Metallurgy.zp.ua
Главная » Теплотехника » Энергохозяйство и обеспечение энергоресурсами

Энергохозяйство и обеспечение энергоресурсами

Характеристика энергопотребления

Чёрная металлургия Украины — крупнейший потребитель топливно-энергетических ресурсов. В 1990 году отраслью израсходовано почти 65 млн тонн условного топлива (теплота сгорания 1 кг условного топлива 7000 ккал или 29330 кДж) и около 55 млрд кВт·ч электроэнергии — это порядка 1/3 потребности всей промышленности Украины. В 1997 году потребление топлива составило 35 млн тонн условного топлива, расход электроэнергии 37,5 млрд кВт·ч.

Используется топливо в отрасли неэффективно: коэффициент полезного использования не превышает 33% при том, что в целом по промышленности этот показатель порядка 40%. Поэтому имеются перспективы значительной экономии топлива и электроэнергии.

Характеристика ТЭЦ-ПВС и котельных

Основой энергетического хозяйства отрасли являются теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), на которых производится тепловая энергия в виде пара и горячей воды, и электроэнергия, и котельные, продукцией которых является пар и горячая вода. Зачастую ТЭЦ объединяют с паровоздуходувными станциями (ПВС), которые вырабатывают сжатый воздух для дутья в доменные печи и имеют в качестве привода нагнетателей паровые турбины. Такие теплоэлектроцентрали называют ТЭЦ-ПВС.

На предприятиях отрасли работает 18 ТЭЦ-ПВС и ТЭЦ, на которых установлено следующее оборудование:

  • паровые котлы высокого давления — 31 шт. (общая производительность 5400 тонн пара в час);
  • котлы среднего и низкого давления — 80 шт. (общая производительность 5900 тонн пара в час);
  • турбогенераторы высокого давления — 19 шт. (общая мощность 380 МВт);
  • турбогенераторы среднего давления — 26 шт. (общая мощность 360 МВт);
  • компрессоры доменного дутья — 74 шт. (общая мощность 1200 МВт).

В отрасли эксплуатируется также 44 котельных, в том числе 23 паровых общей производительностью 2100 тонн пара в час и 21 водогрейная.

Утилизация теплоты и использование вторичных энергетических ресурсов (ВЭР)

Одним из направлений снижения энергопотребления в металлургии является вторичное использование (утилизация) теплоты, выделяемой металлургическими агрегатами. Другим направлением энергосбережения является использование физической, химической и потенциальной энергии газов, получаемых в процессе производства металла, и теплоты готового продукта, например теплоты жидкого чугуна, стали, шлака. Все это называется, использованием ВЭР.

Одним из неудовлетворительно используемых ВЭР является потенциальная энергия доменного газа (в процессе доменной плавки образуется 1000-2500 м3 газа на тонну чугуна, избыточное давление газа 0,15-0,3 МПа). Эту энергию можно использовать в газовых утилизационных бескомпрессорных турбинах (ГУБТ) для производства электроэнергии. В отрасли за доменными печами установлено всего 5 ГУБТ общей мощностью 60 МВт. Электроэнергия, вырабатываемая ГУБТ, в 2-2,5 раза дешевле электроэнергии, получаемой на ТЭЦ-ПВС. Понятно, что такие турбины можно установить за каждой доменной печью и, следовательно, не терять безвозвратно потенциальную энергию доменного газа.

В отрасли эксплуатируются 2 тепловые утилизационные электростанции (ТУЭС) общей мощность 35 МВт, работающие на паре котлов-утилизаторов (КУ), и одна — на паре установки сухого тушения кокса (УСТК), что значительно ниже возможностей отрасли.

За печами и технологическими агрегатами установлены различные теплоутилизаторы (например, рекуператоры), с помощью которых теплота продуктов сгорания используется для нагрева воздуха, газа, воды. Это обеспечивает экономию около 2,3 млн. тонн условного топлива в год.

Газовое, воздушное, кислородное и водное хозяйство

В чёрной металлургии используют покупной природный газ, а также горючие газы собственного производства: доменный, коксовый, конвертерный, ферросплавный. Поэтому на любом металлургическом заводе имеются станции и установки, на которых, по необходимости, понижают, или повышают давление газа, смешивают различные газы. Для интенсификации металлургических процессов широко используется кислород, в отрасли имеются значительные мощности для производства кислорода (10 млрд м3 в год). В качестве сырья для получения кислорода используют атмосферный воздух.

Сжатый воздух широко используется в качестве энергоносителя в металлургическом производстве для дутья в доменные и мартеновские печи, для привода пневмомашин и пневмоинструментов. Поэтому предприятия черной металлургии имеют развитое хозяйство по производству сжатого воздуха (ПВС и компрессорные станции).

Отраслью потребляется 13 млрд м3 воды в год, в том числе 3 млрд м3 свежей воды. Поэтому имеется сложное водное хозяйство, задачей которого является подача воды, ее распределение, охлаждение и очистка. Недостаточное использование оборотных циклов приводит к тому, что в природные водоёмы ежегодно сбрасывается до 2,5 млрд м3 неочищенной воды.

Общие недостатки энергохозяйства отрасли

Завершая краткий обзор энергохозяйства отрасли, отметим следующие недостатки:

  • моральный и физический износ оборудования;
  • большие потери вторичных горючих газов (доменного, коксового, конвертерного); к примеру, в 1997 году потери доменного газа составили 2 млрд м3 , потери коксового газа — 280 млн м3 ;
  • значительные потери конденсата промышленного пара;
  • запущенное водно-химическое хозяйство;
  • отсутствие систем автоматизированного управления;
  • отсутствие современных газоочистных и водоочистных сооружений на объектах энергохозяйства;
  • недостаточная мощность энергоремонтных служб.