Теплотехника

Основные направления энергосбережения в черной металлургии

Энергосбережение на действующих предприятиях

Для снижения потребления топливно-энергетических ресурсов, а также для уменьшения загрязнения окружающей природной среды необходимо:

  • совершенствование и оптимизация существующих технологических процессов;
  • внедрение новых энергосберегающих и безотходных технологий и оборудования;
  • структурная перестройка отрасли за счет снижения доли энергоемких производств;
  • расширение использования ВЭР.

Остановимся более подробно на некоторых примерах эффективных мероприятий по энергосбережению.

В доменном производстве актуально снижение расхода кокса на тонну выплавляемого чугуна (стоимость кокса составляет до 60% стоимости чугуна). Это достигается, например, за счёт использования природного газа, обогащения дутья кислородом, вдувания пылеугольного топлива как частичного заменителя кокса.

В сталеплавильном производстве целесообразна замена мартеновских печей двухванными сталеплавильными агрегатами, дальнейшее развитие конвертерного, электросталеплавильного производства и внепечной обработки стали.

В прокатном производстве необходимо осуществить широкое внедрение технологии непрерывного литья заготовок.

До настоящего времени на металлургических заводах не используется физическое тепло доменного газа (температура газа порядка 300 °С), на большинстве заводов не используется потенциальная энергия давления доменного газа.

Не используется физическое тепло кокса, для его использования необходимо дальнейшее строительство установок сухого тушения кокса.

Конвертерный газ отводится с полным дожиганием, не используется как топливо.

На ряде предприятий имеются возможности более полного использования физического тепла готового продукта в последующих технологических переделах: чугуна в сталеплавильном производстве, а стали — в прокатном.

Не используется физическое тепло металлургических шлаков.

Энергосбережение на создаваемых объектах

При строительстве новых объектов должны использоваться все прошедшие проверку на действующих предприятиях способы снижения энергозатрат. О некоторых из них мы говорили. Здесь затронем одну из важнейших для отрасли проблем.

В настоящее время большинство металлургических агрегатов имеют водяное охлаждение. Все тепло, отобранное водой, безвозвратно теряется. Если вместо водяного охлаждения использовать испарительное, это существенно снизит потребность в воде, многократно увеличит срок службы систем охлаждения, а пар, полученный при охлаждении металлургических агрегатов, может использоваться на технологические нужды, для отопления и горячего водоснабжения, а также в различного рода энергетических установках: турбогенераторах, турбовоздуходувках.

Существенно снижает энергоемкость сталеплавильного процесса и прокатного производства непрерывная разливка стали. Выполняется такая разливка с помощью машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). В расчёте на одну тонну заготовок МНЛЗ даёт экономию 60 кг коксующихся углей, более 50 кг нефти, 40 м3 природного газа, 9 м3 кислорода и около 1500 кВт-ч электроэнергии.

Значительное внимание должно быть уделено более полному использованию топливных и тепловых ВЭР, в частности, конвертерного и ферросплавного газов. Должны использоваться низкопотенциальные ВЭР: пар низкого давления, теплая вода, вентиляционные выбросы и др. Так как улучшению использования ВЭР способствует применение сухих методов очистки гаэов, следует отдавать предпочтение аппаратам для сухой очистки газов.

При строительстве и реконструкции ТЭЦ-ПВС следует применять оборудование, работающее на паре высоких параметров (давление до 14 МПа при температуре 550°С). Это обеспечивает повышение к. п. д. паросиловых установок, а, следовательно, ведет к экономии энергоресурсов.

В заключение отметим, что эффективное энергосбережение невозможно без внедрения автоматизированных систем управления производством и технологическими процессами.

Вторичные энергоресурсы

Являясь крупнейшей топливопотребляющей отраслью промышленности, чёрная металлургия облагает рядом особенностей. Высокотемпературные технологические процессы в металлургии имеют относительно низкую эффективность использования топлива. Значительная часть вносимой в процесс энергии уходит из агрегата с основной продукцией, побочными продуктами, продуктами сгорания. Эта энергия может и должна быть использована в качестве вторичных энергоресурсов.

В настоящее время за счёт использования ВЭР покрывается от 30 до 80% потребности металлургических предприятий в тепловой энергии. Больше всего теплоты от утилизационных установок используют на металлургических комбинатах им. Ильича и Азовсталь, г. Мариуполь.

Отметим, что значительней выход ВЭР в ряде технологических процессов не является достоинством этих процессов. Рационально построенная энергетика технологии должна обеспечивать максимальное использование теплоты в рабочем процессе с минимальными тепловыми и другими отходами, что, в конечном счете, ведет к созданию безотходной технологии.