5钢铁企业能源综合平衡
钢铁企业能源综合平衡
一、钢铁企业能源综合平衡概述
（一）钢铁企业能源综合平衡的定义
钢铁企业能源综合平衡是以钢铁企业为对象的能源平衡，包括各种能源收入与支出的平衡，消耗与有效利用及损失的能源数量平衡。
钢铁企业能源综合平衡所指的能量平衡范围，是指在生产活动中消耗的一次能源和二次能源所提供的能量，工质和物料所携带的能量，以及在企业内部进行能源转换和传输过程中损失能量的综合系统平衡。在平衡计算中，都是将各种形式的能量按它们的等价热量值折合成热能这一主要利用形式，所以往往又将钢铁企业能源综合平衡称为钢铁企业热平衡。
钢铁企业能源综合平衡并不是只限于能源和能量的统计分析和数量平衡这一狭义的技术经济范围，而是通过这方面的工作，广义地对钢铁企业能源管理的组织体制，用能方针和政策，企业的耗能设备乃至生产工艺流程等进行分析，提出企业近期技术改进措施和远景规划。
钢铁能源综合平衡统计是综合平衡统计的重要组成部分，是一项综合性很强的系统工程。从微观到宏观，从单项到综合，从局部到整体，从个别能源流转环节到全部能源系统流程，形成了一个完整的能源平衡体系。
（二）钢铁企业能源综合平衡的意义
钢铁企业能源综合平衡遵循输入能量等于输出能量这一基本法则，就一定时期内企业能源的购入、加工转换、输送、分配、储备、使用等整个能源系统流程进行平衡分析，就能源系统内各运行环节的特征和相互之间的联系，以及能源经济运行中所形成的总量、效益之间的制约和平衡状况。
（三）能量平衡体系
能量收、支的项目是随着所选体系不同而异的，所以在进行能量平衡时必须首先确定研究的体系，它可以是一个设备，也可以是一个工序，还可以是一个分厂，乃至整个企业。在选好体系之后，用框图代表所选的体系，而将进入和排出体系的所有各项能量用箭头标在方框的四周，这就构成了我们所研究的能量平衡模型，绘制模型图的习惯方法一般是：
1．由工质（工艺流体、物料或半成品）所带入能量Q带入画在方框的左侧。
2．由外界供给的能量Q供入画在方框的下方。
3．排出和损失的能量Q损失画在方框的上方。
4．有效利用的能量Q有效画在方框的右侧。
能量平衡模型图的作用是便于分析测算，它帮助人们抓住主要项目并不致漏计和重计，同时又具有简单明确的特点。
（四）能源平衡的分类
1．按所包括的能源品种范围划分
（1）单项（单一品种）平衡表，单项平衡表是指某一个能源品种资源与使用支出情况的统计表。如煤炭平衡表，煤气平衡表、蒸汽平衡表、电力平衡表、水平衡表等。根据各能源品种资源构成与使用方向的不同，在主栏内设置不同项目。如煤炭平衡表内设有洗选损耗指标；电力平衡表设有水电、火电、核电、其它电量及输配电损失量等指标。分品种平衡表多采用实物量单位，也可采用标准量单位。它是编制综合能源平衡表的基础。例如单项煤气平衡表见表5.1。
表5.1 单项（煤气）平衡表
（2）综合能源平衡表。综合能源平衡表是在各种能源单项平衡表基础上编制的，它是单项能源平衡表的有机结合。它把所有能源品种进行综合、加工、整理，消除一次能源和二次能源转换和利用过程中的各种重复因素，综合反映了全部能源资源的形成及消费构成等整个系统流程各环节的数量关系。钢铁企业综合能源平衡表见表5.2。
表5.2 综合能源平衡表
2．按所采用的不同计量单位划分
（1）实物量能源平衡表。实物量能源平衡表是指根据各种能源品种不同的形态，采用不同的实物量单位编制的平衡表，主要表现能源实物量供应与消费的平衡关系。如煤炭、焦炭用重量单位“t”计算；天然气、煤气用体积单位“m3”计算；热力、电力用能量单位“J”、“KWh”计算。实物量平衡表是编制标准量能源平衡表的基础。实物量能源平衡表见表5.3。
表5.3 实物量能源平衡表
（2）标准量能源平衡表。标准量能源平衡表是指按能源的同度量单位（我国采用标准煤）编制的平衡表。它是将实物量平衡表按各种能源品种不同的折算标准计量单位系数进行计算，即为标准量能源平衡表。在同一标准计量单位下，各个能源品种才可以相加，所以综合能源平衡表就是一种标准量平衡表，其作用是反映能源的能量供应与消费的平衡关系。标准量能源平衡表见表5.4，其中燃料数据单位均为标准煤。
表5.4 标准量能源平衡表
3．按平衡表结构形成划分
（1）收付式平衡表。收付式平衡表是将能源各品种的资源和使用两个对应方面的各项指标相对照的列出，收与付的总量是相等的。它只能反映单一能源品种的收支平衡。收付式平衡表见表5.5。
表5.5 收付式平衡表
（2）并列式平衡表。并列式平衡表是将各能源的收支平衡集中反映在一张表内。主栏是能源品种，并栏是能源收支存指标，每个能源品种的收支存都具有平衡关系。能源统计基层报表就采用这种形式。并列式平衡表见表5.6。
表5.6 并列式平衡表
（3）棋盘式平衡表。棋盘式平衡表是把能源各因素相互联系的收支关系分别在主栏、并栏相对称的列出。国家能源平衡表和地区能源平衡表多采用此形式。棋盘式平衡表见表5.7。
表5.7 棋盘式平衡表
4．按能源平衡包括的区域范围划分
（1）全国能源平衡表。全国能源平衡表是以全国为平衡范围，是反映一定时期内全国能源流程的全过程。采用行列矩阵形式，主栏各项表示各种经济活动和能源流程，并栏表示各种一次能源和二次能源品种。平衡表矩阵中包括可供资源，加工和转换活动，消费活动等子矩阵，每个子矩阵有各自的平衡关系。
（2）地区能源平衡表。地区能源平衡表是局部范围的平衡，以地区为平衡范围（如省、自治区、直辖市），是全国能源平衡表的基础。它反映一个地区在一定时期内能源流程的全过程。它与全国能源平衡表的表式、指标、编制方法等基本相同，主要区别是地区能源平衡表为反映各地区能源资源的形式和流向，在主栏中增设外地区调入量及本地区调出量两项指标。
（3）部门能源平衡表。部门能源平衡表是以一个部门或一个行业为平衡范围，反映一个部门或一个行业一定时期内能源资源的形成和能源使用情况。部门能源平衡表同全国、地区能源平衡表一样，也是采用矩阵式（即棋盘式），所不同的是根据本部门（或行业）生产和管理的特点和需要，在资源与消费方面的分组指标更细，在平衡项目上也会有很大不同。
（4）企业能源平衡表。企业能源平衡表是以一个企业或公司为平衡范围，根据企业对能源管理的需要和本企业的实际情况，在产品生产、销售与库存，能源收、支与库存，能源消耗、能源加工转换，能源计量器具运行等一系列报表的基础上编制的综合平衡表，它反映了企业各种能源的来踪去迹以及各种能源的消费构成、加工转换的投入和产出，体现出企业能量的平衡关系。
（五）企业能源平衡的技术指标
能源平衡的技术指标是用以衡量企业和设备的耗能量、用能水平、节能潜力和能源管理完善程度的指标。由于行业的差异和设备种类繁多，只采用一两个简单的指标来全面反映上述情况是十分困难的。在测算分析完成之后，参照我国有关规定，计算出各项技术指标是能量平衡工作中不可缺少的组成部分，这些技术指标大体上可分为以下三个类别：
1．能耗指标
能耗指标即单位产品的能耗量，又可分为单耗、综合能耗和可比单耗。
（1）单耗又可分为产量能耗与产值能耗，即
=某种能量总耗量
单位产量能耗
产品总产量
=某种能量总耗量
单位产值能耗
产品净产值
（2）综合能耗
综合能耗是企业在计划统计期内，对实际消耗的各种能源（包括一、二次能源各种耗能工质
所消耗的能源）进行综合计算所得的能源消耗量，通常用吨标准煤表示。综合能耗又可分为三类：总综合能耗，单位综合能耗（单位产量综合能耗单位为t ce /t ，单位产值综合能耗单位为t ce //104
元）与可比单位综合能耗。
=
总综合能耗量
单位（产量）综合能耗产品总产量 =
总综合能耗量
单位（产值）综合能耗产品净产值
()总综合能耗量
可比能耗=
标准产品产量或净产值
可比单耗是为了同行业间进行比较而算出来的综合能耗，它以各行业所规定的标准产品为准。
2．利用率
（1）设备能量利用率即设备效率，按下式计算： =
100%
=1-
100%
有效能量设备效率输入能量
损失能量或设备效率输入能量???? ???
以上二式计算所得结果在理论上应该是完全相同的。前式着眼于能量中有效的部分，其所得效率常称为正平衡效率；后式着眼于损失的部分，其所得效率常称为反平衡效率。对于重点耗能设备要求正、反平衡都做，尤其是通过反平衡可以知道损失具体环节、位置和大小。在一般情形下，二者的误差应在5％以内，否则应重新测算。
（2）企业能源利用率按下式计算 企业有效利用能量企业能源利用率=
100%
企业总综合能耗量
?
式中企业有效利用能量是企业终端有效利用能量的总和，它并不等于企业内各设备有效能量之总和（否则将发生重算）。
（3）装置能量利用率可按下式计算： 有效能量
输出能量+回收利用能量
装置能量利用率=
企业消耗总能量
企业消耗总能量
=
3．回收率
回收利用能量
回收利用能量
回收率=
企业消耗总能量
输入总能量+回收利用能≈
式中回收利用能量又分为可回收利用能与已回收利用能，它参照有关余能资源的规定算出，体现企业对余能的利用程度。
二、钢铁企业能源综合平衡案例
钢铁企业的能源介质有近二十种，能源系统繁多，能源用户遍布企业的各个方面。为了使得有限的能源更加安全、高效、合理的分配，能源介质的平衡分配是一个很重要的途径。在钢铁企业中，能源消耗最主要的工序一般包括烧结、炼铁、炼钢、热轧、冷轧等，同时还包括焦化、发电、制氧等能源转换工序，涉及的能源介质有煤气、电、氧气、氮气、压缩空气等。
钢铁企业的能源综合平衡所涉及的能源种类较多，能源系统较为复杂，就每一个能源平衡来看，都包括了能源的产生、能源的消耗以及能源平衡情况，通过对比能源的产生与消耗这两者之间的关系，可以得到能源系统的平衡情况。占有重要地位的能源平衡有燃气平衡、氧气平衡、电力平衡、蒸汽平衡等，其中以煤气平衡最为复杂也最为重要。
下面以钢铁企业燃气平衡为例，对企业能源综合平衡进行具体介绍。
（一）燃气供应及其特性
1．燃气种类
燃气是气体燃料的总称，包括天然气、高炉煤气、焦炉煤气、发生炉煤气、重油裂化煤气、转炉煤气等。在钢铁企业所使用的燃气中，副产煤气占有主导地位，因此以副产煤气为例进行介绍。
2．煤气的特性
（1）煤气与空气易混合，用少量的过剩空气就可保证充分的燃烧。
（2）煤气可以预热，从而可提高煤气的燃烧温度。
（3）燃烧过程易控制，便于实现自动化，能较好地控制调节炉温、炉压或火焰长度。
（4）输送方便，劳动强度小，燃烧时比固体（或液体）燃烧干净。
3．煤气用户的特点
煤气用户分为钢铁企业内部用户和民用两类。在钢铁企业内部主要包括焦炉、高炉热风炉、轧钢加热炉、石灰窑等炉窑，另外连铸中间包、铁水包、鱼雷罐、混铁炉等的烘烤也需要用到煤气。在民用领域，一般以焦炉煤气为主，且用量较小。钢铁企业煤气用户对煤气需要量经常波动，包括高炉热风炉、焦炉、轧钢加热炉等都时有波动。为减弱这些波动对整个煤气管网的冲击，需要增加一些稳定措施，例如建立自备电厂，增加储气柜，并对多余煤气进行放散等。
为了更好的说明钢铁企业煤气使用中的波动特点，引入同时系数与波动系数的概念。
=冶金企业各用户煤气实际用量
同时系数
冶金企业各用户煤气计划用量
冶金企业用户煤气消耗量
波动系数
冶金企业用户煤气消耗平均量
（1）煤气用户煤气消耗量的波动
①高炉热风炉煤气消耗量的波动。热风炉煤气消耗量波动幅度一般在5％左右，在换炉时间内，其煤气消耗量将周期性的大幅度波动。每日换炉次数和每次换炉时间由热风炉座数及燃烧制度而定。通常一座高炉配三座热风炉，每隔一段时间换炉一次，此期间出现大量煤气富余，因为在换炉期间有一座热风炉停用煤气。若企业无煤气贮罐，大量煤气将放散。
②焦炉煤气消耗量的波动。焦炉煤气消耗量的波动幅度一般为2％左右，波动较小。但由于焦炉加热需定期换向，而换向时停用煤气。煤气消耗量随焦炉加热换向而周期性地出现波动，对无贮柜单位，出现波动时只能放散，焦炉加热换向次数一般为每小时2～3次，每次换向延续时间约40秒；
③轧钢加热炉煤气消耗量的波动。各种型材、板材、管材轧机用的加热炉，当轧制品种、坯料一定，轧机正常生产时煤气消耗量的波动是不大的。但当轧制品种、坯料断面与轧钢产量的改变以及轧机临时检修、换辊与生产中的临时待料、待轧等因素将造成煤气消耗量的波动；
以某公司轧钢系统煤气消耗波动为例（如图5.1）由消耗量波动曲线图知，单厂的煤气波动量比多个轧钢厂的波动量大，前者一般在10％～20％，后者为7％～12％。
燃
料
量
图5.1 某企业轧钢系统煤气波动
④事故。由于设备事故或其他原因而造成的煤气输送设备停止工作，使煤气无法送往用户，煤气就会出现临时过剩。
（2）副产煤气生产量的波动
焦炉煤气会因焦炉集中修检而产生气量波动，其波动量占总产量的7％～10％。正常生产时，只要炼焦配比及加热制度固定，焦炉煤气产量是比较稳定的。但当焦炉集中检修时，其煤气产量的波动幅度较大。
高炉煤气会因高炉装料时料钟开启的瞬时产生波动。当临时检修或无计划的更换风口、渣口等以及减风或休风操作时，煤气产生波动。正常生产时，高炉副产煤气的产量是稳定的，仅在高炉装料开启料钟及检修、维护高炉设备如更换风口、渣口、高炉中、小修时出现波动。在高炉冶炼过程中发生如悬料、铁口、渣口堵不上时以及出现待焦、待料、停电、停水等不正常现象时，高炉被迫减风或休风操作，这时高炉煤气产量不同程度的波动以至停止产气。某企业一座中型高炉，一年内休风45次，换风口18次，一年内减风操作93次。煤气产量波动期况如图5.2。
转炉煤气回收是间断性的，只在吹炼初期、后期之间的一段时间。吹炼初期和后期产量小，吹炼期的1/2～2/3区间内产量大。
图5.2 高炉副产煤气产量波动曲线图
由于氧气转炉煤气回收系统皆设置煤气贮柜，用以平衡煤气产量波动。因此转炉煤气的生产可按连续、稳定考虑。
综上所述，无论用户还是生产单位，煤气量的波动因素很多，在实际生产及管网配置过程中要求煤气系统实现平衡。
（二）煤气平衡
1．合理利用副产煤气
高炉煤气首先供应高炉热风炉、锅炉、焦炉及与焦炉煤气混合供轧钢等用户。
焦炉煤气供应各辅助煤气用户、与高炉煤气混合供轧钢等用户。
高炉座数少于三座的冶金企业，高炉煤气难以稳定供应焦炉加热时，可用焦炉煤气加热焦炉。 冶金企业有剩余的副产煤气时，应建设燃气机组发电。
副产的焦炉煤气在满足企业使用的条件下，可抽出部分焦炉煤气供合成氨及有机化学产品作为原料。
2．煤气平衡方法 （1）产量定额法
产量定额法是通过使用下一年产品产量、年工作小时、煤气用户的消耗定额等生产计划，计算出煤气产量与煤气消耗量，从而推断下一年的煤气供求是否达到平衡。该方法主要用于编制长远规划。
① 高、焦、转炉年产气量计算可分别按下述进行：
高炉煤气：
煤气发生量/年年铁产量焦炭与铁的比例单位焦炭煤气发生定额发热量 =??? 年煤气发生量单位为kJ ，年发生量扣除损失即为实际的产量。 焦炉煤气：
冶金焦产量/年
煤气发生量/年煤气发生定额发热量冶金焦率成焦率
???=
单位为KJ/a ，年发生量扣除损失量即为年产气量，若以日历工作时间除年发生量即可得
到小时煤气发生量。
转炉煤气：
年转炉气发生量转炉钢年产量发生定额煤气发热量=??
对转炉而言，发生定额即为吨钢回收转炉气的数量。 ② 煤气用户消耗量计算也可按类似办法算出，如：
烧结：
=?年消耗量年烧结矿产量消耗定额
单位为KJ/a 。
=日历小时消耗量年消耗量/日历工作小时
单位为kJ/h 。
=作业小时消耗量年消耗量/日历作业时间
单位为kJ/h 。
根据煤气生产总热量与煤气消耗总热量对比，判断某一阶段的煤气供求是否达到平衡。
（2）综合吨钢煤气消耗定额法
综合吨钢煤气消耗定额法用以粗略估算煤气平衡，通过使用吨钢综合煤气消耗定额，以及产品产量指标，推算某一阶段的煤气产量与煤气消耗量是否达到平衡。
（3）主要产品煤气消耗定额法
主要产品煤气消耗定额法以主要产品煤气消耗定额以及某一阶段的产品产量计划为依据，推算煤气供求是否平衡。
3．煤气平衡措施
由于用户煤气消耗量和副产气量的波动，造成企业高炉煤气管网与焦炉煤气的压力波动。就一个大型钢铁联合企业，虽有锅炉作为煤气缓冲用户，但由于锅炉对改变燃料的适应性差，高、焦煤气管网的压力波动较大，将造成放散或限制部分煤气用户，甚至影响产品质量，增加产品单耗。煤气管网压力大幅度的波动有时会导致爆炸或煤气事故。因此应采取稳压措施，以确保安全。
（1）以自备电厂作为缓冲用户稳压
钢铁企业的锅炉作为煤气缓冲用户对稳定管网压力能产生较好的效果，高炉休风，会造成高炉煤气产量大幅度下降，但由于自备电厂锅炉缓冲煤气的调节，使得高炉煤气总管压力不会产生大波动。钢铁厂炼焦、炼铁、炼钢的副产煤气是冶金企业的二次能源，由于煤气用户特点所决定的企业内二次能源产、消之间不平衡，需要在企业内部建设缓冲煤气用户。钢铁企业内自备电厂的建设，即可起到二次能源产、消平衡的作用。自备电厂的容量将根据各企业不同情况而定。
（2）建煤气储柜，协调二次能源产、消平衡
根据钢铁企业煤气波动及我国大多数钢铁企业大量放散煤气，确定高炉煤气柜容积时应考虑以下问题：
①高炉休风时可能减少的最大高炉气生产量。当高炉因某种原因休风时，自备电厂锅炉消耗相应减量，但锅炉改变燃烧煤气为其他燃料时需要一定的操作时间，如新日铁在宝钢的设计中确定增减的煤气量操作为15分钟和30分钟。由于锅炉燃料改变而煤气管网产生波动，这时煤气柜将自动实现补充和吸收，维持管网压力平衡；
②副产煤气生产与用户短时间的产、销不平衡。煤气生产与煤气用户的波动性在前面已做了较多叙述，这些波动一般不会同时出现，因而就不可避免地产生临时性的不平衡，这种不平衡也将由气柜来实现调节；
图5.3 煤气贮柜稳压效果曲线图（一座高炉休风时的情况）
③其他因素，诸如高炉煤气产量突然增加，煤气供应系统中加压机突然事故，为保证煤气柜安全，为气柜活塞留有安全行程带来的气柜缓冲平衡气量的减少等等。
总之，自备电厂和煤气柜，互相协调是充分利用钢铁企业剩余煤气的主要措施。煤气贮柜稳压效果曲线见图5.3。
（3）设置煤气自动点火放散装置稳压
当煤气产量超过煤气消耗时，以煤气放散来稳定管网压力，该方法浪费资源又污染环境，因此只在特殊情况下使用。
（三）煤气管理具体方法
1．编制钢铁企业煤气平衡表。以某企业为例，每年第三季度编制第二年煤气平衡。每月25日前安排下月的煤气平衡。因高炉休风、轧机检修等可随时安排周或日煤气平衡。
2．编制检修计划，防止集中检修造成大量煤气放散。如某公司有10余座工业炉窑烧煤气，生产中轧机及炉窑要定期大、中、小修，显然如果好几个厂同时检修必将造成煤气放散，安排好检修（尤其是冬季检修），可缓和煤气供应的紧张。
3．根据炉窑对煤气热值的实际要求合理分配煤气，按工艺要求对各种炉、窑供应单一煤气或混合煤气。
4．根据季节变化规律，合理安排冬、夏季副产煤气的产、供。特别是地处东北的钢铁企业，冬夏温差大，对能源消耗有较大影响，要及时调整煤气使用量，及时进行煤气平衡。
5．根据煤气平衡建设煤气发电机组，配套煤气柜，提高发电量。
6．加强零星煤气用户管理。对零星用户也要实行四定，即定量、定设备、定点、定时管理。
7．采用节能新技术。如提高转炉煤气回收量，对现有加热炉进行综合治理，采用蓄热式加热炉，选用高效空气、煤气预热器，利用新型耐火材料加强炉体绝热等。
三、钢铁企业能流图
钢铁企业的用能单位繁多，用能状况复杂多样，需要统一协调调度。通过建立钢铁企业能流
图，分析企业用能状况，研究节能方向和途径，并对企业的综合能源管理提供重要依据。企业能流图根据企业的能量平衡数据得到，在图中需要构建出用能形式、用能设备、能流方向，并表示出各能流的大小。
（一）钢铁企业能流图概述
钢铁企业能流图需要概括钢铁企业整个能源系统，描述企业能源消费结构，反映企业在能源收入储存、加工转换、分配输送、使用外销等方面的数量平衡关系。整个能流图需要包括：
①能源的购入储存，钢铁企业由于其特殊性，部分能源可以自行生产，如煤气、蒸汽以及一定量的电能。因此该环节也可认为是能源的生产和储存；
②加工转换，例如在煤气用户中，部分煤气用户需要特定压力和热值的煤气，需使用加压站以便于煤气混合；
③输送分配，在钢铁企业中，能源输送量大，种类繁多，需要使用包括管道在内的多种输送方式；
④最终使用，即用能设备对能源的使用。下面通过一个案例介绍钢铁企业能流图。
（二）钢铁企业能流图案例
图5.4为某钢铁企业某一季度的能流图，单位为×104t ce。能流方向从左向右，包括化石燃料燃烧产生的化学能，电厂带来的电能，以及各种耗散损失等。用能设备包括焦炉、高炉、转炉、轧机、以及一些辅助设备和热电厂等。
如图5.4所示，该钢铁公司某一季度购入能流包括动力煤、炼焦煤以及重油，其中动力煤为45.74×104t ce，全部用于供应热电厂进行发电。炼焦煤为75.90×104t ce，全部用于焦化工艺。重油为7.67×104t ce，主要在炼钢转炉上使用。
能流图中的工序环节用矩形框标出，包括热电厂、焦化、炼铁、炼钢、初轧、轧材以及一些辅助设备和余热锅炉，其中热电厂为能量转化枢纽，将燃料中的化学能转化为电能，从图可知，通过使用动力煤以及极少量的焦末，热电厂产生了50.90×104t ce的热流量。焦化工序的输入热流为炼焦煤、高炉煤气以及少量电力，输出热流为90.36×104t ce，包括47.62×104t ce的焦炭，16.28×104t ce的焦炉煤气，12×104t ce的焦末，剩下的能流通过各种散热被带走。炼铁工序的输入热流包括焦炭、焦炉煤气、电力以及少量的蒸汽，共带入热流为57.31×104t ce，这些热量除16.52×104t ce被用于化学反应吸热外，又产生28.19×104t ce的高炉煤气，同时生产3.45×104t ce的铁水，有8.55×104t ce的热量被散热带走。炼钢工序的输入热流较多，其中包括铁水、重油、焦炉煤气和电，总计19.81×104t ce的热量，其中仅有1.44×104t ce成为钢锭并被热送，剩下的绝大部分被冷却带走。初轧的热量输入相对于之前的工序较少，为7.48×104t ce，其输入能量包括了钢锭带入能量、高炉煤气带入能量、装炉煤气带入能量以及电力和蒸汽等带入能量。热量输出中 2.73×104t ce为热金属散热， 4.75×104t ce为热损失。轧材工序热量输入包括高炉煤气、焦炉煤气、电
力和蒸汽，总热量为10.5×104t ce，输出热量2.51×104t ce为热金属散热，7.64×104t ce为散热。辅助和其他设备有10.03×104t ce的能量。余热锅炉作为其中产生蒸汽的重要设备，利用炼钢产生热量产生2.66×104t ce的热流。
在该钢铁企业的能流图中，包括了大量的各类能流，由物质流带入的能量流包括炼焦煤、动力煤、重油、焦末，以及高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、蒸汽、余热锅炉汽等，而其他的热流则以散热的方式存在。
在能流图中，能量经过流动，最终被排出能流系统。如该钢铁公司能流图中主要包括三类，一类是化学反应产生的热量；一类是由产品带走的即热金属散热；一类是一些固体、液体残渣例如焦末、冷却水，还有一类无法避免的热量流出方式即散热。其中，热金属散热带走8.19×104t ce 的热量，熔渣热损失带走4.66×104t ce的热量，冷却水带走3086×104t ce的热量，排烟热损失带走20.71×104t ce的热量，而散热和其他带走27.68×104t ce的热量。从图中可以看到，每一项热支出又是由多个工序带入的。热金属散热包括了热装铁水、炼钢、初轧和轧材。熔渣损失中的这些熔渣分别来自炼铁时的化学反应，以及炼钢、初轧、轧材时候的一些剩余渣料。冷却水损失占据热量输出很大部分，其包括从热电厂带入的高达26.25×104t ce的热量，以及炼钢、初轧、轧材所需要的冷却水。排烟损失包括燃烧反应所产生烟气带入的损失，可以看出从热电厂开始到轧材都有排烟损失带入。
钢铁企业的能流图以能量的形式展示出了整个企业的生产流程，并配有各个工序能流的大小和方向，标出输入能量和输出能量。能以直观的形式反映企业的能源综合平衡状况。
图5.4 某钢铁企业能流图
能量平衡培训讲学
能量平衡
【能量平衡】能量平衡，即能平衡，是考察一个体系的输入能量与有效能量、损失能量之间的平衡关系。它的理论依据是热力学第一定律。在能量的利用过程中，其利用率不可能达到100％，输入的能量一部分被有效的利用了，其余部分则损失掉了。根据能量守恒的原理，输入的能量必然等于被有效利用的能量与损失能量之和。其能量平衡方程式： 输入能量=有效能量+损失能量 能量平衡是一种科学的管理方法，是加强能源管理，提高能源利用水平，降低能耗的行之有效的基础工作。能源平衡按体系分类，有国家或地区能量平衡，企业能量平衡和设备（工序）能量平衡。按能源种类划分有热平衡，电平衡、煤平衡、油平衡等。 【企业能量平衡】企业能量平衡是以企业为对象，以能量守恒定律为基础，进行各种能源收入与支出的平衡，消耗与有效利用和损失之间数量平衡。 能量平衡的基本方法是统计计算法和测试计算法。统计计算是以统计期内各种计量和记录数据为基础进行统一的综合计算，其结果是反映实际的平均水平；测试计算是以主要耗能设备的现场实测数据进行标准化的统一模式综合计算，其结果是反映测试状况下的能耗水平。为了提高企业能量平衡的有效性，应以统计计算为主，测试计算为辅的方向发展。 企业的能量平衡是提高能源管理的重要基础。企业进行能量审计、能源监测、建立能源管理信息系统等工作，都要以企业能量平衡为基础。通过能量平衡，摸清企业的耗能状况，查清企业的余热资源和回收利用情况，了解主要耗能设备、装置的热效率和整个企业的能源利用率。经过对企业能源利用系统及其各个环节用能状况的综合分析与评价，找出企业的节能潜力，明确节能方向，对提高企业能源利用率和降低单位产品（或产值）能耗提供科学依据。 【供给能量】供给能量是指外界供给体系的能量。设备供给能量通常有以下几种：1.燃料带入能量。2.助燃空气带入能量。3.外界不经物质媒介传入体系的能量（如体系吸收太阳辐射热、微波能等）。4.裁能体带入体系的能量。5.放热反应的化学反应热（不包括燃料燃烧的放热量）。6.外界供给体系的，参加能量平衡的电能、机械能以及其他未包括在以上各项内容的能量。 【有效利用能量】有效利用能量是指在企业实际消耗的多种能源中，终端利用所必须的能量。包括以下各项：1.用于生产的有效利用能量。2.用于采暖的有效利用能量。3.用于照明的有效利用能最。4.用于运输的有效利用能量。生产转换、生产设备空运转、运输工具空载行驶、取暖和照明超过规定时数时，不计入有效利用能量。 【损失能量】损失能量是指在体系的供给能量中未被利用的部分，常见的损失量有：不完全燃烧损失、排烟热损失、散热损失、疏水（排气）热损失、泄漏损失。机械运动摩擦引起的能量损失，未包括在以上各项中的其它能量损失。 【焦耳和卡】焦耳是热、功、能的国际制单位。我国已规定热、功、能的单位为焦耳。焦耳的定义为：1牛顿的力（1牛顿＝1千克·米／秒）作用于质点，使其沿力的方向移动1米距离所作的功称为1焦耳。在电学上，1安培电流在1欧姆电阻上，在1秒种内所消耗的电能称为1焦耳。 卡是应淘汰的热单位。卡的定义是：1克纯水在标准气压下把温度升高1摄氏度所需要的热量称为1卡。热量的常用单位为20℃卡，简称卡，某些西欧国家采用15℃卡，我国
钢铁企业能源管控信息系统建设指导意见
钢铁企业能源管控信息系统建设指导意见 中国钢铁工业协会 前言 钢铁工业是国民经济建设中重要的基础原材料工业。改革开放为我国钢铁工业注入了新的活力，使之取得了世人瞩目的发展。钢铁工业的特点是规模大、工序多、流程长、高能耗、高物耗、排放物量大。钢铁企业在生产过程中主要消耗的是矿石、煤、焦炭、电、氧气、重油资源等，而同时必然伴生大量的可燃气体（氧气、氢气、煤气等）、蒸汽、热水、高温物料等，因此也是电能、热能、机械能、化学能等多种能源的相互转换过程。 当前“节约资源和环境保护”已经成为我国的基本国策，是推进经济结构调整的首要任务和突破口，党的十七大中明确指出：加强能源资源节约和生态环境保护，增强可持续发展能力。中国钢铁工业走新型工业化道路，降低能源资源消耗、减少环境污染是一项重要任务。 因此，当前乃至今后相当长一段时期，解决钢铁工业的清洁生产，节能环保绿色生产是钢铁工业十分重要的课题之一。钢铁企业既要发展还要降低消耗，保护环境，既有社会发展的任务又要承担社会进步的责任，这是关系到钢铁工业未来可持续发展的大事。 “十一五”期间，国家要求推进钢铁工业发展循环经济，发挥钢铁企业产品制造、能源转换和废物消纳处理功能。在国家发改委公布的《钢铁产业发展政策》中明确提出：按照可持续发展和循环经济理念，提高环境保护和资源综合利用水平，节能降耗，最大限度地提高废气、废水、废物的综合利用水平，力争实现“零排放”，建立循环型钢铁工厂。钢铁企业必须发展余热、余能回收发电，并提出了降低原料、能源、水的消耗，提高资源利用效率和资源回收率，建设污水和废渣综合处理系统，提高钢材使用效率，到2010年实现全行业吨钢综合能耗降到0.73吨标煤，吨钢水耗降至8吨以下，水循环利用率的达到95%的钢铁工业可持续发展的指导意见。钢铁工业发展要按循环经济的要求，利用信息技术，走出一条产品质量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、竞争能力强的钢铁强国的路子，实现又好又快的可持续发展。 为了贯彻落实党中央、国务院的指示精神，综合利用能源、清洁化生产，中国钢铁工业协会向全行业提出了“按照科学发展观的要求，加强节能降耗、降低成本，改善环保，提高可持续发展的能力”的号召，
钢铁企业节能思路和管理节能案例(可编辑修改word版)
钢铁企业节能思路和管理节能案例 核心提示：2008 年前8 个月全国重点钢铁企业吨钢综合能耗628.97Kgce/t，吨钢可比能耗611.31Kgce/t，吨钢电耗458.52Kwh/t，吨钢耗新水4.80m3/t。吨钢外排SO2 1.95Kg/t，吨钢烟尘排放0.434Kg/t，占 1. 中国钢铁工业能源环保现状 2007 年中国钢铁工业总能耗占全国总能耗14.71%，污染物排放占全国11%。 2008 年前8 个月全国重点钢铁企业吨钢综合能耗628.97Kgce/t，吨钢可比能耗611.31Kgce/t，吨钢电耗458.52Kwh/t，吨钢耗新水4.80m3/t。吨钢外排SO2 1.95Kg/t，吨钢烟尘排放0.434Kg/t，占工业总排放15.12%。 中国钢铁企业处于多层次、不同结构、不同技术装备水平共同发展阶段。 表1 2008 年前8 个月重点企业能耗状况单位：Kgce/t 全国有高炉1300 多座，大于1000m3以上的高炉有150 座。 全国有烧结机400 多台，180m2以上的烧结机有72 台。 全国有链蓖机-回转窑35 条生产线，带式机有3 条。 全国有焦炉2200 多座，炭化室高大于6m 的有124 座。
全国有连铸机996 台，2806 流，其中板坯连铸机75 台，薄板坯连铸机17 台，园坯连铸机48 台。 全国电炉179 座，50t 以上电炉110 座。 中国冶金装备数量多，平均容量小，造成产品质量不稳定，能耗高。 大高炉焦比要比小高炉低50Kg/t，吨铁风耗低300m3/t，单位炉容散热面积小等。 大转炉实现负能炼钢，回收煤汽80~100m3/t，蒸汽50Kg/t。小转炉不回收煤汽和蒸汽。一般转炉回收量也少。 中国钢铁工业能耗高的原因 中国钢铁工业能耗比工业发达国家高10%左右 ?中国电炉钢比低，铁钢比高 2007 中国电炉钢比为10%左右，铁钢比为0.959，美国电炉钢比为55%，铁钢比为0.45；德国电炉钢比为30%，铁钢比为0.45。铁钢比升高0.1，吨钢综合能耗升高20Kgce/t。仅次一项，就使我国能耗高出80 Kgce/t。 ?中国钢铁工业能源结构中煤炭为69.9%，电力为26.4%，石油类3.2%。工业发达国家电力在30%以上，石油类和天然气占15%~25%。造成我国能耗比国外高15~20Kg/t 钢。 ?我国冶金装备平均炉容偏小，自动化程度低，造成能耗高。 中国钢铁企业的生产流程连续化，紧凑化，自动化，高效化等方面有些不足。 中国钢铁工业各工序能耗与国际先进水平对比 表2：钢铁工业工序能耗与国际先进水平比较
钢铁企业能源管理系统及节能技术汇总
《一》钢铁企业能源管理系统（EMS）简介 1．概述 能源管理系统是钢铁企业信息化系统的一个重要组成部分，在能源数据进行采集、加工、分析，处理以实现对能源设备、能源实绩、能源计划、能源平衡、能源预测等方面发挥着重要的作用。 能源介质种类主要包括：高炉煤气（BFG）、焦炉煤气（COG）、转炉煤气（LDG）、氧气（O2）、氮气（N2）、氩气（Ar）、压缩空气（Air）、蒸汽、氢气（H2）、生活水、工业净环水、工业浊环水、浓盐水、除盐水、软化水、电力等。 能源介质信息包括：压力、流量、温度、煤气热值、供水品质（水质）、阀门开闭、调节阀开度、开关信号、动力设备运行状态、主生产线设备的运行状态等。 环保信息包括：环保设备的运行情况、外排水中主要污染物的浓度、流量、主要废气排放点的外排放废气中烟（粉）尘、SO2、NOx、CO2 等污染因子的浓度和流量、污染物排放总量、大气质量指标、厂界噪音等。 2．系统架构 典型能源系统架构包括能源调度管理中心、通讯网络、远程数据采集单元等三级物理结构，如下图示： 系统结构示意图
数据流 3．系统功能 EMS监控部分分为4 个子系统，即电力系统、动力系统、水系统和环保系统。其中动力系统包括燃气系统、蒸汽系统、氧氮氩系统，水系统包括化学水、工业水和生活水。 1）数据的实时采集与监控 通过建立可靠的数据采集系统（SCADA系统）对能源潮流数据（如电流、电压、压力、温度、流量、环境数据等）、设备状态（如开、停、阀门开度、报警信号等）等进行采集；提供过程监视、操作控制、实时调整等画面,过程曲线及信息显示等辅助界面、大屏幕等完成能源设备状态及潮流的监视功能；提供过程控制和实时调整,参数设定窗口等实现控制功能；并对信息进行归档。 2）基础数据管理 包括介质参数管理、维护单位管理、计量设备管理、测点耗量关系、用户权限设置、以及其他需人工录入的参数管理界面。 3）能源管理功能 将采集的数据进行归纳、分析和整理，结合生产计划和检修计划的数据，实现基础能源管理功能，包括能源实绩分析管理、能源计划管理、运行支持管理、能源质量管理、能源平衡管理等。 4）环境监测功能 对环保设备运行状态的监测，对水、烟气等污染源排放进行监测、分析和管理。
火力发电厂能量平衡导则 总则
火力发电厂能量平衡导则总则 一九八六年国务院颁发的《节约能源管理暂行条例》要求各单位开展企业能量平衡工作，各省、市主管能源部门还要求发放合格证书。我局在大连发电总厂搞了试点，在试点的基础上搞了《火力发电厂能量平衡普查方法》，并在直属火电厂中开展了此项工作，为适应各方面的要求，又搞了包括：燃料、热、水、电平衡在内的《火力发电厂能量平衡普查方法》。 一九九二年根据电力部（当时能源部）的要求，着手编写《火力发电厂能量平衡导则》，先后进行了三次较大的座谈讨论修改，目前电力部已正式批准下发，供各火电厂搞能量平衡工作遵循，借此机会向为本导则提出宝贵修改意见的：华东电管局薛玉兰、西北电管局胡慰才、河北省电力局丁焕翔等同志表示感谢。 在总则中对火电厂的能量平衡工作，做了一些原则性的规定，如：能量平衡普查的基本方法，开展能量平衡工作的程序，燃料、热、水、电的平衡边界，总结报告的格式，验收标准等。 1 能量平衡的定义 火力发电厂能量平衡是以火力发电厂为对象，研究直接用于发电、供热的主要能源的输入、输出和损失之间的平衡关系。 结合电厂的实际情况，便于直观分析问题，简化能平过程，没按《企业能量平衡通则》规定，把各种能源和高耗能源材料都折成标准煤的作法，把火力电厂的能量平衡分成四个部分：燃料、热、电、水四个平衡分别进行，使能量平衡工作更加清楚、条理，便于指导电厂的节能工作，对不是直接用于发电、供热的能源如汽车用油等不列入能量平衡范畴，使能量平衡工作简化。 2 能量平衡的目的 通过能量平衡普查，搞清火电厂各主要生产环节能源消耗情况、节能潜力所在，用于指导火电厂的节能技术改造、节能科学管理，提高各厂的能源利用率，普查中除了量的平衡之外，涉及一些能耗指标，通过这些指标与设计值，国内先进水平等比较，为节能工作确定方向。 3能量平衡的基本方法 能量平衡整个过程是围绕以下几方面工作展开的： 1)如何划出符合本厂实际情况的燃料、热、水、电平衡框图； 2)如何能把框图上需要填的数据准确的填上； 3)框图出来以后如何降低能源损失，还是通过指标对比分析，如与设计值，有关标准考 核值，或先进指标对比分析。 能量平衡框图需要填的数据，指标完成情况的来源，有累计计量表的按累计量表，有记录表的按记录表、无记录表的按指示表统计，无表的采取测量，有的还需通过试验获得，无论用什么方法获得的数据要求尽可能齐全、准确，使能量平衡的不明损失降到最低。 4 能量平衡工作的组织工作 能量平衡普查工作必须由主管生产的厂长（或总工）负责、牵头，负责人员的调配，计量仪器仪表，测量器具的备置，机组运行方式等，能量平衡大纲，总结报告的审批。 能量平衡工作分成四个组，燃料、热、电、水普查小组负责本专业能量平衡普查提纲的编制、测试直至提出专业能量平衡报告 能量平衡工作的归口应归到节能专工，负责全厂的能量平衡大纲的编制、培训、测试工作的协调，直至交出全厂的能平报告。 参加能平普查的人员必须进行培训，了解此项工作的方法、步骤。 能量平衡的边界划分 燃料平衡从电厂入厂燃料计量点至入炉煤计量点。
钢铁企业在能源管控和能源管理方面存在的问题
钢铁企业在能源管控和能源管理方面存在的问题 钢铁企业在能源管控和能源管理方面存在的问题： 主要表现在能源产生、使用效率不高，能源综合利用水平有待提升，能源平衡调度手段缺乏，能源产耗过程综合利用效率低；能源系统运行稳定性有待提高，异常情况下的调度手段单一，反应速度慢以及能源设备装备水平较低、能源管理人员管控能力和管控水平不高等问题。 有助于转变能源管理模式，建立全员和全过程改进，从而全面提高企业能源管理理念和技术水平。 具体地： 一、能源计划 可能存在的问题： 1）能源计划粗放，只有年、月能源生产、消耗计划。 2）能源计划未形成闭环管理，仅对能耗指标计划进行了统计分析和评价。 3）能源消耗预测人工凭经验进行。 解决方案： 1）与公司生产计划体系对应，完善能源计划体系，理顺能源管理系统与公司ERP、MES 间关系，实现能源计划的发布电子化，使上下工序无缝衔接，提高信息共享度。 2）采集数据的准确是合理预测和编制计划的基础。能源系统的数据
采集能极大地确保数据采集的客观、准确，并对硬件故障等原因导致数据的失真和丢失，可根据需求增加对异常数据的处理，保证数据合理反映能源应用的实际情况。 3）进行能源生产消耗数据的统计对比分析，客观地极大地方便召开能源实际实绩会进行计划完成情况的评价，实现能源计划全闭环管理。 能源计划过程管理主要包括供需、回收过程数据、能源供需计划管理、能源平衡管理、能源生产管制日报、主要能源管理指标跟踪、能源单耗管理等功能。 二、能源实绩 可能存在的问题： 1）缺乏完整客观的能源消耗数据体系。其中，计量数据体系缺乏对四级能耗指标管理的支撑，特别是第三、四级能耗指标，能源计量设备配置有限、计量器具工作环境恶劣、故障较多，导致能源数据缺失，数据误差大等。 2）缺乏以客观数据为依据的能源绩效评价考核体系，实绩分析缺乏系统性。这样增加了能源绩效管理指标在制定、核算、评价与考核执行上的难度，绩效考核执行难。 3）能源数据采集平衡流程不完整，执行有偏差。其中，能源数据采集自动化、信息化程度低，手工抄表，能耗数据认为因素、经验因素占主导，实际运行中，电、水等介质计量数据，平衡业务差异在流程中没有体现。数据及时性、准确性、可靠性、透明度、权威性较差，
钢铁企业能源管理系统
钢铁企业能源管理系统（EMS）设计方案 1．概述 能源管理系统（Energy management system，简称EMS）是钢铁企业信息化系统的一个重要组成部分，在能源数据进行采集、加工、分析，处理以实现对能源设备、能源实绩、能源计划、能源平衡、能源预测等方面发挥着重要的作用。 在企业信息化系统的架构中，把能源管理作为MES 的一个基本应用构件，作为大型企业自动化和信息化的重要组成部分，如图示： 企业信息化体系结构图 能源介质种类主要包括：高炉煤气（BFG）、焦炉煤气（COG）、转炉煤气（LDG）、天然气（NG）、氧气（O2）、氮气（N2）、氩气（Ar）、压缩空气（Air）、蒸汽、氢气（H2）、采暖热网、生活水、工业净环水、工业浊环水、浓盐水、除盐水、酚氰水、软化水、电力等。 能源介质信息包括：压力、流量、温度、煤气热值、供水品质（水质）、阀门开闭、调节阀开度、开关信号、动力设备运行状态、主生产线设备的运行状态等。 环保信息包括：环保设备的运行情况、外排水中主要污染物的浓度、流量、主要废气排放点的外排放废气中烟（粉）尘、SO2、NOx、CO2 等污染因子的浓度和流量、污染物排放总量、大气质量指标、厂区视频检测、厂界噪音。
2．方案设计 2．1系统架构 典型能源系统架构包括能源调度管理中心、通讯网络、远程数据采集单元等三级物理结构（如图示）。 系统结构示意图 基于基础自动化向信息化建设发展的原则，并分析比较了实时数据库和SCADA 软件的技术特点，本方案以SCADA 系统为核心构建能源管理系统，结合网络通讯、数据库产品和技术建立一套先进的、符合钢铁企业管理应用功能的能源管理系统。 2．1．1系统建立 1）能源中心： 以SCADA 软件为核心，建立I/O Server 实时数据服务器，实现在线的数据监视、工艺操作和实时的能源管理功能；基于数据库技术开发具有模型背景的能源管理功能并对外提供接口。 2）通讯网络： 采用工业级以太网交换机，建立分区域的冗余环网，环与环之间采用耦合拓扑结构进行连接，从而建立高可靠专有的能源数据采集通讯网络。
钢铁企业能源管理中心中心建设实施方案
钢铁企业能源管理中心建设实施方案 一、钢铁行业建设能源管理中心的必要性 钢铁行业是国民经济重要基础产业。据统计，2013年我国粗钢产量7.8亿吨，年能源消耗量约 6.1亿吨标煤，约占全国能耗总量的16%。“十一五”以来，国家高度重视钢铁 行业的绿色发展，随着烧结余热回收利用、干熄焦（CDQ）、高炉煤气余压透平发电（TRT）等先进节能技术普及率逐年 提高，钢铁行业节能降耗取得了显著效果。与2005年相比，2013年钢铁行业重点统计企业平均吨钢综合能耗592kgce/t，下降14.7%，烧结、焦化、炼铁工序能耗分别下 降了18.2%、28.4%、10.7%，转炉冶炼工序能耗达到-7kgce/t，实现“负能”炼钢。 但受节能技术装备水平、企业用能管理水平等因素影 响，我国钢铁行业能效水平与先进国家相比仍有一定差距， 特别是利用自动化、信息化技术促进节能减排方面仍有很大 的提升空间。2009年以来，我部率先在钢铁行业年生产规模300万吨以上的大型企业试点建设了91家企业能源管理中心，实际运行结果显示，企业能源利用效率平均提升3%左右。为进一步推动以“两化”深度融合手段推动钢铁行业节 能降耗，我们在总结示范基础上，制定了钢铁企业能源管理
中心建设实施方案，明确行业能源管理中心建设的基础要 求、建设内容、验收标准等事项，旨在指导行业加大企业能 源管理中心建设的广度和深度，在大中型钢铁企业普遍推广 能源管理中心。 二、实施目标 本实施方案计划在2020年前，建设和改造完善钢铁企 业能源管理中心100个左右，实现在年生产规模200万吨及以上的大中型钢铁企业基本普及能源管理中心。 三、基本要求 根据前期能源管理中心试点建设经验，为保证实施效 果，参与本实施方案的企业应满足以下基本要求： （1）主要生产工艺技术及设施应符合国家产业政策。 （2）企业年生产规模200万吨钢及以上，年综合能源 消费量不低于60万吨标准煤。 （3）具备一定的自动化基础条件，或经过适应性改造 能满足企业能源管理中心系统对数据采集的要求。 （4）具备完善的财务监管制度，并确保在能源管理中 心项目实施过程中对资金使用进行有效监管。 四、建设内容与预期功能 （一）建设内容 钢铁企业能源管理中心建设主要包括三个方面：一是能 源管控模式，对传统能源系统管理模式进行优化再造，推动
能源平衡分析
企业能量平衡统计方法——中华人民共和国国家标准 ［作者：佚名来源：0000 更新时间：2008-5-9］ 中华人民共和国国家标准 企业能量平衡统计方法 Statistical method of energy balance in enterprises GB/T 16614-1996 _______________________________________________________________________________ 1 范围 本标准规定了企业能量平衡统计方法的基本原则。 本标准适用于确定的能源统计系统、指标与方法。 2 引用标准 GB2586-91 热量单位、符号与换算 GB/T2589-90 综合能耗计算通则 GB/T3484-93 企业能量平衡通则 GB/3101-93 有关量、单位和符号的一般原则 GB/T13234-91 企业节能量计算方法 3 企业能耗统计系统 企业能耗统计系统根据能量流动过程划分为能源购入贮存、加工转换、输送分配和最终使用四个环节，其系统简图如图1，每一个环节中可分为若干用能单元。 4 企业能源统计范围 企业能源统计，应包括一次能源、二次能源和耗能工质所消耗的能源。 5 企业能源统计方法 5.1 企业能源供入量统计 为进行企业能量平衡分析与评价，首先应做企业能源供入量的统计，并折算出它们的等价值和当量值。其等价值用以反映国家对企业供入的能源资源量；当量值用于企业能量平衡，分析企业用能过程，不可混合使用等价值和当量值。 5.1.1 等价值和当量值的折算应符合GB/T2589的规定。 5.1.2 企业能源供入量统计应包括：各类能源购入量、库存增减量、亏损量、外供量、供入量等。
《企业能量平衡表编制方法》
《企业能量平衡表编制方法》（GB/T 16615-1996） 中华人民共和国国家标 GB/T 16615-1996 企业能量平衡表编制方法 Methods of drawing up energy balance table in enterprises 1996-11-28发布1997-07-01实施 1 范围 本标准规定了企业能量平衡表的编制原则和方法。 本标准适用于企业编制能量平衡表。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文，本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 2589-90 综合能耗计算通则 GB/T 3484-93 企业能量平衡通则 GB/T 16614-1996 企业能量平衡统计方法 3 定义 本标准采用以下定义： 非平衡项 team not join in balance 不参与平衡计算的项目，如企业内回收利用的能量。 4 能量平衡表式 4.1 企业能量平衡表的横行划分为购入贮存、加工转换、输送分配、最终使用四个环节。纵行是能源的供入能量、有效能量和损失能量、回收能量和能量利用率等项。 4.2 购入贮存、加工转换、输送分配与最终使用四个环节的表式如附录A。 4.3 最终使用划分为主要生产系统、辅助生产系统、采暖（空调）、照明、运输及其它等六个用能单元。 4.4 购入贮存环节等价值栏右侧使用双线，平衡表双线右侧数字均为当量值。 5 编制平衡表的数据 5.1 企业能量平衡表的基础数据来源于企业能源统计资料。 5.2 平衡表的数据除各种能源的实物量及等价值栏外，均是能量的当量值。 5.3 企业能量平衡表的结果应符合能量守恒定律。各种能源的当量值收支总量应保持平衡；供入能量与有效能量及损失能量之和保持平衡。 5.4 非平衡项数值应使用方括号括住。
钢铁工业能源现状和管理
钢铁工业能源现状和管理 一、2004年中国能源消耗总量为19.7亿吨标准煤,其中钢铁工业消耗2.99亿吨标准煤(含矿山、铁合金、焦化、耐材等行业)，占中国能源总消费量的15.18％。2007年钢铁工业总能源占全国能耗14.71%，工业废水排放量占工业排放总量8.53%，工业粉尘排放量占工业总排放量15.18%。 1、钢铁工业用能结构 表.1 钢铁工业能源消费构 成单位：％ 说明： ⑴钢铁工业的用能是以煤炭为主，占70％以上。钢铁工业用能发展趋势是向多买煤，少买电力和石油类产品，不用天然气方向发展。 ⑵日本钢铁企业自发电量占企业总用电量50％，说明充分利用好副产煤气对节能有重大意义。 ⑶副产煤气（高炉、焦炉、转炉煤气）的热值是企业购煤总热量的34.12％。数值巨大，煤气使用好坏对企业能耗会产生重大影响。应高度重视钢铁企业煤气应用情况，尽最大限度
科学、合理地发挥其作用。 ⑷钢铁企业尚没有向社会上供电的能力，也没有必要刻求。 2、钢铁企业煤气性能和使用情况 表3 2007年前三季全国重点钢铁企业煤气使用情况 说明： (1) 从表2可看出转炉煤气热值是高炉煤气的热值1倍多，但全国重点钢铁企业（79个单位）有20个单位没有进行回收利用，这是个很大的浪费。国外工业发达国家转炉煤气回收量在100m3／t钢左右，而我国在56 m3／t钢这也是个浪费。 存在的主要问题是：
（a）转炉容积偏小，回收投资大，难于管理。 （b）转炉除尘技术部份企业尚未过关。 （c）转炉煤气回收后，没有设置煤气储存柜，用户没能落实。 （d）企业管理尚存在缺陷。 转炉煤气回收量大于100 m3／t钢，煤气显热可回收90㎏／t钢蒸汽，且能使回收的物质得到充分利用，就可以实现负能炼钢。 (2)焦炉煤气合H2大于55％，去烧掉太可惜了，应当提取H2去做清洁燃料（技术已过关，储存方法也解决了，只是经济问题），也可再转换为二甲醚，可代替汽油，还可以去用作直接还原炼铁（最好的还原剂），首钢已在可行性研究。 （3）煤气要先得到充分利用，最后有富余量才去发电。因为煤气用于发电能量转化率不高。煤气－蒸汽－发电工艺能源转化率在25％左右，煤气－燃气轮机－发电工艺能源转化率在45％左右。 （4）采用蓄热式燃烧技术（在热风炉、轧钢加热炉等）可以将低热值的高炉煤气得到充分利用，可发替换出高热值的焦炉煤气，去创造出更多的经济价值。 3.近年全国重点钢铁企业各工序能耗情况 表 4 重点钢铁企业各工序能耗情况单位：㎏ce/t
能源管理系统成功案例
国内企业能源管理系统节能成果 随着国家节能减排工作的大力开展，国务院已将节能定位“十二五”重要工作，节能已经作为我国新的经济增长点。部分企业响应国家号召，通过国家财政补贴和奖励手段积极实施设备节能改造。但大部分企业落实节能改造速度慢，改造项目滞后，系统性节能改造不足，企业任然停留在设备项目改造，对能源管理系统节能认识薄弱。2009年能源管理体系和能源管理中心建设首先在高能耗高成本的钢铁行业进行试点工作。邯钢作为同时接受能源管理体系和能源管理中心建设的企业经过两年的摸索已经呈现出显著地成效。 当前，我国钢铁产业正处在高产能、高成本、低利润的困难时期，钢铁企业面临着前所未有的生存、发展和竞争压力，主要表现在：整个行业产能居高不下，产能过剩；原燃料成本不断上升，高位运行；吨钢利润不断下降，一度低到吨钢利润仅为1.68元。 当前绝大多数钢铁企业都不是满产运行，能耗成本高，利润低，钢铁企业面临的最关键、最核心、最迫切的工作就是要搞好系统节能，积极跟进节能新技术，加强节能管理，提高企业竞争力。在内部成本上升、外部市场疲软的双重压力下，河北钢铁集团邯钢紧紧围绕“内涵挖潜、降本增效”的主线，推行系统节能减排，使得邯钢综合能耗与主要工序能耗显着降低，并促进了企业管理方式由粗放向精细化转变，形成了邯钢特色。 一是成立能源中心，该中心是集生产管控、物流管控、能源管控三调合一的管控中心，实现了物流、能源流及信息流的三流合一。 二是对多种能源介质实施统一管理和优化调度。能源中心实现对电、蒸汽、压缩空气、燃风、燃气和水等有关能源介质的实时数据采集和监控，进而完成
能源的优化调度和管理，深度挖掘系统节能潜力。 三是重视二次能源的回收利用。从副产煤气、余热余能、水资源循环、发供电系统运行方式优化等方面着手，在焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等各个工序及辅助系统，全方位开展二次能源综合利用。 四是以能源平衡为中心的生产检修组织模式，替代以前的以生产平衡为中心的组织模式。以前的以设备为中心的检修模式目的是确保生产，以能源为中心的检修模式把能源的利用和平衡作为检修的标准，有多少能源保多少生产，在不影响生产的前提下，减少了能源放散。 邯钢能源管理中心（管控中心）于2010年底建成投运，全面开展系统节能、整体挖潜，实施一年多以来，取得了显着的成效，主要表现吨钢综合能耗与主要工序能耗显着降低、经济效益显着提高、管理方式由粗放型转向精细化转变等三方面。 推行系统节能，最直接的成效表现为提高了企业的能效水平，减少了能源消耗。吨钢综合能耗的不断降低，不仅体现了各工序的消耗水平不断降低，还体现了工序间高效对接水平及由此产生的放大效应。 总体来看，采取系统节能以后，2011年邯钢吨钢综合能耗达到584kgce（2011年，我国钢铁行业吨钢综合能耗为601.72kgce），利用余热发电量达到30.1亿kWh，自发电比例达到60%；高炉煤气、焦炉煤气、氧气实现“零”放散；转炉煤气整体回收水平达到了130m3/t以上；工业废水实现零排放，均处于行业领先地位。 2011年公司“吨钢降本增效355元”的目标，实现了全厂均衡吨钢综合能耗下降到584千克标准煤，年节能总量达到5.37万吨标准煤，显着降低了能耗
钢铁企业能源系统分析
钢铁企业能源系统分析 能源系统主要实现动力、水道、环保、电力四个子系统的过程信号的采集、处理与存储，可进行运行趋势分析、设备运行状态监视、报警、归档和其他相关处理，可通过信息管理系统对能源系统中的主要设备进行运行参数设定、控制量下发及远程操作，并为企业的决策支持提供最基础的数据依据。本章从典型钢铁联合企业的能源管理工艺流程入手，分析钢铁企业能源系统所普遍存在的相关问题。 2.1能源管理工艺 钢铁制造过程生产工序多，涉及多种能源介质，各种能源介质交互并存，分布在企业各工艺区，给能源管理带来一定的困难，下面从典型钢铁企业能源分布及能源管理方面进行介绍。 2.1.1能源分布状况 钢铁生产过程是将铁矿石、焦炭、生石灰、水等众多原料通过烧结、高炉、转炉、扎钢等一系列工序后，加工成成品钢材，其主要生产工艺流程图如图2一1所示。 下面对各主要工序及其能源分布情况进行介绍。 (l)烧结工序 在烧结过程中，铁矿石被压碎碾成标准化的颗粒，与焦粉、石灰石、水等各种物料按照一定比例进行混合，在烧结台车上经过煤气点火进行高温烧结，各种原料融合或粘合在一起形成烧结矿。烧结矿随后被压碎、筛分，并按一层焦炭、一层矿石的交替方式，被加入高炉中。烧结过程中，主要消耗的能源包括不同形式的混合煤气与水。 (2)焦炉炼焦工序 焦炭是煤在焦炉中通过干馏(即将不需要的成分气化掉)得到的可燃物质。焦炭几乎是纯碳，
其结构呈多孔状，且抗碾性能很强。焦炭在高炉中燃烧，提供了熔化铁矿石所需的热量和气体。在焦炉炼焦的过程中，消耗的主要能源包括煤气与氧气等，炼焦过程也会产生重要的副产品焦炉煤气。 (3)高炉炼铁工序 在高炉中，固态的矿石和焦炭由顶部布入高炉，而高炉底部送来的热气(1200℃)致使几乎100%含炭量的焦炭开始燃烧，产生碳的氧化物，通过除氧过程减少氧化铁，从而分离出铁。由燃烧产生的热量将铁和脉石(矿石中矿物的集合)熔化成液体。脉石由于比较轻，会漂浮至铁水表面，形成“生铁”。炉渣是熔融脉石产生的残渣，可用于其他工业用途，比如用于铺设道路或生产水泥。在高炉炼铁生产过程中，焦炭、氧、氮、氢气和煤气等是主要消耗能源，同时，高炉炼铁自身也会产生副产品，主要是高炉煤气。 (4)转炉炼钢工序 在吹氧转炉中，生铁转换成钢铁，熔化的生铁会被倒在一层铁屑上，碳和残渣等不需要的物质都会通过注入纯净的氧气燃烧掉，从而生产出粗钢(之所以称为粗钢，是因为它还必须经过进一步的精炼)，同时残渣或者炉渣也会被撇去。在转炉炼钢过程中，主要消耗的能源为氧气，同时该过程也会产生大量的副产品转炉煤气。 (5)连续铸造工序 钢水被不断地倒入没有底部的铸模中。当铸模被拉动时，钢铁就开始与铸模的水冷内壁接触，并开始凝固。然后，铸造好的金属由一连串的辊筒引导被向下拉，同时持续得到冷却。当钢水到达辊筒的末端时，钢铁已完全凝固，并立刻被切成所需的长度。在连铸过程中，水是最主要的消耗能源，且这一过程几乎没有副产能源。 (6)轧钢工序 轧钢工序将钢坯料转变为板材、棒材、型材等最终成品。钢坯首先在加热炉中被再加热，使其具有更好的延展性，促进拔出和成形，紧接着被加热到指定温度的钢坯通过台架的各式轧辊它其逐渐地变薄，依据轧辊的类型和轧制线的长度的不同而轧制成不同类型的成品。轧钢的过程主要是物理变化过程，其消耗能源主要为加热炉所消耗的电力或煤气，以及轧机所消耗的电力。通过上述分析可知，钢铁企业能源介质主要包括煤气、电力、水、氧氢氮气、水蒸气等，它们均分布在各钢铁工序内，并为整个生产过程提供了必要的能源需求与支持。以下为各能源介质的产生途径与主要作用。 (l)煤气 煤气是钢铁企业优质的二次能源，主要包括炼焦过程所副产的焦炉煤气、炼铁过程所副产的
唐山国丰钢铁公司能源管理系统成功案例
唐山国丰钢铁公司能源管理系统成功 案例 唐山国丰钢铁公司能源管理系统成功案例 钢铁企业是消耗能源的大户, 在有的国家要占全国总能耗的15％, 在中国也要占10％左右, 因此如何搞好钢铁工业的能源管理, 以达到节能增效的目的, 是发展钢铁工业的重要任务之一。中国吨钢能耗比世界先进水平高出20—30%, 主要原因是铁钢比高, 高炉余压发电、干熄焦等大型有效的节能环保装置配备率低, 高炉、转炉煤气等余能余热回收利用率低。同时, 更重要的是钢铁工业节能措施, 不能只对单个设
备、单一工艺进行节能, 而应从企业整体出发, 进行全流程综合考虑和系统节能。这样才能以较少的投入, 实现最大的节能效果, 产生较大的经济效益。 钢铁冶金企业能源管理系统( Energy Management System) , 主要对企业内部水、电、汽等公用工程资源进行管理, 它与生产调度系统密切结合, 完成生产与能源的协调管理。合理利用资源, 节约能源, 最大限度地降低生产成本, 最大限度降低对环境的污染。 Citect 软件在国内钢铁企业EMS 领域已经占有绝对市场份额优势, 我们基于软件的EMS solution 走在整个施耐德电气自动化事业部在节能方面的前沿, 和施耐德公司的Mission:Make the most of Energy 是完全吻合的。 唐山国丰钢铁有限公司地处渤海明珠渤海湾经济圈腹地——河北省唐山市丰南区, 境内京哈、京秦铁路穿境而过, 毗邻天津新港、京唐港; 公司成立于1993年, 是一家集烧结、炼铁、炼钢、轧钢为一体、具备年产铁钢材各500 万吨的大型钢铁联合企业。 唐山国丰钢铁公司能源管理系统的建立, 主要是为了促进公司能源计量管理的专业化、精细化, 满足信息化( ERP、能源管控中心) 系统实施的需求, 为公司和各二级单位提供实时及能源产耗及外购外销量, 从而更好的利用资源, 达到节能降耗的目的。 经过几次交流, 我们初步确定了唐山国丰钢厂的EMS 系统主要实现以下功能: 一级采集系统: 能源数据自动采集处理、采集站状态监视、 仪表状态监视、能源管网图、趋势分析、实时信息发布。 二级应用系统: 能源数据统计分析、结算、报表打印、查 询、设备台帐管理、统计信息发布等。 唐山国丰钢铁公司EMS 系统实施的范围包括 厂际与重点工艺量（气） 156套（包括14个子站, 其中厂际仪
企业能量平衡通则
企业能量平衡通则 The general principles for energy balance of industrial enterprise 1主题内容与适用范围 本标准规定了企业进行能量平衡的原则。 企业能量平衡的目的是为改进企业能源管理、实行节能技术改造、提高能源利用率提供科学依据。 本标准适用于各类企业，事业单位也可参照使用。 2引用标准 GB 3485评价企业合理用电技术导则 GB 3486评价企业合理用热技术导则 GB 2588设备热效率计算通则 GB 2589综合能耗计算通则 GB 1028工业余热术语、分类、等级及余热资源量计算方法 GB 6421企业能流图绘制方法 3企业能量平衡的定义 企业能量平衡是以企业为对象的能量平衡，包括各种能源的收入与支出的平衡，消耗与有效利用及损失之间的数量平衡。
4企业能量平衡的方法 4.1企业能量平衡采用统计计算的方法。在统计资料不足，统计数据需要校核及特殊需要时，应进行测试。测试结果反映的是测试状态下的水平，应折算为统计期运行状态下的平均水平。 4.2统计计算以统计期内的计量、记录及统计数据为基础进行综合计算。 5能量平衡表的编制要求 5.1在企业能量平衡表的编制过程中，能源的计量、统计资料要完整无误，有关数据不得错计、漏计和重计。 5.2各种能源的实物量和折算标准煤量应有必要的分析化验等依据。 5.3能量平衡表中各种能源数量应与实际收入量相符。各车间使用和供出的各种能源数量应与平衡表中相应的能源数量相符。 6企业能量平衡的技术指标 6.1 能耗指标 6.1.1产品单位产量实物能耗 按式(1)计算： E m = (1) 式中:E m——产品单位产量实物能耗，t（吨）（标准煤）；
唐山国丰钢铁公司能源管理系统成功案例
唐山国丰钢铁公司能源管理系统成功案例 钢铁企业是消耗能源的大户，在有的国家要占全国总能耗的15％，在我国也要占10％左右，因此如何搞好钢铁工业的能源管理，以达到节能增效的目的，是发展钢铁工业的重要任务之一。我国吨钢能耗比世界先进水平高出20—30%，主要原因是铁钢比高，高炉余压发电、干熄焦等大型有效的节能环保装置配备率低，高炉、转炉煤气等余能余热回收利用率低。同时，更重要的是钢铁工业节能措施，不能只对单个设备、单一工艺进行节能，而应从企业整体出发，进行全流程综合考虑和系统节能。这样才能以较少的投入，实现最大的节能效果，产生较大的经济效益。 钢铁冶金企业能源管理系统（Energy Management System），主要对企业内部水、电、汽等公用工程资源进行管理，它与生产调度系统密切结合，完成生产与能源的协调管理。合理利用资源，节约能源, 最大限度地降低生产成本, 最大限度降低对环境的污染。 Citect软件在国内钢铁企业EMS领域已经占有绝对市场份额优势，我们基于软件的EMS solution走在整个施耐德电气自动化事业部在节能方面的前沿，和施耐德公司的Mission:Make the most of Energy 是完全吻合的。 唐山国丰钢铁有限公司地处渤海明珠渤海湾经济圈腹地——河北省唐山市丰南区，境内京哈、京秦铁路穿境而过，毗邻天津新港、京唐港；公司成立于1993年，是一家集烧结、炼铁、炼钢、轧钢为一体、具备年产铁钢材各500万吨的大型钢铁联合企业。 唐山国丰钢铁公司能源管理系统的建立，主要是为了促进公司能源计量管理的专业化、精细化，满足信息化（ERP、能源管控中心）系统实施的需求，为公司和各二级单位提供实时及能源产耗及外购外销量，从而更好的利用资源，达到节能降耗的目的。 通过几次交流，我们初步确定了唐山国丰钢厂的EMS系统主要实现以下功能： 一级采集系统：能源数据自动采集处理、采集站状态监视、仪表状态监视、能源管网图、趋势分析、实时信息发布。
企业能量平衡统计方法
中华人民共和国国家标准 GB/T 16614-1996 企业能量平衡统计方法 Statistical method of energy balance in enterprises 1996-11-28发布 1997-07-01实施 1 范围 本标准规定了企业能量平衡统计方法的基本原则。 本标准适用于确定的能源统计系统、指标与方法。 2 引用标准 GB2586-91 热量单位、符号与换算 GB/T2589-90 综合能耗计算通则 GB/T3484-93 企业能量平衡通则 GB/3101-93 有关量、单位和符号的一般原则 GB/T13234-91 企业节能量计算方法 3 企业能耗统计系统 企业能耗统计系统根据能量流动过程划分为能源购入贮存、加工转换、输送分配和最终使用四个环节，其系统简图如图1，每一个环节中可分为若干用能单元。
4 企业能源统计范围 企业能源统计，应包括一次能源、二次能源和耗能工质所消耗的能源。 5 企业能源统计方法 5.1 企业能源供入量统计 为进行企业能量平衡分析与评价，首先应做企业能源供入量的统计，并折算出它们的等价值和当量值。其等价值用以反映国家对企业供入的能源资源量；当量值用于企业能量平衡，分析企业用能过程，不可混合使用等价值和当量值。 5.1.1 等价值和当量值的折算应符合GB/T2589的规定。 5.1.2 企业能源供入量统计应包括：各类能源购入量、库存增减量、亏损量、外供量、供入量等。 5.2 企业能源加工转换统计 供入企业的能源，有的直接使用，有的要经过加工转换，转变成二次能源和生产耗能工质供用能系统使用，如蒸汽、焦炭、煤气、氧气、压缩空气、冷媒质、水等。 5.2.1 企业内加工转换的二次能源（包括耗能工质）总量是本企业使用购入能源加工、转换出的二次能源量，不包括本企业购入的二次能源量。
某钢铁公司能源运行控制程序
1钢铁有限公司程序文件BD-EOEn-24A版 能源运行控制程序 编制部门：技术中心 审核人：1 批准人：1 2013-9-1发布2013-9-1实施
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能源运行控制程序 1 目的 本程序规定了各类能源的设计、采购、能源计量、加工转换、输送分配、能源使用、能源统计分析、余能余热回收、节能技术应用等各环节的实施、控制和管理要求。目的是为了对能源管理体系范围内的活动进行管理，对能源消耗实施控制，不断提高能源利用率，降低能耗成本，提高企业经济效益。 2 适用范围 本程序适用于公司能源管理体系覆盖范围内所有分厂、车间和部门。 3 术语 本程序所称能源是指煤气、水、电、蒸汽、汽(柴)油、氧气、压缩空气、天然气等一次、二次能源及耗能介质。 4 主要职责 4.1技术中心负责全公司能源的综合管理，负责能源介质的生产、加工转换、输送分配、消耗统计、余热余能回收和节能技术应用等方面的管理。 4.2总调度室负责均衡组织生产，统筹利用动力和余热资源，做好主要耗能过程的生产衔接，负责公司能源介质的平衡调度。 4.3机动处负责公司基础用能设施的使用和维护的监督管理；负责主要用能设备设施的运行监督管理，监督电力使用单位经济、安全用电。 4.4技术中心负责组织新建、改、扩建项目的能源设计及新建、改、扩建项目的能源规划。 4.6机动处负责能源计量器具的配备及维护的监督管理工作。 4.7财务处负责对部分能源价格、产值以及相关产品成本等数据的统计。 4.8各生产单位负责本单位能源的贮存、流转、计量、消耗、统计、余热余能回收及节能小改小革、节能“四新”应用方面的管理。 5 管理内容 5.1能源设计 5.1.1新建、改、扩建项目的可行性报告中必须有“节能篇章”，并进行专题论证，必要时经有资质的节能评估机构进行评估，申报国家节能技改项目的可行性报告必须有甲级资质的设计单位出具。