转炉钢厂节电思路孙浩本文提出转炉钢厂节电模式，即在再电气化、重构和更新“三重奏”模式下，阐述了转炉钢厂节电思路和值得重视的若干要点，如涉及转炉过程余能回收挖潜、电技术改造及余能发电机生产运行节电、信息和控制技术运用于节电等方面。

一前言电能作为高效的清洁能源，一般占整个转炉钢厂全部能源消耗的三分之一。

节电是钢铁工业应对节能减排紧迫形势的一条重要途径。

转炉钢厂节电是炼钢节能系统工程中的一个重要方面。

转炉钢厂节电可以通过合理规赳转炉钢厂余能回收发电、转炉钢厂采用节电装备技术和优化转炉钢厂电能设施的运行等来实现。

二转炉钢厂节电思路在循环经济减量化(reducdon)、再循环(recycle)、再利用(reuse)3R基础上，针对钢铁厂节电提出以新3R为核心的转炉钢厂节电思路，即再电气化(re—electrification)、重构(reconfiguration)和更新(renovation)。

转炉钢厂节电的再电气化、重构和更新，基本出发点是推动开源、节流，按照系统协调模式进行统筹兼顾。

“开源”就是从配置以电能的形式回收余能的装备入手，并采取装备大型化和高效化方案；“节流”就是从电气设施运行减少耗电人手，从系统分析的角度出发，给出技术措施或管理手段。

1转炉钢厂的再电气化通过以电能的形式回收余能增加内部电源点也是转炉钢厂再电气化的关键。

转炉钢厂余能资源包括转炉煤气、转炉烟道冷却低温蒸汽等。

根据我国转炉钢厂现状，以电能形式回收转炉余能是转炉节能减排一条良好途径。

其原因有三点：首先电能是一种高效的清洁能源，为转炉生产过程所必需；其次，电力网可以视为一个海量的电能系统，支撑及作为缓冲接收和消纳余能发电所获得的电能量；再有重要的一点，就是余能发电作为接近终端负载的发电机可以带来调相的好处，从而提高转炉炼钢厂的功率因数，减少无功损失，使企业电网的运行效率得到提高。

●以电能形式回收转炉炼钢煤气余能的再电气化随着对节能减排的要求越来越高，转炉煤气回收越来越受到重视。

回收后的转炉煤气(LDG)平均热值在7．5±0．5MJ／m3，介于回收后的高炉煤气(BFG)和焦炉煤气(COG)之间。

为供转炉以外其他工序如轧钢加热炉使用，LDG与其他煤气混合，混合煤气(MXG)热值在8．0—9．0mJ／m3。

管网作为煤气缓存及压力调节，整个煤气管网起到向用户持续供应的重要作用，也使以电能形式稳定回收富余煤气成为可能。

例如某500×104t／a钢铁企业装备1×30MW 1×7．5MW的汽轮发电机组，包括煤气锅炉1×130t／h、2×35t／h，2台转炉煤气柜容积分别为10×104m3和5 x 10％’以及汽机房、相应电力设施，以龟能形式回收种南转炉煤气项目总投资2．0亿元，可回收电量2．55×108kWh／a，静态投资回收期2年。

●以电能形式回收转炉烟道冷却低温蒸汽余能的再电气化转炉钢厂一般根据余热蒸汽的压力等级、可供蒸汽量的大小，并网后用于厂内直接使用，再富余部分还可向外输送。

但是，蒸汽的输送距离不能太长，远距离输送蒸汽会导致过大的压力损失和热损失，同时蒸汽也不可能储存。

所以，得不到就地利用的可并网蒸汽通过厂区并网送到热电厂发电是最佳选择。

就地利用转炉烟道冷却低温蒸汽也是可行的。

低温余热回收发电指的是利用100℃以上工业余热产生的低品位蒸汽，来推动专门设计的低参数汽轮机组发电。

可根据特定的转炉过程余热蒸汽采取相应技术设备方案，进行电站选址方案设计及传输管网和锅炉布设方案设计、低参数汽轮机工程设计及整个发配电系统的方案设计。

2转炉铜厂电力系统重构重构指的是不改变外部行为的条件下对现有设备和元件构成进行修改的过程。

转炉钢厂电力系统重构的主要策略是电力设施的大型化和高效化。

●余能发电设备大型化、能源转换高效化转炉钢厂使用燃气一蒸汽联合发电技术(CCPP)值得大力推广。

CCPP技术目前已趋于成熟，其效率高于其他形式的余能发电。

宝钢、马钢和包钢相继建设了145MW的CCPP机组，其他企业也先后建设了一大批机组，规模从几千千瓦到十万干瓦不等。

CCPP作为一种高效余能发电工艺，其发电效率高于其他形式的余能发电，在新建转炉钢厂或转炉钢厂技改中应当有所作为，表1给出了转炉钢厂采用CCPP后的余能发电量。

对于按照产业布局调整及淘汰落后而规划建设的终期规模为3000万t、500万t为一步过渡规模、首台阶为1000万t的包括转炉钢厂钢铁新基地，CCPP余能发电设备规模至少应在150MW，1500t及以上，并应规划建设300MW规模的特大型CCPP以提高余能发电效率。

●进线电压等级高等级化和变压器大型化按照“十一五”电力规划设想，2010年的装机容量为6．5×108kw，比2005年末的4．8×108kW增力口1．7×108kW；到2020年，全国电网可实现通过特高压联网，跨电网输送容量将超过2×108kW，占全国总装机容量的20％以上。

运用特高压可以比现在最好水平的500kV超高压送电效率提高5倍以上、送电距离可延长2倍，同时节省60％的土地资源。

500kV已经成为骨干电压等级。

750kV及1000kV巳开始试验性运行。

千万吨规模的钢铁厂需要输送的电能量大致在50×108kWh。

导线大小，全国电网由国家电网和南方电网管理的骨干电压的等级已经达到500kV，因此钢铁企业的外部供电条件已大大改善。

作为高耗能产业的钢铁电力最终用户，一方面要积极争取获得直供；另一方面，也必须重视提高大型转炉钢厂一次侧进线电压水平，减少电压转换层次。

鉴于1000kV高等级输变电设备已在国内商业运行，500万t及以上规模包括转炉钢厂在内的钢铁联合企业至少应采用220kV等级进线，逐步淘汰或直接取消110kV及以下等级进线，以降低传输损耗和电压等级转换所造成的损失。

转炉钢厂的购电需求及合理进线电压等级如表2。

3转炉铜厂节电意义下的更新转炉钢厂节电意义下的更新从电技术手段的角度来看，不仅要通过变频调速节电、静态和动态补偿装置节电，而且要运用电技术和信息技术开辟新的节电渠道，挖掘节电潜力，完善转炉钢厂节电。

●采用电气技术深化转炉钢厂节电应用电力电子变频技术可实现转炉钢厂节电。

随着电力电子技术、微电子技术和控制技术的发展和完善，各种拓扑结构的高压变频器相继出现。

近年来，多重化完美无谐波矢量控制高压变频器以其功率因数高、无谐波和可靠性高而受到越来越多的用户欢迎。

这种变频器输入谐波小，对供电电网无污染；输出谐波小，电机附加发热和转矩脉动小，现已广泛应用于冶金领域。

例如通过对某转炉冶炼工艺的分析，该转炉在炼钢过程的不同阶段对除尘风量的大小有明显的不同，以吹氧冶炼为最大，其他除尘为最低。

通过对转炉炼钢过程的分析，对除尘风机的控制设计可使除尘风机运行在两种状态，高速和低速，并可以调节：转炉容积越大，对其除尘风机运用变频器会有更大、更好的效益。

无功补偿是节电的一个重要途径，末端电容器补偿、静止型动态补偿装置等已经广泛应用，以下介绍目前钢铁企业可用的一种旋转补偿方法，作为其他节电手段的补充和完善。

转炉钢厂电力系统中主要负载是异步电动机等，这些设备的投入给企业电网输入了大量感性无功，导致电网功率因数大大降低，通过采取相应的措施来提高企业电网功率因数，减少全厂无功损失是节电的一个重要关键。

调相是电力系统一个成熟的技术。

随着电力电子技术的发展和静止无功补偿器(SVC)的兴起，电力系统中专用调相机使用已大为减少。

但是，由于转炉过程钢厂余能发电设备接近终端负载,存在余能发电设备兼作无功调相机的可能性和可行性。

具体步骤则是通过改变余能发电机的励磁电流，可以改变其汲取的无功功率，亦即通过余能发电设备在接近终端负荷的地方向系统发送容性无功来抵消感性无功，从而提高系统功率因数。

从管理角度则需要对电力技术节电从系统和整体角度把握，对余能自发电部门考核的只是不能停留在考核有功功率即电能量的生产量上。

●通过信息与控制技术完善转炉钢厂节电以工业化带动信息化，以信息化促进工业化。

信息技术对于钢铁工业节电也是具有不可忽视的重要作用。

近年来，信息技术中的实时数据库技术、分布式数据库技术、数据和知识挖掘、完善的软件平台技术和网络等在钢铁企业均得到了广泛的应用，不少企业还专门设有信息化部门。

如果采用SPC一统计过程控制工具对转炉过程不同班次、不同铁水来料、不同钢种产品进行电耗分析，可以快速找出差距，反馈给相关人员，从而在一定意义上达到推广节电的目标。

统计过程控制，原本是用于生产质量控制的一个统计分析工具，随着信息技术的发展，应用面越来越广，通过用电数据库的软件自动统计分析，特别是同一家企业内部自身不同班组人员、不同批次产品耗电实际值的比对，比与不同装备、流程和产品的兄弟企业比，更具有实际意义，通过审视自身，可以发现问题，摆脱能源电力效率低下的状况。

因此，运用统计过程控制来分析问题，挖掘转炉钢厂节电潜力，也将是一条行之有效的节电途径。

在控制技术的运用方面，转炉吹氧终点控制可以提高终点碳和钢水温度控制命中精度，达到较好的节电效果。

伴随着现代炼钢技术的发展，终点控制技术大致经历静态、动态和闭环控制三个发展阶段。

自20世纪60年代开始，国外逐步采用计算机对转炉吹炼进行控制，70年代从静态控制向动态控制发展。

在某些炼钢能力大于炼铁能力的场合下，为了用有限的铁水生产更多的钢，多吃废钢降低铁耗，往往采用增碳法终点控制。

欧洲大多数钢厂都把终点含碳量控制在0．07％左右，然后在钢包内用石油焦增碳操作来冶炼中高碳钢。

据不完全统计，国内近百座100t以上的转炉中，较多早期投产的转炉仍采用经验法炼钢，因此应根据具体条件和情况采取适宜的操作方法，以取得较为理想的吹炼和节电效果。

三结束语中国钢铁工业产能已经超过5亿t，产量也超过5亿t。

总量达到并连年稳居世界第一，规模大、能耗趋增排放居高、竞争力缺乏的业态凸显。

粗略估计，中国钢铁工业能耗占全国总能耗的十分之一。

分析表明，钢铁工业节能减排是当务之急，亦是中国从钢铁工业大国走向强国的必由之路。

让我们一起把转炉钢厂节能节电工作做得更深入、更细致、更扎实，针对转炉钢厂节电提出切实可行的解决方案，为钢铁工业的节能减排做出应有的贡献。

摘要：根据钢铁企业的供用电特点，结合节电技术，就企业如何节能节电进行分析探讨，提出从供电层和用电层、提高电气系统的功率因数和谐波处理、电能监测与管理层节电等方面采取的节电措施。

关键词：钢铁企业；节电措施；供电层；用电层中图分类号：F426.31 F206文献标识码：A文章编号：1672－4801(2010)04－066－04能源是人类赖以生存和活动的物质基础，它直接关系到国计民生问题。