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近年来,由于国家政策对能源管制逐渐放开,能源价格主要受市场供需影响一直走高,也使钢铁企业的成本不断增加。所以,推进节能技术的应用和创新成为钢铁企业降低生产成本的重要途径。蒸汽动力系统是企业中的耗能大户,蒸汽消耗占吨钢综合能耗的6.4%左右,是企业能源系统的重要组成部分,其安全、稳定运行是企业安全、稳定、长周期运行的基础,其转换效率直接影响企业的经济性。因此,研究合理的蒸汽需求及利用方式对企业的能源节约具有重要意义。以此为研究背景,本文分析了钢铁企业蒸汽的生产与利用工艺,以及蒸汽系统的供需关系,研究了关于蒸汽系统的合理利用和优化分配对减少蒸汽放散和降低企业综合能耗的影响;运用热力学原理和钢铁工业系统节能理论,构建了蒸汽系统的评价指标,建立了蒸汽系统优化分配模型,结合企业的实际生产状况,为企业高效、低耗、合理的利用蒸汽提供了理论依据和优化方案。本文主要研究内容如下: (1)通过调研和分析了解到钢铁企业蒸汽的生产及其在主生产工序、辅助工序和生活中的利用情况,剖析了各工序中蒸汽的利用和回收过程,了解到钢铁企业蒸汽系统存在的主要问题,并针对这些问题提出解决方案。 (2)应用热力学第一定律、第二定律及相关理论和方法,对蒸汽的回收利用进行热力学分析,结合企业实际,制定蒸汽系统合理利用的评价指标,以衡量蒸汽能源介质产生及利用的好坏,通过指标的大小寻找影响指标的因素,以便制定改善措施,节约能源。同时确定余热蒸汽回收利用的基本原则,以判定哪些余热蒸汽需要进行热回收,哪些余热蒸汽需要进行动力回收。 (3)提出用(火用)分析结合能级分析的方法对于京唐公司的主要生产工序包括:干熄焦(CDQ)工序、烧结工序、炼钢工序、热轧工序的余热回收情况分别做热力学分析,对各种余热资源从质量和数量的角度进行评价,结合现有的余热回收技术和理论对京唐余热蒸汽回收利用系统提出建议与措施。 (4)考虑蒸汽生产和使用过程中的能级匹配因素,同时考虑与蒸汽系统密切相关的电和水的需求以及蒸汽介质的可替换性,建立钢铁企业蒸汽系统优化分配模型,为企业提供合理的产汽用汽方案。结合京唐公司的生产现状,通过模型求解,提出优化分配方案,并分析了变工况和能源介质替换时的调整方案,获得理想的节能效果。