电95-110Kwho扣除干熄焦自身的能量消耗，包括 低压蒸汽、氮气、电力、纯水等，采用干熄焦平均降低炼焦能40kgce/t 焦左右。国外某公司曾对钢铁企业炼铁系统所用节能措施进行分析， 结果表明：干熄焦节能占总节能量的 50%可见干熄焦技术在炼铁厂 的节

12、能减排中的重要作用。目前干熄焦技术是国外应用较广泛的一项 技术。2004年采用我国干熄焦技术与设备的马钢和通钢干熄焦示范 装置顺利投产，标志着我国实现了干熄焦技术与设备的国产化，以后又实现和大型化和系列化。现在我国可以设计建设50-200t/h各种规 模的干熄焦装置。截止2008年底，我国投产的干熄焦装置共 69套， 有6103万吨年焦炭生产能力配置了干熄焦装置，占我国焦产量3.18亿吨的15.8%,占我国2008年钢铁工业耗焦总量27000万吨的22.6%。 每年至少可少用1200万吨强粘结性煤。我国在建和已近投产的干熄 焦装置128套，已近和正在为12462万吨焦炭生产能力配置干熄焦装 置

13、，占我国焦产量的32.3%。干熄焦的设备投资大事一个不能忽视 的问题，但是就其环保节能及产品的质量来说是非常可取的，我从在鞍山钢铁公司的实习中深有体会，采用干熄焦技术大大减少了污染气 体的排放，改善了工人作业环境，其次虽然其设备投资达到4亿，但其在两年内就将其成本收回，据现场师傅讲，如将加热的蒸汽外卖的话，每天可收入20多万，将其用来发电可节约很多的能源。三、煤调湿技术 煤调湿技术（Coal Moisture Control简称CMC是“装炉煤水分控 制工艺”的简称，是在干燥煤炼焦工艺（将湿煤在炉外预先脱水干燥 至水分含量6%Z下，再转炉炼焦工艺）的基础上发展来的一种通过 加热来降低并稳定、控

14、制转炉煤水分的一种炼焦用煤的预处理技术。其核心是不管原料的水分是多少，装入炉内的煤的水分要控制在5%- 6%勺范围内。煤调湿技术的特点：采用煤调湿技术，煤料含水量 每降低1%炼焦耗热量就降低62.0MJ/t （干煤）。当煤料水分从11% 下降到6%勺时候，炼焦耗热量节约310MJ/t （干煤）。装炉煤水分 的降低，使装炉煤堆密度提高，干储时间短，因此，焦炉生产能力可 提高5%- 11%改善焦炭质量，其DI可提高1%-1.5%,焦炭反应后 强度CSRI高1%- 3%在保证焦炭质量不变的情况下，可多配弱 粘结煤8%-10%）煤料水分的降低可减少1/3的剩余氨水量，减轻了 废水处理装置的生产负荷。采

15、用焦炉烟道气进行煤调湿，减少温室 效应平均每吨入炉煤可减少约 35.8的CO2的排放量。煤料水分的 稳定可保持焦炉操作的稳定，有利于延长焦炉寿命。四、焦炉煤气制氢技术:煤气资源化利用除了钢厂发电外，还可以高附加值利用，如焦炉煤气生产氢气不仅可以提高利用的附加值也有利于温室气体减排。传统工业制氢是以天然气、石油和煤为原料，在高温下使之与水蒸气反应 或用部分氧化法制的。而钢铁企业炼焦厂产生的副产煤气 -焦炉煤气 含有50%-60%勺氢气，20%-30%勺甲烷，是非常好的制氢原料气。禾I 用焦炉煤气吸附制氢工艺是目前比较成熟的技术，采用焦炉煤气制氢 只需按现有煤气处理技术工艺，将其中的有害杂质去除，即可通过变 压吸附技术提取出高纯度（99.99%）的氢气，按此流程1m的焦炉煤 气可制0.44的氢气，同时，通过焦炉煤气变压吸附提取氢气后的高 热值解吸气体可以返回钢厂再利用。与天然气制氢相比省去了蒸汽转 换或部分氧化等CH4裂解过称，而省去了这一工艺过程的能源消耗， 这就