Энергетическое обеспечение производства
Методическое пособие - Физика
Другие методички по предмету Физика
России создаются (а в ряде энергосистем уже внедрены первые очереди) современные метрологически аттестованные автоматизированные системы контроля, учета и управления электропотреблением.
7. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
7.1 Энерго-экологическая оценка металлургического производства
Перспективы развития общества тесно связаны с разработкой новых технологических решений, с выбором новых направлений в технике, отвечающих экологическим требованиям. Комплексный энерго-экологический анализ - основа объективного и количественного выражения экологического качества технологий, базовая составляющая инженерного заключения о перспективности того или иного направления в технике.
Черная металлургия остается одной из наиболее энергоемких отраслей промышленности. При этом в отрасли расходуется около 18% топлива и до 16% электроэнергии, потребляемых в нашей стране. В этой связи важным представляется последовательное рассмотрение и оценка энергетической и экологической сторон металлургического производства.
Основные составляющие энергетической оценки целесообразно сгруппировать по следующим направлениям:
. Прямые затраты электроэнергии и топлива (за вычетом образовавшихся и в дальнейшем используемых ВЭР) в основной технологической цепи основных цехов и производств продукции.
. Косвенные затраты электроэнергии и топлива в отрасли или технологически связанных друг с другом комбинированных производствах.
.1. В смешанных с основной экологической цепью цехах и производствах энергоносителей потенциальной энергии давления и тепловой энергии газа или жидкости (сжатого газа, сжатого или разделенного на составляющие воздуха, воды, пара и т.д.).
.2 Скрытые в сырье и других используемых материалах, в капитальных сооружениях, в оборудовании, инструменте, в переработке или захоронении отходов.
. Косвенные затраты электроэнергии и топлива в общенациональном масштабе:
.1. На транспорт энергоносителей, сырья, продукции и отходов, включая и транспортные отраслевые затраты энергии, на оборудование в капитальные сооружения транспортных систем.
.2. на капитальные сооружения, оборудование и функционирование топливно-энергетического комплекса (ТЭК). На потерю при преобразовании топливной энергии в электрическую, включая и на ТЭЦ отрасли.
.3. На общенациональные и социальные составляющие отрасли.
7.1.1 Прямые затраты энергии
Черную металлургию России на 90% характеризует работа восьми комбинатов с двустадийным производством стали (железная руда - чугун - сталь). Это ММК, НТМК, КМК, НОСТА, ЧерМК, НЛМК, ЗСМК, МЕЧЕЛ. Их основные производственно-технологические показатели по данным за 1995 год приведены в таблице 7.1.
Среднегодовой средневзвешенный по комбинатам фактический прямой расход энергии на производство 1т продукции (в скобках приведены минимальные / максимальные значения для отдельных комбинатов) составил следующие величины, представленные в таблице 7.2.
Таблица 7.1 Производственно-технологические показатели работы восьми крупнейших комбинатов России
ПоказателиКомбинатыММКНТМККМКНОСТАЧеРМКНЛМКЗСМКМЕЧЕЛПроизводство стали, млн. т/год7,585,133,562,878,177,054,782,49Структура сталеплавильного производства, %Конвертерное56,548,40,60,655,796,698,2661,1Электросталеплавильное0,040,1719,319,58,174,01,7414,8Мартеновское43,4651,4380,780,536,130,00,024,1Расход чугуна, кг/т стали850840530645795885890590Расход лома, кг/т стали300310620505355265260560Расход кокса, кг/т чугуна455510540600425440515600Расход стали, кг/т проката11261250126513101180108511531270
Таблица 7.2 Среднегодовой фактический расход энергии на производство 1т. продукции (в скобках минимальные / максимальные значения для отдельных комбинатов)
Вид продукцииЭлектроэнергия, кВт.чТопливо, кг у.тСумма первичной энергии, кг. у.тКокс65 (46/95)170 (149/221)192 (151/254)Агломерат43 (29/76)62 (54/70)78 (65/96)Чугун88 (37/141)701 (634/800)732 (670/819)Сталь106 (64/205)74 (30/142)111 (56/203)Прокат156 (88/279)152 (121/210)207 (169/253)
Из приведенных данных видно, что комбинаты, несмотря на то, что их объединяет в основном однотипный двухсторонний способ производства стали, значительно различаются по технологическим показателям, а значит и по прямым затратам энергии.
Для стали и проката это в первую очередь связано с различием структуры их производств способов разливки стали и видов продукции, так например, наименьший расход чугуна и наибольший расход лома на КМК особенно в сравнении с НЛМК и ЗСМК объясняется тем, что последние практически всю сталь производят конвертерным процессом для которого характерна ограниченная доля лома в металлической шихте (в пределах 24-26%). Существенное различие в расходе стали на производство проката на ЗСМК обусловлено тем, что при одинаковой структуре сталеплавильного производства вся сталь на первом комбинате разливается в изложницы, а на втором - получают непрерывно-литые заготовки.
Для агломерата и кокса структурные и видовые различия малозначимы. Однако в этом случае весьма большой процент приходится на различного рода нетехнологические затраты: простои, ремонты, неполная загрузка оборудования (недоиспользование мощности) и общецеховые затраты. Например, в коксохимическом производстве основное потребление топлива связано с работой коксовых печей. По балансу тепла в рабочий час на этих печах может расходоваться (с учетом отсева мелочи) до 100 кг у.т/т скипового кокса, что в сравнении с фактическими данными, приведенными в таблице 7.2, в 1,5-2,2 раза.
Средневзвешенный по комбинатам среднегодовой интеграл