不銹鋼冶煉企業(yè)節(jié)能方案
一、空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)
1.1 螺桿空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)（例：某冶金集團(tuán)分公司，運(yùn)行2臺(tái)螺桿空壓機(jī)）
改造前運(yùn)行工況分析：現(xiàn)場(chǎng)螺桿式空壓機(jī)屬于單級(jí)壓縮，空氣溫升明顯，額外的溫升將帶來(lái)短時(shí)的額外壓強(qiáng)，而冷卻后卻消失，這種短時(shí)的額外壓強(qiáng)將形成額外的反作用力，帶來(lái)毫無(wú)意義的額外的功耗。改善這種現(xiàn)狀的途徑，在于提高壓縮效率。以下為改進(jìn)空間：
（1）現(xiàn)場(chǎng)螺桿式空壓機(jī)屬于單級(jí)壓縮，空氣溫升很明顯，效率得不到保障，在工藝條件無(wú)法改變的前提下，采用節(jié)能設(shè)備---空壓機(jī)節(jié)電王進(jìn)行節(jié)能。特別是250kW空壓機(jī)加載時(shí)電流達(dá)到480A左右，而卸載時(shí)只有290A，空載時(shí)損耗比較嚴(yán)重。因此，很有必要采用空壓機(jī)節(jié)電王進(jìn)行節(jié)能，節(jié)約電力成本，并減少空壓機(jī)的故障率。
（2）壓縮空氣出口溫度高，能達(dá)到 90℃，雖然對(duì)于空壓機(jī)本身來(lái)說(shuō)屬于正常溫度，但反映出壓縮機(jī)的散熱情況仍需改進(jìn)，壓縮機(jī)的壓縮過(guò)程冷卻不甚充分，因此具有節(jié)能空間。若通過(guò)節(jié)能技術(shù)，進(jìn)行壓縮特性曲線(xiàn)的最佳選擇，選取最省電的壓縮模式，出口溫度至少將有10℃的下降空間，此項(xiàng)也有一定的節(jié)電空間。
（3）加卸載頻繁，若通過(guò)節(jié)能技術(shù)，改變壓縮機(jī)的壓縮曲線(xiàn)，使得加、卸載時(shí)間處于一個(gè)合理的范圍，可以提高效率，節(jié)約電能。
改造內(nèi)容：
序號(hào) | 型號(hào) | 數(shù)量 | 節(jié)能改造內(nèi)容 |
1 | LGW-250 | 2 | 安裝空壓機(jī)節(jié)電王 KYK-0.4-250 |
改造效果
（1）每天節(jié)約2640度電，年節(jié)約95萬(wàn)度電，節(jié)電率為25%。
（2）降低空壓機(jī)油溫：改造后油溫約下降10度。
（3）降低空壓機(jī)的維護(hù)費(fèi)用，延長(zhǎng)空壓機(jī)使用壽命。
1.2 離心空壓機(jī)節(jié)能技術(shù)（例：張家港浦項(xiàng)不銹鋼，一期二期空壓機(jī)車(chē)間）
其內(nèi)空壓機(jī)分為2組：
一期：含有Atlas和Yoo Chang空壓機(jī)共3臺(tái)；
二期：含有Atlas空壓機(jī)5臺(tái)。
三期含有多個(gè)空壓機(jī)房：
（1）制鋼1：車(chē)間內(nèi)含有韓信空壓機(jī)4臺(tái)，但本組實(shí)際上含有空壓機(jī)5臺(tái)，另一臺(tái)增設(shè)在熱軋空壓機(jī)車(chē)間門(mén)口第一臺(tái)放置。
（2）制鋼2：其中含有3臺(tái)韓信空壓機(jī)，主要用于連鑄、噴淋等用途。
（3）熱軋：含有韓信空壓機(jī)3臺(tái)。
（4）冷軋2：含有Atlas空壓機(jī)5臺(tái)用于：冷軋、退火酸洗。
（6）H-APL：含有韓信空壓機(jī)3臺(tái)。
節(jié)電空間判斷：
1、空壓機(jī)設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)方式簡(jiǎn)單粗放，效率低，不利于節(jié)能。無(wú)論是采用卸載閥、節(jié)氣門(mén)、蝶閥、滑閥等方式進(jìn)行排氣量的調(diào)節(jié)，都是簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)方式，在設(shè)計(jì)之初并未充分考慮能源的節(jié)省，因此耗電量非常大；即使是較新出現(xiàn)的變頻PID調(diào)節(jié)方式，也不能解決電機(jī)出力波動(dòng)大的難題，這些落后的調(diào)節(jié)方式將造成能耗的上升。
2、由于調(diào)節(jié)方式的局限引起的氣壓寬幅波動(dòng)或者周期性波動(dòng)。由于調(diào)節(jié)方式不當(dāng)，將造成氣壓在很大范圍內(nèi)波動(dòng)，無(wú)法穩(wěn)定。而氣壓的波動(dòng)將造成三個(gè)問(wèn)題：其一，由于氣壓不穩(wěn)，用戶(hù)為了保證最小氣壓，因此不得不提高設(shè)定氣壓，造成過(guò)度供應(yīng)，形成了浪費(fèi)；其二，在氣壓偏高的過(guò)程中，壓縮機(jī)的排氣效率已經(jīng)顯著降低；其三，由于氣壓的頻繁波動(dòng)，電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)的出力不穩(wěn)定，處在變動(dòng)工況的過(guò)程中，達(dá)不到設(shè)計(jì)效率；即使采用變頻PID調(diào)節(jié)，仍不能避免出力不穩(wěn)定的現(xiàn)象，有時(shí)甚至更加嚴(yán)重。
3、空壓機(jī)壓縮過(guò)程中的熱量未能及時(shí)散出，特別是當(dāng)工作狀況不佳時(shí)，熱能積累造成溫度上升，會(huì)進(jìn)一步加大壓縮功，加大的壓縮功又會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成更多的熱量，形成惡性循環(huán)，排氣溫度會(huì)有顯著的增加，此時(shí)壓縮機(jī)約有80%的電轉(zhuǎn)變成毫無(wú)用處的熱量。
我們可以通過(guò)節(jié)能設(shè)備來(lái)提高原有生產(chǎn)設(shè)備在能源使用方面的效率，在空壓機(jī)節(jié)能方面，以往存在設(shè)計(jì)、使用等方面的諸多不足，以至于在能源供應(yīng)緊張、能源價(jià)格高企的今天，催生出了節(jié)能增效的需求。對(duì)于本現(xiàn)場(chǎng)，可采用專(zhuān)利產(chǎn)品空壓機(jī)節(jié)電王進(jìn)行節(jié)能技改。
空壓機(jī)節(jié)電王就是根據(jù)當(dāng)前空壓機(jī)的一些節(jié)能需求而設(shè)計(jì)的一種節(jié)能設(shè)備，它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是：保證空壓機(jī)穩(wěn)定、持續(xù)的工作的同時(shí)，節(jié)約能源，并起到保護(hù)空壓機(jī)的作用。
節(jié)能原理：空壓機(jī)節(jié)電王是一個(gè)自尋優(yōu)系統(tǒng)，它的節(jié)能原理是尋找最穩(wěn)定、節(jié)能的工作狀況，并使空壓機(jī)運(yùn)行于這種狀況下，它的設(shè)計(jì)思想是對(duì)空壓機(jī)的運(yùn)行氣壓穩(wěn)定性、設(shè)備穩(wěn)定性、運(yùn)行能耗等方面進(jìn)行折衷處理，在保證氣壓比較穩(wěn)定條件下（但不是恒壓供氣），使得空壓機(jī)的出力處于高效、穩(wěn)定的狀態(tài)，能夠提高空壓機(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率。同時(shí)它也能降低溫度、降低噪音、改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。它是空壓機(jī)的一個(gè)附屬設(shè)備，不影響空壓機(jī)的運(yùn)行，也不改變空壓機(jī)的設(shè)定參數(shù)。
節(jié)能效益：
車(chē)間 | 年節(jié)電量（萬(wàn)kWh） | 節(jié)約電費(fèi)（萬(wàn)元） （電價(jià)按照0.62元） |
一期 | 0 | 0 |
二期 | 74 | 45.88 |
制鋼1 | 134 | 83.08 |
制鋼2 | 106 | 65.72 |
熱軋 | 106 | 65.72 |
冷軋2 | 106 | 65.72 |
H-APL | 73 | 45.26 |
合計(jì)： | 599 | 371.38 |
年折合節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤：2036.6噸 | ||
二、循環(huán)冷卻水節(jié)能技術(shù)
【例】某特鋼廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)
工況基礎(chǔ)描述：
隨季節(jié)和天氣而變化的補(bǔ)償式控制系統(tǒng)，自動(dòng)智能化的調(diào)節(jié)所需流量，但保證充足流量；
泵的效率調(diào)度技術(shù)，使得泵的實(shí)際工作點(diǎn)達(dá)到高效區(qū)間；
風(fēng)量和水量組合控制，達(dá)到風(fēng)量和水量的最佳配比，冷卻塔效果最大化，不僅節(jié)約水泵功率也節(jié)約了風(fēng)機(jī)功率，并且使得系統(tǒng)四季全自動(dòng)運(yùn)行。
時(shí)代科儀解決方案：
1、不銹鋼廠循環(huán)泵節(jié)能
部位 | 額定電壓 | 額定功率 | 預(yù)計(jì)節(jié)能率 | 改造臺(tái)數(shù) |
循環(huán)冷卻水 | 10kV | 280kW | 35% | 1 |
冷卻塔風(fēng)機(jī) | 380V | 37kW | 30% | 8 |
2、新擴(kuò)建水泵站節(jié)能
部位 | 額定電壓 | 額定功率 | 預(yù)計(jì)節(jié)能率 | 改造臺(tái)數(shù) |
冷卻塔風(fēng)機(jī) | 380V | 37kW | 30% | 12 |
3、煉鐵廠循環(huán)水站節(jié)能
部位 | 額定電壓 | 額定功率 | 預(yù)計(jì)節(jié)能率 | 改造臺(tái)數(shù) |
高爐本體閉式循環(huán)水系統(tǒng) | 10kV | 400kW | 35% | 2 |
高爐小套循環(huán) | 10kV | 400kW | 35% | 2 |
上塔泵 | 380V | 160kW | 35% | 2 |
冷卻塔風(fēng)機(jī) | 380V | 未知 | 30% | 2 |
4、950冷軋線(xiàn)循環(huán)水泵站節(jié)能
部位 | 額定電壓 | 額定功率 | 預(yù)計(jì)節(jié)能率 | 改造臺(tái)數(shù) |
冷卻塔風(fēng)機(jī) | 380V | 未知 | 30% | 3 |
三、二次供水節(jié)能
【例】天津鋼鐵集團(tuán)有限公司動(dòng)力廠二次加壓水泵房中運(yùn)行的4臺(tái)生產(chǎn)供水用水泵，改變?cè)袃H依靠閥門(mén)開(kāi)啟度實(shí)現(xiàn)流量控制的方式，真正實(shí)現(xiàn)以變頻自動(dòng)調(diào)節(jié)流量的手段，節(jié)約能源消耗。
現(xiàn)場(chǎng)原有設(shè)備配置參數(shù)如下：
電機(jī) （4臺(tái)）
型號(hào)：Y3-285S-4 功率：75kW 額定電流：138.8A
功率因數(shù)：0.88 電壓：380V 轉(zhuǎn)速：1484r/min
水泵 （4臺(tái)）
型號(hào)：DSSS250S-39 揚(yáng)程：42-39m 流量：360-485m3
轉(zhuǎn)速：1450r/min
現(xiàn)有工況控制方式：
視生產(chǎn)用水需求而動(dòng)，當(dāng)供水流量低于450m3/h運(yùn)行1臺(tái)水泵；當(dāng)流量高于450m3/h運(yùn)行2臺(tái)水泵；當(dāng)總管壓力低于300kPa時(shí)運(yùn)行3臺(tái)水泵；當(dāng)極端情況出現(xiàn)時(shí)，即生產(chǎn)用水高峰情況，啟動(dòng)1臺(tái)55kW消防水泵以應(yīng)急，此種情況很少出現(xiàn)，故在此方案中不予考慮。
現(xiàn)場(chǎng)一天中2小時(shí)內(nèi)實(shí)際工況的采集：
動(dòng)力廠二次加壓水泵恒壓供水系統(tǒng)的改造，共有4臺(tái)75kW電機(jī)，3用1備。由于這4臺(tái)水泵不為分組運(yùn)行，任意一臺(tái)均可作為備用泵使用，因此改造方案為將4臺(tái)水泵全部進(jìn)行變頻改造，操作方式具有自動(dòng)/手動(dòng)操作模式。
改造后系統(tǒng)集變頻調(diào)速技術(shù)、PLC技術(shù)、PID控制技術(shù)，壓力傳感技術(shù)等為一體，依據(jù)供水壓力組成閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。通過(guò)安裝在供水管網(wǎng)上的原有壓力傳感器來(lái)檢測(cè)供水管網(wǎng)在用水量變化時(shí)的壓力變化，不斷向控制系統(tǒng)傳輸變化的壓力信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算并與設(shè)定的壓力比較后，自動(dòng)調(diào)節(jié)供水量，保證供水管網(wǎng)壓力恒定，以滿(mǎn)足循環(huán)給水的需要。
用戶(hù)也可根據(jù)實(shí)際工況需要，隨時(shí)調(diào)整管網(wǎng)設(shè)定壓力，設(shè)定值確認(rèn)后，系統(tǒng)將自動(dòng)跟蹤調(diào)整至設(shè)定的供水壓力值。當(dāng)用水量增加，變頻器輸出頻率增加，直至增加到額定頻率，此時(shí)若水壓力仍達(dá)不到設(shè)定壓力，在一定時(shí)間延時(shí)后，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)一臺(tái)水泵，以保證壓力動(dòng)態(tài)平衡；反之，當(dāng)用水量減少，變頻器輸出頻率減少，直至減少到最低頻率，此時(shí)若水壓力仍高于設(shè)定壓力，在一定時(shí)間延時(shí)后，系統(tǒng)自動(dòng)停止一臺(tái)水泵，從而使系統(tǒng)實(shí)行自動(dòng)控制。
節(jié)能空間：
組別 | 部位 | 原有實(shí)際功耗 | 可節(jié)能功率 | 節(jié)能率 |
1#泵組 | 4臺(tái)運(yùn)行的供水泵 | 90kW，1.5臺(tái) （實(shí)測(cè)I:102A 出口閥門(mén)開(kāi)度60%） | 18kW | 20% |
通過(guò)對(duì)供水泵進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)以下的效益：
1、供應(yīng)流量平穩(wěn)，流速不高，實(shí)際揚(yáng)程降低；
2、節(jié)能配置后的水泵的設(shè)計(jì)揚(yáng)程降低，使得水泵在高效區(qū)間運(yùn)行，提升泵的實(shí)際效率。
四、能源管理系統(tǒng)技術(shù)
鋼鐵企業(yè)能源管理中心建設(shè)主要包括三個(gè)方面：
一是能源管控模式，對(duì)傳統(tǒng)能源系統(tǒng)管理模式進(jìn)行優(yōu)化再造，推動(dòng)條塊分割式的能源監(jiān)控調(diào)度向集中監(jiān)控調(diào)度轉(zhuǎn)變，推動(dòng)分散能源管理向集中一貫制的扁平化能源管理轉(zhuǎn)變；
二是信息系統(tǒng)，構(gòu)建具有完整能源監(jiān)控、管理、分析和優(yōu)化功能的管控一體化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；
三是總體環(huán)境，包括企業(yè)與能源相關(guān)的設(shè)備、生產(chǎn)、運(yùn)行、管理等。具體建設(shè)內(nèi)容與要求如下：
1.能源管理中心計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)
2.現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)
3.對(duì)時(shí)系統(tǒng)
4.軟件平臺(tái)
5.主控大廳
6.視頻系統(tǒng)
7.計(jì)量?jī)x表設(shè)置
8.重點(diǎn)能源動(dòng)力站所
9.工藝信號(hào)采集
能源管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效的基礎(chǔ)，它是集能源過(guò)程監(jiān)控、能源調(diào)度、能源管理為一體的能源管控一體化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)確保能源調(diào)度的科學(xué)性、及時(shí)性和合理性， 從而提高能源利用水平，實(shí)現(xiàn)提高整體能源利用效率的目的。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種能源介質(zhì)（風(fēng)、水、電、氣、 汽等）和各類(lèi)供能用能系統(tǒng)（供配電、供水系統(tǒng)、煤氣系統(tǒng)等）進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度，是集動(dòng)力能源過(guò)程監(jiān)控、能源信息管理、能源調(diào)度為一體的綜合信息化管控平臺(tái)。通過(guò)能源管理系統(tǒng)的自動(dòng)化管理，形成節(jié)能降耗的長(zhǎng)效機(jī)制，實(shí)現(xiàn)企業(yè)整體節(jié)能。
五、關(guān)于我們
北京時(shí)代科儀新能源科技有限公司
時(shí)代科儀成立于2010年1月，總部和研發(fā)中心位于北京市海淀區(qū)中關(guān)村科技園區(qū)上地信息產(chǎn)業(yè)基地。企業(yè)專(zhuān)注于節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)，是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、國(guó)家軟件企業(yè)、國(guó)家創(chuàng)新基金資助企業(yè)、國(guó)家發(fā)改委備案的節(jié)能服務(wù)公司。
企業(yè)以技術(shù)創(chuàng)新作為核心工作和發(fā)展動(dòng)力，研制了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先的獨(dú)創(chuàng)節(jié)能技術(shù)，申請(qǐng)獲批發(fā)明專(zhuān)利6項(xiàng)，實(shí)用新型專(zhuān)利11項(xiàng)。公司涉及的節(jié)能產(chǎn)品主要包括：空壓機(jī)系統(tǒng)節(jié)能、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)節(jié)能、中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能、電梯節(jié)能、并網(wǎng)逆變器等。主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋汗I(yè)企業(yè)節(jié)電、大型公建系統(tǒng)的節(jié)電等。
企業(yè)的主營(yíng)業(yè)務(wù)為：節(jié)能方案研發(fā)、節(jié)能產(chǎn)品生產(chǎn)、節(jié)能工程實(shí)施、節(jié)能項(xiàng)目服務(wù)。公司具有較強(qiáng)的節(jié)能項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，為海航集團(tuán)、英利集團(tuán)、桐昆集團(tuán)、香飄飄、寶潔公司、天能電池、聯(lián)合特鋼、天津機(jī)場(chǎng)、外交部、湖州市政府大樓等實(shí)施了節(jié)能項(xiàng)目，效果顯著。并為清華大學(xué)、北京交通大學(xué)、中科院等高校和院所提供設(shè)備、技術(shù)服務(wù)，或具有合作關(guān)系。通過(guò)數(shù)年的發(fā)展，公司具備豐富的節(jié)能項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和項(xiàng)目實(shí)施能力。
