压缩空气在钢铁行业运用
钢铁企业压缩空气系统节能潜力分析及对策
关键 词 ：钢铁 企业 ； 缩 空气 系统 ； 压 节能 减排 ； 宝钢
Ｅｎ ｒｙ ａ ｉｇ Ｐｏｅ ｔ ｌｏ ｍ ｐ ｅ ｓ ｄ Ａｉ Ｓｙ ｔ ｍ ａｙ ｉ ｎ ｅ ｇ —ｓ ｖｎ ｔ ｎｉ ｆＣｏ ａ ｒｓ ｅ ｒ ｓｅ Ａｎ ｌｓｓ ａ ｄ Ｃｏ ｎ ｅ ｍｅ ｓ ｒｓ ｉ ｎ ＆ Ｓｔｅ Ｅｎｅ ｐ ｉｅ ｕ ｔｒ ａ ｕｅ ｎ Ｉ ｒ ｏ ｅ Ｉ ｔ ｒｒ ｓ ｓ
本文主要针对钢铁企业压缩空气系统 的节能潜
力【 与对策展开论述 ， １ 】 以供同行进行交流与参考。
１ 钢铁 企业 中压 缩 空气 系统概 述
大力进行节能减排工作 ，既是必须完成的任务 ， 也
是重 要 的社会 责任 。
【 作者简介 】周佃 民（９ ４ ， 博士 ， １７ －） 男， 高级 工程 师， 主要研 究方向为电力 系统运行与控制 、 电能质量 治理 、 节电技 术 、 系统节
ｏ ｒ ｎ ｎ ｓｅ ｌｅ ｔ ｒ ｒ ｅ ｆ ｃ ｍ ｐ ｅ ｓ ｄ ｉ ｆ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｎ ｅ ｐ ｉ ｓ ｏ ｏ ｏ ｓ ｒ ｓ ｅ ａｒ ｏ ｐｒ ｓ ｅ ａｒ ｎ ｒ ｙ ａ ｉｇ ，ｃ ｍ ｅ ｓ ｄ ｉ ｅ ｅ ｇ ｓ ｖｎ ｐｏｅ ｔ ｌ ｆ ｔ ｅ ｔ ｎ ｉ ｏ ｈ ａ
Ｚｈ ｕ ｄｉｎｍｉ ｏ ａ ｎ， Ｌｉ ｕａ ｄ ｎ ｇ ｎ ｉ ｇ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｉ ｉ ｎ ａ ｄ ｓｅ ｌ ｅ ｔ ｒ ｉｅ ． ｔ ｅ ｃ ｓ ｍ ｐ ｉ ０ ｃ ｍ ｐｒｓ ｉｇ ａ ｒ ｓ ｓｅ ｓ ｓ ｒ ｃ： ｎ ｒ ｎ ｔ ｅ ｎ ｅ ｐｒ ｓ ｏ ｓ ｈ ｏｎ ｕ ｔ ｏｎ ｆ ｏ ｅ ｓｎ ｉ ｙ ｔｍ ａ ｃ ｕ ｔ ｆｒ ａ ｏ ｔ ５ ｃ ｏ ｎ ｏ ｂ ｕ ％ 一１ ５％ ｏ ｔ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｔ ｒ ｒ ｅ ｐ ｗｅ ｃ ｎ ｕ ｐ ｉｎ Ｔ ｉ ｐ ｏ ｅ ｈ ｆ ｈ ｏ ａ ｎｅ ｐ ｉ ｏ ｒ ｏ ｓ ｍ ｔ ． ｏ ｍ ｒ ｖ ｔ ｅ ｓ ｏ
中国钢铁企业工业气体的现状和发展趋势
综述评论中国钢铁企业工业气体的现状和发展趋势李树德(石家庄钢铁有限责任公司 石家庄市和平东路517号 050031)对钢铁企业工业气体的配置及综合利用有一定的参考价值。
关键词:钢铁工业 气体 发展现状 中国钢铁企业既是工业气体产生源也是消耗地,但工业气体的综合利用始终未能得到很好解决,其中既有方法问题又有认识问题。
钢铁企业在整个生产过程中为完成各工序生产大量地使用工业气体,随之也产生大量尾气即工业气体,如高炉冶炼需鼓风助燃以满足冶炼过程对温度的要求,而还原反应过程又产生了含有大量的一氧化碳、二氧化碳的高炉煤气,转炉炼钢吹氧随之产生大量转炉煤气等。
钢铁企业生产过程中应用的工业气体有:压缩空气、氧气、氮气、氩气,焦炉煤气,转炉煤气,高炉煤气等。
受传统习惯影响由于工业气体应用多,研究和综合利用少,因此,带来的是污染严重,资源和能源浪费,若能加以综合利用,既能产生较大的经济效益又能改变周围环境。
1 压缩空气在钢铁企业压缩空气属于企业动力,几乎整个生产过程都离不开它。
主要作为助燃气用于鼓风燃烧;作为原料气用于空气分离氧、氮、氩;作为控制气用于仪表和气动控制系统。
作为助燃气不必处理可直接使用,作为原料气必须清除机械杂质水、二氧化碳和碳氢化合物,作为控制气也必须清除机械杂质和水才能使用。
2 氧气在钢铁企业将制氧工序称之为心脏,常用有氧就有钢来形容其重要性,同时也显示出其地位。
211 设计与使用传统设计的一般年产100万t钢的企业其氧气生产能力为冶炼过程平均耗氧量的2～3倍。
贮存系统均配以球罐,它的外供能力可以保证事故状态下炼钢一个吹炼周期的用氧,液氧通常为备用,即在检修或突发事故状态下启动,启动时按液氧泵,启动时间约为20多m in,贮备量为单机产量4～12h的产量。
这就形成氧产量远大于贮备和使用量而造成大量放散。
在生产、贮供、使用中造成不平衡,这是因为产氧是连续均衡生产,而炼钢(指转炉)间断不连续。
这种设计的不合理就带来了使用上浪费惊人。
钢铁企业压缩空气系统节电潜力及对策研究
注 ： 据 来 自２ ０ 年 美 国能 源 部 调查 报 告 。 数 ０３
图 ２ 全球各地区平均使用空气压缩机负荷的百分 比
这 些 问题 的存 在 ， 明我 国在 空气 压 缩机 系统 说 的装备 水 平 和运 行 管理 上 相 对落 后 ， 空 气压 缩 机 在 能 源 损耗 方 面 的损 失 相 当 巨大 ， 同时也 表 明了 我 国 在 空 气 压 缩 机 节 能方 面还 存 在 非 常 巨大 的潜 力 和 空 间 ， 这个 方 面 值得 付 出努力 去 推 动 和改 进 压缩 在 空气 系统整 体效 率 的提升 。 目前 ， 国这方 面 的工作 正 在 启动 之 中 ， 我 比如 ：
系统 节 能工 程这 一 项 。２０ 年 ， ０ ６ 上海 市 经济 委 员会 提出的《 常用节能技术指导 目录》 ， 中 涉及压缩空气
系统 的节能技术就有“ 提高空气压缩机 自身效率” 、 “ 气 压 缩 机 中央 集 中控 制 系 统 ” “ 力 流量 控 制 空 、压 技术”“ 、空气 压 缩 机 采 用 变 频 调 速 技 术 ” “ 缩 空 、压 气 干燥 工 艺 改 进 技 术 ” “ 缩 空 气 系 统 管 路 优 化 ” 、压 和“ 空气压 缩机 热 回收技术 ” 多项 技术 措施 等 。
３ 钢铁企业压缩空气系统 的使用现状
在钢 铁 企业 中 ， 缩 空 气是 钢 铁 生产 过 程 中必 压 不 可 少 的 能 源 介 质 ， 用 区域 遍 布 原 料 、 铁 、 使 炼 炼 钢 、 钢 等 钢 铁 生 产 链 条 的各 个 环 节 之 中 ， 生 产 轧 与 直 接耦 合 在一 起 ， 果供 气 中断将 给 企 业正 常 生 产 如
首钢京唐钢铁厂压缩空气供气系统的优化设计
由于 在 以往 的设 计 中 ，要达 到上 述压 缩 空气 的标
准 ，一般 采 用吸 附 式干 燥 装置 ，具体 有 无热 再 生吸附 式 、 热再 生吸附 式及加 热再 生吸附 式 。而无热再 生吸 微
及压 缩 空气质 量等级 国 际标 准 ！Ｏ８ ７ ． 的规 定 ， Ｓ ５３ １ 对气 动仪 表 的空气 质量等级 为 ２ 、３ 、３ ，对应 的最大 含尘量
为 ｌ ／ ，最大 水蒸 汽含 量为压 力露 点 一 ０ ｍｇ ｍ ２ ℃，最大 含油 量为 ｌ ／ 。 ｍｇ ｍ 冶金 企 业的净化 压缩 空气一般 按此
标准 进行 处理 。
压机 站来 向全 厂供 气 ， 共配 置 了 １ 台 ２ ０ ／ ｉ ３ ５ ｍ ｒ ｎ的离 ａ
心式 无 油空压 机 。即满 足 了设 备 集 中化 、大 型化 的优
势 ，同时也 相对 减少 了管 网的 管径 和输送 离 。 巨 １ ２分 压力级 别供气 ．
由于冶 金企 业 中压 缩空 气 的用 户 的使用 压 力一般 为 ０４ ０ ６ ａ ．～ ．ＭＰ ，考虑到 管 网的阻 力损失 ，空 压机 的设
求不高 的场合 ， 有时也 做 为吸附式 压缩 空气干燥 装置 的
预 处理 。
合理 的。在京 唐钢 铁厂 ，根据全 厂压缩 空气 负荷 的分布
情况 ， 别在炼 铁 区 、 分 炼钢 区及 轧钢 区各建一 座 集中空
按照 Ｇ Ｔ１ ２ ７ ９ 《 Ｂ／ ３ ７ － １（ 一般 用压缩 空气质 量等级》
机 容量和 备用机 的数 量 ， 同时可 以减 少设 备 的维护 检修
人 员及费 用。此外 ，集 中后可 以采用 大型设 备 ， 备的 设
中 ，采用分 类统计 ， 后按需净化 ，因此厂 区的压缩 空 然
压缩空气制热原理
压缩空气制热原理一、引言压缩空气制热是一种常见的热能转换方式，它利用机械能将空气压缩成高温高压气体，再将气体释放出来进行燃烧，从而产生热能。
本文将详细介绍压缩空气制热的原理以及其应用领域。
二、压缩空气制热原理压缩空气制热的原理可以简单地概括为：通过机械能将空气压缩成高温高压气体，然后释放气体进行燃烧，产生高温热能。
具体而言，压缩机将空气压缩至较高压力，同时使其温度也升高。
随后，高温高压的空气进入燃烧室，在适当的条件下与燃料混合并点燃，产生火焰和高温热能。
这种热能可以用于加热水、发电、烘干等各种应用。
三、压缩空气制热的应用领域1. 工业加热：压缩空气制热广泛应用于工业领域，特别是需要高温热源的场合。
例如，石油化工行业中的裂解炉、重整炉等需要高温热源进行反应的设备，通常采用压缩空气制热方式。
此外，压缩空气制热还可以用于钢铁、玻璃、陶瓷等行业的烧结、烘干等工艺。
2. 发电：压缩空气制热可以用于发电，其中最常见的是压缩空气储能电站。
该电站利用低峰时段的电力将空气压缩储存，高峰时段释放压缩空气驱动发电机组发电，从而平衡电力供需。
这种发电方式具有灵活性高、响应速度快的优点。
3. 汽车动力系统：压缩空气制热在汽车动力系统中也有应用。
目前有一种被称为“压缩空气汽车”的交通工具，它采用压缩空气作为动力源，通过释放压缩空气驱动汽车运行。
相比传统燃油汽车，压缩空气汽车具有零排放、低噪音等优点。
四、压缩空气制热的优势与挑战1. 优势：（1）清洁能源：压缩空气制热是一种清洁能源，不产生二氧化碳等有害气体，对环境友好。
（2）可再生能源：压缩空气可以通过再生能源（如太阳能、风能）进行压缩，具有可再生性。
（3）适应性强：压缩空气制热可以适应不同的燃料，如天然气、液化石油气等。
2. 挑战：（1）能量损失：压缩空气的制备过程中会有一定的能量损失，降低了能量转换效率。
（2）储存问题：压缩空气需要进行储存，储存设备成本较高，且储存效率有限。
钢铁行业的可再生能源应用太阳能和风能
钢铁行业的可再生能源应用太阳能和风能钢铁行业的可再生能源应用：太阳能和风能可再生能源已成为当前全球能源转型的重要方向之一，而其在钢铁行业的应用也逐渐被重视起来。
太阳能和风能作为最为常见和成熟的可再生能源形式，具有巨大的潜力可以为钢铁行业提供清洁和可持续的能源供应。
本文将探讨太阳能和风能在钢铁行业应用的现状、优势和挑战，以及未来发展前景。
1. 太阳能在钢铁行业的应用太阳能是指利用太阳辐射能转化成电能或热能的能源形式。
在钢铁生产过程中，太阳能可以应用于以下几个方面：1.1 光伏发电系统光伏发电系统通过太阳能电池板将光能转化为电能，可为钢铁企业提供绿色、低碳的电力供应。
光伏发电系统不仅可以为企业的生产运行提供电力支持，还可以将多余的电能纳入电网进行并网发电，实现能源的回收和利用。
1.2 太阳能热水系统太阳能热水系统利用太阳能收集器将太阳能转化为热能，为钢铁企业的生产过程提供热水供应。
这样不仅可以减少传统能源的消耗，降低企业的能源成本，还可以减少环境污染。
2. 风能在钢铁行业的应用风能是指利用风力转化为电能的能源形式。
在钢铁生产过程中，风能可以应用于以下几个方面：2.1 风力发电风力发电是将风能转化为电能的一种方式，通过安装风力发电机组，将风能转化为电能，并纳入电网进行使用。
钢铁企业可以利用风力发电系统为自身提供电力供应，同时还可以将多余的电能出售给电网，获得额外的经济收益。
2.2 风力压缩空气风力压缩空气是一种新型的储能技术，通过利用风力将空气进行压缩，然后在需要用电的时候释放出来，驱动涡轮机转化为电能供应。
这种技术可以解决风力发电与用电之间的时间不匹配问题，提高钢铁生产的能源利用效率。
3. 可再生能源应用的优势和挑战可再生能源的应用在钢铁行业具有以下优势：3.1 清洁和低碳太阳能和风能作为可再生能源，不会产生二氧化碳等温室气体和污染物，有助于减少钢铁行业对环境的压力，实现绿色、低碳的生产模式。
3.2 节约成本钢铁行业运行所需的能源成本较高，而可再生能源的利用可以减少对传统能源的依赖，降低能源成本，提高企业的竞争力。
压缩空气讲座心得体会
在这次关于压缩空气的讲座中，我收获颇丰。
通过这次讲座，我对压缩空气的基本原理、应用领域以及在我国的发展状况有了更深入的了解。
以下是我对此次讲座的心得体会。
一、压缩空气的基本原理讲座首先介绍了压缩空气的基本原理。
空气是一种可压缩的流体，当空气受到压缩时，其体积减小，压力增大。
压缩空气设备将空气压缩至一定压力后，通过管道输送到各个使用点，为各种机械设备提供动力。
在讲座中，我了解到压缩空气的产生主要分为两大类：一类是机械式压缩，如活塞式、螺杆式等；另一类是容积式压缩，如离心式、叶轮式等。
机械式压缩是通过机械运动将空气压缩，而容积式压缩则是通过改变气体体积来实现压缩。
二、压缩空气的应用领域压缩空气在工业、医疗、日常生活等领域有着广泛的应用。
以下是我对压缩空气应用领域的了解：1. 工业领域：在制造业、交通运输、能源等行业，压缩空气作为动力源，为各种机械设备提供动力。
例如，在汽车制造中，压缩空气用于驱动气动工具；在钢铁行业中，压缩空气用于吹扫、冷却等。
2. 医疗领域：压缩空气在医疗领域也有广泛应用。
例如，呼吸机、注射泵等医疗设备都依赖于压缩空气作为动力源。
3. 日常生活：在日常生活中，压缩空气也随处可见。
如气垫床、家用吸尘器、打气筒等。
三、我国压缩空气产业的发展状况随着我国经济的快速发展，压缩空气产业也得到了长足进步。
以下是我对我国压缩空气产业发展的了解：1. 市场规模：我国压缩空气市场规模逐年扩大，已成为全球最大的压缩空气设备生产国和消费国。
2. 技术创新：我国压缩空气产业在技术创新方面取得了显著成果。
如研发出高效节能的压缩机、环保型空气处理设备等。
3. 产业政策：我国政府高度重视压缩空气产业发展，出台了一系列政策措施，如节能减排、产业升级等。
四、心得体会1. 提高认识：通过此次讲座，我对压缩空气有了更全面的认识，明白了其在各个领域的重要性。
2. 重视技术创新：在压缩空气产业发展过程中，技术创新是关键。
我国应加大研发投入，提高自主创新能力，以满足市场需求。
9压缩空气系统节能改造案例
9压缩空气系统节能改造案例压缩空气系统是工业生产中常用的能源系统之一、然而，传统的压缩空气系统存在能源浪费较大的问题，给企业带来了不小的经济负担。
为了解决这一问题，许多企业都进行了压缩空气系统的节能改造。
本文将介绍9个压缩空气系统节能改造案例，旨在帮助企业了解如何通过改造来提高能源利用效率，降低能耗和成本。
1.更换高效率压缩机：电子制造企业将原来老旧的压缩机更换为高效率的变频压缩机，用电量减少了30%，能耗明显降低。
2.排气恢复利用：钢铁厂将压缩空气系统的排气用于热水设备，实现了排气的恢复利用，节约能源成本。
3.管线绝热处理：化工企业对压缩空气输送管线进行绝热处理，减少了能量损失，提高了能源利用效率。
4.定期检测漏气：汽车制造厂定期对压缩空气系统进行检测，修复漏气问题，避免了能源的浪费。
5.定时运行控制：纺织厂通过安装定时控制器，实现了压缩空气系统的定时运行，避免了空转浪费。
6.优化配气系统：食品加工厂对压缩空气配气系统进行优化，避免了过度压缩和不必要的能耗。
7.载荷均衡控制：化纤厂通过载荷均衡控制系统，实现了多台压缩机的合理分配运行，提高了能源利用效率。
8.定期维护保养：制药企业对压缩空气系统进行定期维护保养，保证系统的正常运行，减少能源的浪费。
9.节能意识培训：家具制造企业通过组织员工节能培训，提高了员工的节能意识和行为，降低了能耗。
通过以上9个案例，我们可以看出，在压缩空气系统的节能改造过程中，企业可以从多个方面着手，如更换高效率设备、恢复利用废气、绝热处理、漏气修复、定时运行控制、优化配气系统、载荷均衡控制、定期维护保养和员工节能意识培训等。
这些改造措施能够提高压缩空气系统的能源利用效率，降低能耗和成本，为企业实现可持续发展做出贡献。
企业在进行改造时应根据自身情况选择合适的措施，并加强对改造效果的监测和评估，以不断提高节能改造的效果。
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炉渣可以被用作水泥。产生的气体可以进行发电。
1. 炼钢:
过程描述
氧气顶吹转炉
熔化的烧石灰或加入容器中从而形成炉渣来吸收 杂质。 大概循环过了20分钟将近结束的时候，会取样， 进行测试和分析。 容器倾斜，并且把铁水倒入钢煲。 会在钢中加入一些合金的材料进行进一步的冶炼， 有些时候会把氩或者氮冲入钢煲，从而确保混合 的精确度。 当钢被转移之后，炉渣会被排出并且冷却。
一般 Centac 3CII (从 170－255mc/min, 可达11.5 bar) 或者 Centac C3000 (从270－450mc/min, 1可达1 bar) 或者 +Centac 5CII (从350－800mc/min, 可达11.5 bar)
或者 Centac (能把压力调高到50 bar)
6.英格索兰在钢铁工业中的解决方案
Solutionizing
TM
我们要切实地关心客户的真正需求所在 ，从而不仅能够为他们节约成本，更主 要的是增加他们的核心产量。
空气评估 项目管理 空压机控制 工厂用气控制 安装 保养项目 Air Care 竞争对手备件
冷却塔
空气压缩系统 在钢铁厂的应用
索引
1. 炼钢 2. 亚洲的钢铁市场 3. 组织、杂志、和展览会 组织、杂志、 4. 我们今天的商业机遇 5. 空气的运用 6. 英格索兰为钢铁厂提供的系统解决方案
1. 炼钢:
过程描述
高炉
铁是从高炉中的铁矿石萃取的
成排的铁矿石被运输到 高炉的炉顶进行熔化。 空气被加热到1200摄氏 度，用来燃烧焦炭。
高度相当于27层楼 可以负荷280顿的钢铁 流水线上排布着难熔的砖块，获取高温。 7天24小时全天运转
1. 炼钢:
过程描述
高炉
燃烧的焦炭会产生一氧化碳，一氧化碳会和氧化铁发 生化学反应，去除了熔化铁中的氧。
1. 炼钢:
过程描述
氧气顶吹转炉
每隔2个小时，铁水和矿渣会被排出。 铁水被送入了氧气顶吹转炉。散钢会填充五分之一 的炉子。 99％的纯氧被吹到钢上，从而使得温度上升到1700 摄氏度左右。这么高的温度可以熔化散铁，降低碳 含量，去除杂质。
1
(4)
2. The steel market in Asia
250,000
中国
36
总的天然钢产量
200,000 31 26 150,000 21 tons 16 100,000 11 6 1 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 (4) % growth vs lyr
1. 炼钢: 过程描述
2. 亚洲的钢铁市场
500,000
亚洲
450,000 400,000 350,000 300,000
36
总的天然钢产量
31 26 % growth vs lyr
21 tons 250,000 16 200,000 11 150,000 100,000 50,000 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 6
1. 炼钢:
过程描述
电 炉 电炉可以使散钢转变成为86％的纯钢和14％的铁。 电炉是一个圆形的钢壳，周围排列着难熔的砖块。在 电炉的顶部有一个可以升降的电极碳棒。周围的壁面和炉 顶都是水冷却。 电弧在碎钢上能够把温度上升到1600摄氏度，从而熔 化碎钢。 碳、氧气、氢气和熔化的钢水会添加到熔炉中，从而 移除杂质。
大气量，很高的压力，有可能会达到50bar
*** 需要注意的是，通常会根据不同需求而改变。***
Centac 3CI 5 级 (从 170－255mc/min, 可达25 bar) Centac 4CI 5级
25 bar 应用 40-50 bar 应用
(从 255－425mc/min, 可达25 bar)
4. 我们今天的业务
18 16 14 12 10 150,000 8 6 4 50,000 2 0 2000 2001 2002 2003 2004 est 0 100,000 200,000 300,000
中国 AS HI 业务量和市场增长的比较
250,000
总的天然钢产量
ASHI 业务 M$
5. 空气在钢铁厂的应用 过程用气 (空气送风)
调压 Centac 3CIIB
5CIIB
6.英格索兰在钢铁工业中的解决方案 仪表用气
8－10 b mc/min, 压力可达11 bar)
Nirvana
(可达 200马力)
HOC 干燥机
(从 18－800 mc/min, 可达 -70摄氏度露点温度）
热空气，大气量，低压 2.5 bar
过程用气 (空气分离装置)
热空气，大气量，18－25 bar
仪表用气
8－10 bar -40摄氏度 露点温度
6. 英格索兰在钢铁厂的系统解决方案 过程用气 (空气送风) 热空气，大气量，低压 2.5 bar 新的CD BLOWER 新的 单级无油空压机性能曲线
6. 英格索兰在钢铁工业中的解决方案 过程用气 (空气分离装置)
50,000
2. 亚洲的钢铁市场
Iron&Steel Book 2004
3. 各种有关钢铁的组织、杂质和贸易展 American Internation Iron & Steel institute (AISI) Internation Iron & Steel institute New Steel magazine Steel News magazine Others Web Site .tw