Схема энергоснабжения металлургического завода

Как уже отмечалось, основными энергоносителями в черной металлургии являются топливо, электроэнергия, вода, тепловая энергия в виде пара и горячей воды, сжатый воздух, кислород, инертные газы.

Рассмотрим схему энергоснабжения металлургического завода (рис. 6.1).

Схема энергоснабжения металлургического завода
Рис. 6.1. Схема энергоснабжения металлургического завода

Видно, что на завод извне поступают только топливо и электроэнергия. Тепловая энергия производится на заводе. За счёт приобретаемого топлива покрывается около 35% потребности металлургического завода в топливе. Из внешней сети металлургический завод потребляет до 80% необходимой ему электроэнергии. 65% топлива и 20% электроэнергии производится на предприятии, в том числе за счёт использования ВЭР.

Топливо расходуется на технологические нужды, на производство электроэнергии и тепловой энергии. Электроэнергия, поступающая на завод из внешней сети и производимая на заводе за счет топлива и ВЭР, используется в технологических процессах, а также для производства теплоты, сжатого воздуха, кислорода, подачи воды.

Пар и горячая вода, получаемые за счёт использования топлива и ВЭР, расходуются в технологических процессах и для бытовых нужд (БН).

Сжатый воздух и кислород, полученные за счёт электроэнергии, используются на технологические нужды завода. Для технологических, энергетических и бытовых нужд завода используется вода, подача которой осуществляется за счёт электроэнергии, расходуемой на привод насосов.

Топливо

Топливо обеспечивает около 80% потребности металлургии в энергии. Больше всего топлива необходимо для доменного производства.

Энергетическое топливо используется для получения физического тепла продуктов сгорания, технологическое топливо ещё и как восстановитель в технологических процессах. Из потребляемого топлива 45% составляет твёрдое топливо, 50% — газообразное и 5% — жидкое.

Основные виды топлива:

  • кокс — основное технологическое топливо, теплота сгорания 29 МДж/кг (около 7000 ккал/кг);
  • энергетический уголь — используется в агломерационном производстве и для получения пара в котлах (в основном, применяют уголь АШ – штыб антрацитовый);
  • мазут — жидкое топливо, продукт переработки нефти, теплота сгорания 40 МДж/кг (в основном, применяют мазут марок М40 и М100). Используется в технологических процессах с целью экономии кокса и природного газа, а в энергетическом хозяйстве — как резервное топливо;
  • доменный газ — образуется при выплавке чугуна, имеет низкую теплоту сгорания (3-5 МДж/м3), но является важной составляющей теплового баланса завода. Основные потребители — доменные воздухонагреватели (35%), энергетические котлы (30%), коксовые батареи, нагревательные печи;
  • коксовый газ — побочный продукт при производстве кокса. Имеет теплоту сгорания 17-18 МДж/м3. Используется для отопления нагревательных печей прокатных цехов, коксовых батарей (30%),сжигается в топках котлоагрегатов (20%);
  • природный газ – покупное топливо, на 95-99% состоит из метана (СН4). Высококалорийное топливо (теплота сгорания 35 МДж/м3). Основные потребители: доменные печи (30%), энергетические установки (15%), мартеновские печи и печи прокатных цехов (по 15%).

Электроэнергия

Чёрная металлургия расходует около 15% производимой в стране электроэнергии. Из внешней сети металлургические заводы потребляют до 80% необходимой электроэнергии, остальное вырабатывается на заводских ТЭЦ-ПВС. Около 60% электроэнергии потребляется электроприводом, 25% расходуется на технологические нужды (электрофильтры, электропечи и т. д.), остальное — освещение, потери.

Тепловая энергия

Теплота потребляется в виде водяного пара на технологические нужды (размораживание сыпучих грузов в зимний период, подогрев мазута при поступлении и расходовании, паровые прессы, молоты) и горячей воды для вентиляции, отопления и горячего водоснабжения. Пар производится в энергетических котлах (45%), котлах-утилизаторах (35%), поступает от теплофикационных турбин (20%). 40% теплоты потребляют технологические потребители, 60% идет на отопление, вентиляцию, коммунально-бытовые нужды.

Сжатый воздух

Сжатый воздух используется в качестве дутья для доменных печей (производится на ТЭЦ-ПВС с помощью турбовоздуходувок с приводом от паровых турбин), а также для технологических нужд (производится на воздушных компрессорных станциях). Сжатый воздух, производимый на компрессорных станциях, используется для привода пневмомашин и пневмоинструмента, а также на технологические нужды в мартеновских (25-70%), прокатных (15-35%) и доменных цехах (5-15%).

Кислород

Применяется для интенсификации металлургических процессов. Вырабатывается из атмосферного воздуха на кислородных станциях (в кислородных цехах). Основные потребители — доменное и сталеплавильное производство. Удельный расход электроэнергии на производство кислорода велик и, в зависимости от типа воздухоразделительной установки, колеблется в пределах 0,5-2,0 кВт ч на 1м3 кислорода.

Вода

Металлургия потребляет значительное количество воды на охлаждение, очистку газов, выработку пара, транспортировку сыпучих материалов, хозяйственно-бытовые нужды. Качество и количество воды определяются, прежде всего, требованиями технологического процесса.