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蒸汽是钢铁企业生产和生活所必需的能源介质,是除了煤气、电力外,占据第三位的能源介质,其地位不容忽视。蒸汽系统已成为钢铁联合企业能源系统的重要组成部分,不仅涉及蒸汽生产、输送、分配、使用、回收等诸多环节,而且还关系到产品产量和质量的提高、原材料成本的降低、环境污染的改善等一系列问题的复杂庞大系统。钢铁联合企业的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,优化蒸汽系统,合理生产和使用蒸汽,将对企业的整体节能发挥重要作用。以此为研究背景,本文分析了钢铁联合企业蒸汽系统的现状;运用热力学原理和钢铁工业系统节能理论,分析了蒸汽系统用能的合理性,对蒸汽子系统分别进行分析研究,建立优化模型。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.调查和分析了钢铁企业蒸汽利用现状,了解到钢铁企业蒸汽系统存在主要问题,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,对蒸汽进行能级分析,结合企业实际,采用能级匹配系数作为蒸汽系统合理利用的评价指标,来衡量蒸汽能源介质产生及利用的好坏。 3.本文在理论分析蒸汽系统结构的基础上,对钢铁企业蒸汽子系统进行分析研究。针对大型蒸汽管网不同产汽源建立相应的数学模型,利用改进单纯型法求已建立的线性规划模型最优解;对输送子系统的管网热损失进行分析,并对蒸汽管网热损失率进行测算;针对使用子系统,通过了解蒸汽用户的用汽规律,建立了蒸汽需求预测模型,需求预测模型采用统计分析法建立,分为生产和生活用汽预测模型。 4.将上述的蒸汽系统分析方法和合理利用研究应用到南钢。结合南钢的生产现状,为企业提供合理的产汽方案,测算蒸汽管网的热损失率,预测南钢蒸汽的总用汽负荷,达到降低蒸汽系统运行成本的目的。