系統(tǒng)節(jié)能基礎論文

1、遼寧科技大學系統(tǒng)節(jié)能基礎論文論文題目：用系統(tǒng)節(jié)能的方法分析和診斷我國鋼鐵工業(yè)學院、系：專業(yè)班級：學生姓名： 指導教師:改革開放之后，伴隨著科技的不斷進步，我國鋼鐵企業(yè)得到了快 速發(fā)展，成為國民經濟的支柱企業(yè)。但是在發(fā)展的同時我們也注意到 了系統(tǒng)節(jié)能的重要性。作為一個能源大國，我國雖然有著豐富的能源 儲備，但是，由于技術上的局限我國的能源利用率與發(fā)達國家相比仍 有較大差距。所以這更加要求我們用系統(tǒng)節(jié)能的方法來使能源的利用 達到最大化。國內鋼鐵能源現(xiàn)狀目前，鋼鐵工業(yè)能源消耗指標所存在的差距主要體現(xiàn)在兩方面：一方面，國內企業(yè)之間的水平相差很大。與國內先進水平相比，國內重 點大中型企業(yè)能耗水平差距明顯

2、：再加上眾多裝備、工藝落后的小鋼 廠，國內企業(yè)的能耗水平相差 300千克標煤/噸鋼以上。如國內企業(yè) 全部達到國內先進水平，則噸鋼綜合能耗可下降61千克標煤，能耗下降8.3%,年可節(jié)約能耗2200萬噸標準煤以上。另一方面，國內外 先進水平相比仍存在一定差距。2004年中國先進水平噸鋼可比能耗 與日本鋼鐵工業(yè)水平相當，但是中國重點企業(yè)平均水平比日本鋼鐵工 業(yè)平均水平高9.0%。系統(tǒng)節(jié)能的定義系統(tǒng)節(jié)能是20世紀40年代與控制論、信息論同時誕生的一門新興 科學，它是研究各種系統(tǒng)的共同特點和本質的綜合性科學。系統(tǒng)論采用邏輯和數(shù)學的方法綜合考察整體和它的各個部分的屬性、功能，并在變動中調節(jié)整體和部分的關系

3、，選取各個部分的最佳結合方式，借 以達到整體上的最佳目標，比如最佳的經濟效果，最佳的工作效率等 等。系統(tǒng)工程就是應用系統(tǒng)論方法解決現(xiàn)代組織管理問題的科學，它對各種復雜的系統(tǒng)進行規(guī)劃、設計、制造、控制和管理，研究和選取 最佳方案。比如，經濟系統(tǒng)工程，研究現(xiàn)代企業(yè)的最佳管理方法問題； 教育系統(tǒng)工程，研究教育系統(tǒng)的最佳管理體制問題，等等。系統(tǒng)論和 系統(tǒng)工程是適應現(xiàn)代化組織管理需要、 處理各種日益錯綜復雜的系統(tǒng) 而出現(xiàn)的。同時，電子計算機等新技術的發(fā)明和應用提供了研究復雜 系統(tǒng)的條件。 總的說來，系統(tǒng)節(jié)能是建立在現(xiàn)代科學技術基礎上的 綜合性的理論和方法。系統(tǒng)論是一門跨學科的橫斷科學，它提供的綜 合性的

4、理論和方法，并不是一般的世界觀和方法論。它不屬于哲學體 系，但是它為馬克思主義哲學思想體系提供了一種新的思想體系， 極 大的豐富了統(tǒng)一整體這一哲學范疇。在運用系統(tǒng)論與系統(tǒng)工程思想方法的過程中， 基本步驟為：根據(jù)系 統(tǒng)的基本運動規(guī)律與已知定律，進行一定而系統(tǒng)科學理論概述，通過 對系統(tǒng)的分析，選擇正確的系統(tǒng)的設計方法，并對設計好的系統(tǒng)作一 定的可行性分析，做后設計出模型比，獲得詳細的系統(tǒng)知識。在我國國民經濟各部門中，鋼鐵工業(yè)是耗能大戶，近年來隨著鋼鐵 企業(yè)的迅速發(fā)展，能源價格上漲，能源資源問題日益突出并且成為其 發(fā)展的制約因素解決這一辦法的主要方法就是節(jié)能減耗，目前鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗最有效的措施是進

5、行大規(guī)模的節(jié)能技術改造和余熱余能的綜合利用，主要體現(xiàn)在高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電技術， 干法熄焦 技術、煤調濕技術、焦爐煤氣制 H2綜合利用等等。因此為了節(jié)能減 耗，降低成本必須強化能源管理，加速節(jié)能新技術、新工藝的推廣采 用，加大節(jié)能投資力度，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的生產經營模式。鋼鐵冶金節(jié)能方法和技術在我國國民經濟各部門中，鋼鐵工業(yè)是耗能大戶，近年來隨著鋼鐵企 業(yè)的迅速發(fā)展，能源價格上漲，能源資源問題日益突出并且成為其發(fā) 展的制約因素解決這一辦法的主要方法就是節(jié)能減耗，目前鋼鐵企業(yè)節(jié)能降耗最有效的措施是進行大規(guī)模的節(jié)能技術改造和余熱余能的 綜合利用，主要體現(xiàn)在高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電技術， 干法熄焦

6、技 術、煤調濕技術、焦爐煤氣制H2綜合利用等等。因此為了節(jié)能減耗， 降低成本必須強化能源管理，加速節(jié)能新技術、新工藝的推廣采 用，加大節(jié)能投資力度，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的生產經營模式。現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的主要流程為：高爐一鐵水預處理一轉爐一爐外精 煉一連鑄一連軋。向著連續(xù)化、緊湊化、和產品的系列化與專業(yè)化方 向不斷發(fā)展。盡管工藝有所優(yōu)化，但在我國國民經濟各部門中，鋼鐵 工業(yè)是耗能大戶，近些年鋼鐵企業(yè)的快速發(fā)展，其在在全國工業(yè)用能 中呈上漲趨勢。相對于鋼鐵工業(yè)用能增長的趨勢我國能源短缺問題卻 日益明顯起來。應對能源緊缺，我國鋼鐵企業(yè)首先應該從管理、技術 等方面采取一系列有利措施，有效地節(jié)約能源降低能耗，以保

7、證鋼鐵 企業(yè)的正常發(fā)展節(jié)能不僅要注意節(jié)約能源，而且還要注意節(jié)約非能源，這是節(jié)能 工作中的一個根本觀點。鋼鐵企業(yè)中，單體設備與整體式相對統(tǒng)一的， 其節(jié)能問題不僅要研究單體設備，還要研究由若干臺單體設備組成的 生產車間或廠，以及由若干個生產車間或廠組成的冶金企業(yè)。具節(jié)能措施不能只對單個設備、單一工藝進行節(jié)能，而應從企業(yè)整體出發(fā)， 進行流程綜合考慮和系統(tǒng)節(jié)能。這樣才能提高資源、能源效率，實現(xiàn) 以較少的投入，獲得最大的節(jié)能效果。目前鋼鐵企業(yè)節(jié)能主要從降低各工序能耗為內容的直接節(jié)能， 這些都是以技術進步為基礎的。在 技術和設備上達不到一定水平，鋼鐵生產的結構調整時實現(xiàn)不了的， 能源消耗也降不下來，因此推

8、進技術進步是節(jié)能的關鍵。 具體節(jié)能技 術有高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電技術，干法熄焦技術、煤調濕技術、 焦爐煤氣制H2等等。幾種主要的節(jié)能技術一、高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電技術高爐爐頂煤氣余壓回收發(fā)電技術是利用高爐爐頂煤氣中的余壓能及 熱能經透平膨脹做功來驅動發(fā)電機發(fā)電的一項技術。所用的透平裝置TRT(Blast Furnace Top-pressure Recovery Turbine Unit 國際上 簡稱為T RT)是利用爐頂煤氣壓力回收煉鐵生產過程中的二次能源， 是不消耗燃料，無污染的經濟的發(fā)電設備?，F(xiàn)代高爐爐頂壓力達0.15 到0.25兆帕，爐頂煤氣中存在大量勢能。TRTM是利用爐頂煤氣剩

9、 余壓力使氣體在透平內膨脹做功，推動透平轉動，帶動發(fā)電機發(fā)電。這種發(fā)電方式既不消耗任何燃料， 也不產生環(huán)境污染，發(fā)電成本又低是高爐冶煉工序的重大節(jié)能項目，經濟效益十分顯著。此技術在國外 非常普及，國內正在逐步推廣。TRT發(fā)電不消耗任何燃料就回收大量 電力，根據(jù)爐頂壓力不同每噸鐵可發(fā)電 20-40Kwh,如果高爐煤氣采 用干法除塵發(fā)電量可增加30%fc右。一般爐子越大，爐頂壓力越高， 投資回收期越短。根據(jù)高爐爐頂煤氣除塵方式的不同，TRT流程技術有干濕之分，使用水來降低高爐爐頂煤氣溫度和除塵并設置TRT裝置的工藝稱為濕法TRT而高爐爐頂煤氣采用干式除塵并設置 TRT裝置 的工藝為干式TRT二、干

10、法熄焦技術干法熄焦技術（Coke Dry Quenching）是相對于用水熄滅熾熱紅焦的 濕法熄焦而言的，簡稱“干熄焦”。它是回收紅熱焦顯熱、改善操作 環(huán)境的一項先進工藝技術，有利于提高焦炭質量，降低焦化工序能耗 和改善大氣環(huán)境質量。干熄焦技術的基本原理是：利用冷的惰性氣體（如氮氣或瀛氣等）或 燃燒后的廢氣，在干熄爐中與熾熱紅焦換熱從而冷卻紅焦，吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐產生蒸汽，被冷卻的惰性氣 體再有循環(huán)風機鼓入干熄爐冷卻紅焦。干熄焦鍋爐產生的中壓蒸汽（或高壓）蒸汽或并入廠內蒸汽管網(wǎng)或送去發(fā)電。干熄焦自身能耗約為29Kh/t焦，而濕熄焦約為29Kh/t焦。干熄焦自身能耗雖高

11、，但回收紅焦顯熱。出爐的紅焦顯熱月占焦爐能耗的35-40%這部分能量相當于煉焦煤能量的5%若將其回收和利用，不僅可起到節(jié)能降耗的作用，同時還將大大降低冶金產品成本。采用干熄焦可回收80%的紅焦顯熱，平均每熄一頓焦炭可回收3.9Mp、4500c的蒸汽0.45-0.6 噸。若將這些干熄焦產生的蒸汽用來發(fā)電，采用全凝機組時，平均每 熄一頓紅焦，凈發(fā)電95-110Kwho扣除干熄焦自身的能量消耗，包括 低壓蒸汽、氮氣、電力、純水等，采用干熄焦平均降低煉焦能40kgce/t 焦左右。國外某公司曾對鋼鐵企業(yè)煉鐵系統(tǒng)所用節(jié)能措施進行分析， 結果表明：干熄焦節(jié)能占總節(jié)能量的 50%可見干熄焦技術在煉鐵廠 的節(jié)

12、能減排中的重要作用。目前干熄焦技術是國外應用較廣泛的一項 技術。2004年采用我國干熄焦技術與設備的馬鋼和通鋼干熄焦示范 裝置順利投產，標志著我國實現(xiàn)了干熄焦技術與設備的國產化，以后又實現(xiàn)和大型化和系列化?，F(xiàn)在我國可以設計建設50-200t/h各種規(guī) 模的干熄焦裝置。截止2008年底，我國投產的干熄焦裝置共 69套， 有6103萬噸年焦炭生產能力配置了干熄焦裝置，占我國焦產量3.18億噸的15.8%,占我國2008年鋼鐵工業(yè)耗焦總量27000萬噸的22.6%。 每年至少可少用1200萬噸強粘結性煤。我國在建和已近投產的干熄 焦裝置128套，已近和正在為12462萬噸焦炭生產能力配置干熄焦裝 置

13、，占我國焦產量的32.3%。干熄焦的設備投資大事一個不能忽視 的問題，但是就其環(huán)保節(jié)能及產品的質量來說是非常可取的，我從在鞍山鋼鐵公司的實習中深有體會，采用干熄焦技術大大減少了污染氣 體的排放，改善了工人作業(yè)環(huán)境，其次雖然其設備投資達到4億，但其在兩年內就將其成本收回，據(jù)現(xiàn)場師傅講，如將加熱的蒸汽外賣的話，每天可收入20多萬，將其用來發(fā)電可節(jié)約很多的能源。三、煤調濕技術 煤調濕技術（Coal Moisture Control簡稱CMC是“裝爐煤水分控 制工藝”的簡稱，是在干燥煤煉焦工藝（將濕煤在爐外預先脫水干燥 至水分含量6%Z下，再轉爐煉焦工藝）的基礎上發(fā)展來的一種通過 加熱來降低并穩(wěn)定、控

14、制轉爐煤水分的一種煉焦用煤的預處理技術。其核心是不管原料的水分是多少，裝入爐內的煤的水分要控制在5%- 6%勺范圍內。煤調濕技術的特點：采用煤調濕技術，煤料含水量 每降低1%煉焦耗熱量就降低62.0MJ/t （干煤）。當煤料水分從11% 下降到6%勺時候，煉焦耗熱量節(jié)約310MJ/t （干煤）。裝爐煤水分 的降低，使裝爐煤堆密度提高，干儲時間短，因此，焦爐生產能力可 提高5%- 11%改善焦炭質量，其DI可提高1%-1.5%,焦炭反應后 強度CSRI高1%- 3%在保證焦炭質量不變的情況下，可多配弱 粘結煤8%-10%）煤料水分的降低可減少1/3的剩余氨水量，減輕了 廢水處理裝置的生產負荷。采

15、用焦爐煙道氣進行煤調濕，減少溫室 效應平均每噸入爐煤可減少約 35.8的CO2的排放量。煤料水分的 穩(wěn)定可保持焦爐操作的穩(wěn)定，有利于延長焦爐壽命。四、焦爐煤氣制氫技術:煤氣資源化利用除了鋼廠發(fā)電外，還可以高附加值利用，如焦爐煤氣生產氫氣不僅可以提高利用的附加值也有利于溫室氣體減排。傳統(tǒng)工業(yè)制氫是以天然氣、石油和煤為原料，在高溫下使之與水蒸氣反應 或用部分氧化法制的。而鋼鐵企業(yè)煉焦廠產生的副產煤氣 -焦爐煤氣 含有50%-60%勺氫氣，20%-30%勺甲烷，是非常好的制氫原料氣。禾I 用焦爐煤氣吸附制氫工藝是目前比較成熟的技術，采用焦爐煤氣制氫 只需按現(xiàn)有煤氣處理技術工藝，將其中的有害雜質去除，即可通過變 壓吸附技術提取出高純度（99.99%）的氫氣，按此流程1m的焦爐煤 氣可制0.44的氫氣，同時，通過焦爐煤氣變壓吸附提取氫氣后的高 熱值解吸氣體可以返回鋼廠再利用。與天然氣制氫相比省去了蒸汽轉 換或部分氧化等CH4裂解過稱，而省去了這一工藝過程的能源消耗， 這就