方大达钢错峰用电和迎峰发电节能创效.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：孙力（1988），男，汉族，四川达州人，大学，方大达州钢铁集团有限责任公司生产指挥中心，工程师，研究方向钢铁企业生产协调和炼铁。-196-方大达钢错峰用电和迎峰发电节能创效 孙 力 李昌国 杨博文 李志德 方大达州钢铁集团有限责任公司生产指挥中心，四川 达州 635002 摘要：摘要：近年来由于全国房地产低迷、以及国际形势等外部因素的影响，钢铁行业进入微利时代，各个钢铁企业均采取了不同的手段和措施节能增效，从而适应当前钢铁市场，达钢通过保证不影响主流程生产的前提下严格执行错峰用电迎峰发电：低谷时段各辅助设备满负荷生产，从而确保高峰时段主体流程相关辅料的使用，平段时段各种设备正常生产和发电，峰段时间各种非必须生产辅助设备停止生产减少用电，同时主体流程使用谷段时间储存的相关辅料保证正常生产、而且煤气主要用于发电设备满负荷发电。达钢通过严格执行错峰用电迎峰发电，在只有焦炉煤气柜和转炉煤气柜、没有高炉煤气柜的情况下，实现各种煤气零放散；在不影响焦炭、铁、钢、材等产量的前提下，通过错峰用电和迎峰发电，达到了节能增效的目地。关键词：关键词：钢铁企业；炼铁；炼钢；轧钢；煤气 中图分类号：中图分类号：TF-9 达州钢铁是一家具备年 300 万吨钢产能、350 万吨材产能、10 万吨钒渣产能、在职员工 5800 多人、生产建筑用材的中小型钢铁企业，在 2022 年、2023 年的恶劣市场环境下，公司不裁员，不降薪，始终处于盈利状态，在没有沿海钢铁企业交通优势、没有大型钢铁企业规模优势、没有矿产资源优势、员工年产材不到520 吨/人（因为受钢的限制，材每年实际只能产 300万吨）远低于行业平均水平的情况下，通过节能减排，公司始终处于盈利状态，吨材利润始终处于行业领先水平，原因就是通过合理组织生产节能增效，而达钢节能增效中重要的一项就是在没有高炉煤气柜，只具备转炉煤气柜和焦炉煤气柜的情况下，合理组织生产、协调煤气，达到各种煤气零放散，通过错峰用电和迎峰发电为公司创造了可观的经济效益。根据四川省发展和改革委员会要求，大工业电力用户从 2022 年 1 月份起执行峰谷分时电价和尖峰电价机制。为积极应对用电时段划分和电价浮动，达钢炼焦厂、炼铁厂、炼钢厂、轧钢厂、动力厂严格执行低谷时段各种设备满负荷生产、煤气主要用于生产从而保证高峰时段主体流程相关辅料的使用，平段时段各种设备正常生产和发电，高峰时段各种非必须生产设备停止生产同时主体流程使用低谷时段储存的相关辅料、煤气主要用于发电设备满负荷发电，从而达到高峰时段多发电、少用电的目地。1 电时段划分和达钢 11 月第四周产能情况 四川省用电时段划分和电价浮动见表 1；高峰时段、平段、低谷时段单日均为 8 个小时，高峰时段电价是低谷时段电价的 4 倍。可见在高峰时段各种非必须生产设备停止生产，确保多发电、少用电，在低谷时段减少发电用气，从而确保相应设备满负荷生产为主体流程高峰时段储存相关辅料1，有可观经济效益。表 1 四川省用电时段划分和电价浮动 名称 高峰时段 平段 低谷时段 时段 10:00-12:00、15:00-21:00 7:00-10:00、12:00-15:00、21:00-23:00。23:00-次日7:00 电价 电价在平段电价基础上上浮 60%电价在平段电价基础上下浮 60%。备注：尖峰时段：夏季 7、8 月，15:00-17:00；冬季 1、2 月，19:00-21:00，尖峰时段电价在高峰时段电价基础上上浮 20%。达钢 11 月第四周焦、铁、钢、材、电产量见表 2；4061 吨焦/日、7058 吨铁/日、8700 吨钢/日、8864 吨材/日、发电量 233 万度/日。结合达钢的年产能情况，可以得出11月第四周各个工序都是处于正常运行状态，所以取 11 月第四周的生产数据，基本可以反映达钢全年生产情况。达钢正常生产的情况下焦炉、高炉、转炉单日外供煤气量见表 3：焦炉外供煤气 46.25 万 m3/日、高炉外供煤气 732.57 万 m3/日、转炉外供煤气 102.87 万 m3/日。取 11 月第四周的焦炉、高炉、转炉外供煤气量，基本可以反映达钢全年焦炉、高炉、转炉外供煤气情况。中国科技期刊数据库 工业 A-197-表 2 达钢 11 月第四周焦、铁、钢、材、电产量 日期 焦（吨）铁（吨）钢（吨）材（吨）电（万度）13 日 4083 7006 8673 8875 232 14 日 4024 7060 8723 8853 234 15 日 4083 7142 8760 8876 233 16 日 4110 7054 8716 8860 233 17 日 3994 7056 8716 8860 232 18 日 4096 7036 8601 8866 234 19 日 4037 7051 8710 8860 234 日均 4061 7058 8700 8864 233 表 3 达钢 11 月第四周焦炉、高炉、转炉外供煤气量 日期 焦炉外供煤气（万 m3）高炉外供煤气(万 m3)转炉外供煤气(万 m3)13 日 46.1 739.88 98.09 14 日 46.8 733.57 105.71 15 日 45.12 732.35 102.11 16 日 46.34 726.59 108.61 17 日 46.13 732.15 95.19 18 日 46.12 732.05 107.58 19 日 47.18 731.43 102.82 日均 46.25 732.57 102.87 2 错峰用电 达钢炼焦厂、炼铁厂、炼钢厂、轧钢厂、动力厂积极组织生产配合错峰用电，严格执行低谷时段各种设备满负荷生产，确保高峰时段主体流程相关辅料的使用，平段时间各种设备正常生产，高峰时段各种非必须生产设备停止生产。2.1 炼焦厂配合错峰用电生产组织 炼焦厂高峰时段非必须生产设备主要是配煤系统2包括取料线和配煤线。在保证不影响炼焦炉正常生产的前提下，每日必须安排在高峰时段尽量停下来，从而减少用电，同时在低谷时段配煤系统取料线和配煤线满负荷生产，从而为高峰时段炼焦炉的正常生产储备好煤。11 月 19 日炼焦相关设备高峰时段停机时间见表 4；二焦化车间配煤系统高峰时段停止生产，而一焦化车间配煤系统因炼焦炉生产等特殊原因在高峰时段不能停止生产，需提前 30 分钟向生产指挥中心申报，得到许可后于 18:24 开机。通过合理调节在不影响炼焦炉正常生产的情况下，严格按照错峰用电组织生产。表 4 11 月 19 日炼焦相关设备高峰时段停机时间 设备 一焦化车间配煤系统 二焦化车间配煤系统 停机时间 10:00-12:00、15:00-18:24 10:00-12:00、15:00-21:00 2.2 炼铁厂配合错峰用电生产组织 炼铁厂高峰时段非必须生产设备主要是配煤车间的喷煤磨机和对应空压机；烧结车间的燃破系统9；原料车间的翻车机系统、取料线、块球线、块矿加工线。烧结高峰时段尽量不换台车，保障烧结烟温稳定提升烧结余热发电量，烧结换台车集中安排在平段、低谷时段，尤其是低谷时段；烧结计划检修和仓满停机3安排在高峰时段实施。11 月第四周炼铁高峰时段相关设备停机时间见表5：1#磨机停机时间合计 510 分钟及 8.5 小时、2#磨机停机时间合计 1652 分钟及 27.5 小时、3#磨机停机时间合计 269 分钟及 4.5 小时、燃破系统停机时间合计2949 分钟及 49.2 小时、翻车机停机时间合计 452 分钟及 7.5 小时、取料线停机时间合计 1020 分钟及 17 小时、块球线停机时间合计 1133 分钟及 18.9 小时，炼铁高峰时段非必须生产相关设备这样停机，并没影响铁产量。2.3 炼钢厂配合错峰用电生产组织 炼钢厂高峰时段非必须生产设备主要是：转炉车间钢渣磁选线4和棒磨机线、熔剂车间生石灰破碎设备和石灰石粉破碎设备。炼钢11月第四周高峰时段相关设备停机时间见表6：钢渣磁选停机时间合计 2760 分钟及 46 小时、棒磨机停机时间合计 2580 分钟及 43 小时、生石灰破碎设备停机时间合计 630 分钟及 10.5 小时、石灰石粉破碎表 5 炼铁 11 月第四周高峰时段相关设备停机时间 日期 1#磨机（分）2#磨机（分）3#磨机（分）燃破（分）翻车机（分）取料线（分）块球线（分）13 日 30 240 115 429 72 109 14 日 120 420 195 118 15 日 120 120 420 247 120 16 日 120 152 64 420 127 255 315 17 日 120 330 420 95 191 212 18 日 210 420 110 6 159 19 日 120 480 90 420 120 54 100 合计 510 1652 269 2949 452 1020 1133 中国科技期刊数据库 工业 A-198-设备停机时间合计 840 分钟及 14 小时，炼钢高峰时段非必须生产相关设备这样停机，并没影响钢产量。表 6 炼钢 11 月第四周高峰时段相关设备停机时间 日期 渣磁选（分）棒磨机（分）生石灰破碎（分）石灰石粉破碎（分）13 日 360 300 90 120 14 日 360 300 90 120 15 日 360 420 90 120 16 日 420 420 90 120 17 日 420 420 90 120 18 日 420 360 90 120 19 日 420 360 90 120 合计 2760 2580 630 840 2.4 轧钢厂配合错峰用电生产组织 由于达钢年产能是钢 300 万吨、材 350 万吨，所以正常情况下炼钢生产的钢是不够轧钢满负荷生产的，所以在高峰时段尽量安排一条轧线停产待坯或计划检修等；在平段、低谷时段，尤其是低谷时段安排三条轧线满负荷生产；在高峰时段，依据坯料库存及后续坯料预测情况，计划性安排效益相对较低的轧制线优先停产待坯。要求轧制线不同时停产，如出现特殊情况不可避免地出现两条或两条以上轧线停产，事前轧钢厂要把原因向生产指挥中心汇报清楚，经生产指挥中心同意后执行，同时生产指挥中心通过转炉煤气柜和焦炉煤气柜进行一定的调整和缓冲，保证煤气零放散。轧钢 11 月第四周高峰时段三条轧线停产时间见表 7：一棒停产时间合计 14 小时 8 分钟、二棒停产时间合计 22 小时 5 分钟、高线停产时间合计 8 小时 30 分钟，轧钢三条轧线高峰时段这样停产，并没影响材总产量。2.5 动力厂配合错峰用电生产组织 动力厂高峰时段非必须生产设备主要是取水站5部分取水泵和对应的工业水加压站水泵5。11 月第四周每天都是 15:00-19:30 停一台取水泵和对应工业水加压站水泵，动力厂高峰时段取水站这样停部分取水泵和对应工业水加压站水泵，并没有影响公司主流程正常生产。2.6 错峰用电成果 达钢 11 月第四周错峰用电迎峰发电统计见表 8：达钢 11 月第四周高峰时段下网电量7-8日均 66 万度，低谷时段下网电量日均 77 万度，通过错峰用电达到了高峰时段少用电的目地。3 迎峰发电 表 7 轧钢 11 月第四周高峰时段三条轧线停产时间 日期 一棒停产时间 二棒停产时间 高线停产时间 13 日 15:22-18:30 10:00-12:00、15:00-15:15 14 日 10:00-12:00、15:00-16:00 16:40-19:10 20:13-21:00 15 日 10:00-11:00、20:00-21:00 10:00-12:00 16:35-18:44 16 日 16:00-19:00 10:00-12:00 20:07-20:47 17 日 20:00-21:00 15:00-19:00 10:00-12:00 18 日 15:30-19:30 10:30-11:49 19 日 15:00-17:00 16:40-21:00 10:00-11:35 合计 14 小时 8 分钟 22 小时 5 分钟 8 小时 30 分钟 表 8 达钢 11 月第四周错峰用电迎峰发电统计 日期 峰段电量（万度）平段电量（万度）谷段电量（万度）上网 占比 下网 占比 上网 占比 下网 占比 上网 占比 下网 占比 13 日 57 34%73 33%57 34%68 31%55 33%81 36%14 日 57 34%71 33%57 34%70 32%56 33%77 35%15 日 58 34%60 30%57 34%62 31%55 32%80 40%16 日 58 34%69 32%56 33%77 35%55 32%72 33%17 日 57 34%61 30%57 34%70 34%55 32%75 36%18 日 58 34%64 30%56 33%75 35%55 32%74 35%19 日 58 34%62 29%56 33%70 33%55 32%79 37%日均 58 34%66 31%57 33%70 33%55 32%77 36%中国科技期刊数据库 工业 A-199-达钢无高炉煤气柜，有一座 5 万 m转炉煤气柜，有一座 2 万 m焦炉煤气柜，达钢 11 月第四周错峰用电和迎峰发电统计见表 8：11 月第四周高峰时段上网电量日均 58 万度、低谷时段上网电量日均 55 万度，达到了高峰时段多发电的目地。四川省11月大工业电力用户高峰时段不含税电价0.59265 元/度,（平段）不含税电价 0.3846 元/度,低谷时段不含税电价0.17654元/度,达钢在不影响公司主流程生产的情况下，达钢 11 月第四周错峰用电迎峰发电创效见表 9：迎峰发电错峰用电实现日均创效金额 23259 元/日。表 9 达钢 11 月第四周错峰用电迎峰发电创效 日期 13日 14日 15日 16日 17日 18日 19日 日均 金额(元)16761 12808 41952 6558 28553 21280 34903 23259 创效金额计算公式为：q=q上+q下 其中：q上=s高*b高+s平*b+s低*b低-s*b q下=x*b-（x高*b高+x平*b+x低*b低）式中：q 为迎峰发电错峰用电创效金额，元；q上为迎峰发电创效金额，元；q下为错峰用电创效金额，元；s 为上网电量，度；s高为高峰时段上网电量，度；s平为平段上网电量，度；s低为低谷时段上网电量，度；b 为（平段）不含税电价，元/度；b高为高峰时段不含税电价，元/度；b低为低谷时段不含税电价，元/度；x为下网电量，度；x高为高峰时段下网电量，度；x平为平段下网电量，度；x低为低谷时段下网电量，度。4 结论 通过以上实践经验总结得出：（1）通过合理组织生产、发电，在只有焦炉煤气柜和转炉煤气柜，没有高炉煤气柜的情况下，钢铁企业可以实现煤气零放散；（2）通过低谷时段各辅助设备满负荷生产储存主体流程相关辅料、合理协调高峰时段各种非必须生产设备停机，不会影响钢铁企业主流程生产；（3）钢铁企业通过合理协调，高峰时段各种非必须生产设备停机确实可以减少用电、同时将多余煤气用于发电确实可以保证多发电；（4）钢铁企业通过合理协调，错峰用电和迎峰发电可以达到节能增效的目地。参考文献 1储满生,郭宪臻,沈峰满.高炉喷吹还原气操作的数学模拟研究J.中国冶金,2007,17(6).2周传典.高炉炼铁生产技术手册M.北京:冶金工业出版社,2002.3周俐.冶金传输原理M.北京:化学工业出版社,2009.4孙力.高炉大沟的校核J.中国冶金,2014,24(11):50-52.5沈峰满.冶金物理化学M.北京:高等教育出版社,2017.6梁中渝.炼铁学M.重庆:冶金工业出版社,2009.7何佳,姜鑫,纪恒,靳亚涛,张志新,沈峰满.钒钛磁铁矿直接提钒的研究进展J.中国冶金,2023,33(3):29-38.8于会香,谢辉,丁航,佘梦佳,陈兆平.精炼渣对双相钢化学成分和非金属夹杂物的影响J.中国冶金,2023,33(9):26-34.