1.钢铁行业对电气技术与设备的需求分析

•
波动大
–
•
负荷变化与生产状况直接相关
– 钢铁企业负荷主要为工业负荷，其用电 特点直接和设备的运行状态相关，负荷 主要由生产过程来决定，没有明显的日 负荷周期波动的特征。
钢铁企业负荷曲线
三、钢铁企业对电气技术与设备的基本需求
钢铁行业是国民经济的重要支柱，也是重工业用电领域的主行业 之一，其典型的流程工业决定了用电设备的运行与生产的高度耦合性。 第一需求：用电设备具备故障率低、抗干扰能力强和稳定性好 第二需求：用电设备能源转化效率高，节能 第三需求：信息化、智能化设备
三、钢铁企业对电气技术与设备的基本需求
宝钢内部各生产线设备受电压暂降影响
电压暂降造成部分接触器开关线圈失压释放，进而引发工艺连锁跳电
传动调速装置对电能质量的要求比较高，电网电压暂降直接影响设备的正常工 作，造成机组欠电压跳电，调速装置的损坏，堆钢或断带，严重影响生产
三、钢铁企业对电气技术与设备的基本需求
重点钢企45%亏损 行业生态链几近断裂
（第一财经日报，2014-05-19）
“我不清楚宝钢这杆红旗在上海还能打多久。”在第八届中国国际钢
铁大会上，徐乐江表示，目前，单是环保压力，就让他连能不能让宝钢上
海钢厂保留下来都不敢拍胸脯保证，“我面临的压力巨大”。 钢铁行业面临外界环境已经今非昔比，而在渐入行业寒冬的今天，企 业该怎么办，明天又要往哪走，似乎成了企业们的共同命题。
钢铁行业对电气技术与设备的需求分析
李关定 2014.6.27
报告提纲
一．钢铁企业现况 二．钢铁企业用电特点 三．钢铁企业对电气技术与设备的基本需求 四．钢铁企业节电技术（以宝钢为例）
一、钢铁企业现况
• 钢铁企业是指以生产钢铁产品为基本任务的企业。
一、钢铁企业现况
• 钢铁企业已进入微利或亏损时代
行方案认证和优化后，由各部门通过技术改造或设备改善等途径来实施。实施后
预计节电率30％以上。
四、钢铁企业节电技术（以宝钢为例）
•
4、涂装润滑材料技术的应用
– 通过涂装合适的高分子润滑材料可减少水泵、风机内部流动阻力，达到提高 效率节约电能的目的。按已实施的200KW送水泵系统的测试结果来看，节电率在3 ％，投资回报期1～2年。
年内。二是在可实施换灯区域，将耗能高的汞灯换成金卤灯等手段。据在宝钢已
实施区域的照度测试和节电率测试报告来看，换灯后，不但区域照度有提高，而 且节电率也可达40％左右，投资回报期二年内。
四、钢铁企业节电技术（以宝钢为例）
•
2、生产区域低压配电系统的电能质量治理及节电措施
– 宝钢生产区域中的制氧、水处理及制水等单元的低压配电系统中接有许多旋 转设备，如带有变频装置的风机、送水泵、脱水机等等。这些旋转设备在运行时
四、钢铁企业节电技术（以宝钢为例）
节电，特别是大型工业企业的节电已经成为必需，这既是企业降低成本的 需要，也是企业的社会责任。大型的工业企业具有较大的节电潜力，但需要 具体问题具体分析，发掘节电潜力所在。 节电工作不仅仅是技术问题，往往涉及技术和管理两个方面，两个均具有 较大的节电潜力，甚至有时候管理节电的潜力更大。 目前宝钢的节电工作进展迅速，并已经取得了较好的效果，但是从长期来看， 进一步节电仍然需要较多的工作。
宝钢针对电压跌落问题的举措
研究提高终端用户传动控制设备的抗干扰能力 通过一些典型的测试，研究适当降低欠电压的保护动作值，确认变频器是否具备一定 的抗电网跌落的能力。这项工作在SIEMENS、ABB和三菱的变频器中进行了抽样测试，结果 发现仅少量装置控制电源回路中的开关电源工作范围有一些余量，且调节难度较大，不能 完全解决问题 优先考虑采用控制电源回路采用中间直流回路和外部电源同时供电的变频器 对大量因电压暂降引起的跳机事件进行对比分析，发现当电压暂降深度小于20%，持续 时间短于80ms时，变频器控制电源由中间直流电源供电的装置几乎不发生跳电。因此，目 前在一些中小容量的设备选型上，优先考虑采用控制电源回路采用中间直流回路和外部电 源同时供电的变频器。 UPS的使用 对于重要设备，对它的控制电源与主回路电源采用UPS，该技术已在一些厂得到应用， 但由于UPS的容量小，只能应用在控制电源或小容量的关键设备上。对于重要的低压设备， 其接触器电源线圈电源采用UPS。
四、钢铁企业节电技术（以宝钢为例）
•
1、主干道路照明及生产区域室内外照明回路节电措施
– 宝钢产区占地较大，生产厂房众多，因此有大量的照明设备且24小时使用， 据统计，单宝钢生产区域主厂房照明的年耗电量在9000万度以上，所以宝钢开展 照明节电具有很大的节电潜力。 – 目前，主要开展了主干道路和生产区域室内外照明回路的节电措施，年节电量在 3000万度。开展的技术措施主要有两个：一是在照明负荷30A以上的供电回路中串 联节电控制器来降压限流，已实施区域的实测节电率为23％左右，投资回报期三
“虽然前期有过一段好时光，但处于产能过剩行业中的钢铁企业处境
变得越来越难，现在每个企业都在经历着这种变化。”华菱集团董事长曹 慧泉如是说。
一、钢铁企业现况
现阶段“节能与环保”直接关系到钢铁企业的是否可以继续生存下去。
电气技术与设备如何在钢铁企业的“节能与环保”中发挥作用？
这是一个值得钢铁企业本身与电气业界同仁需要深入思考的一个问题。
三、钢铁企业对电气技术与设备的基本需求
第一需求：用电设备具备故障率低、抗干扰能力强和稳定性好
抗电压跌落能力
在钢铁企业中，受工艺或节能改造的影响，大量的变频调速系统得到应用，这 些设备往往对电压跌落比较敏感，对跌幅超过15%，持续时间60ms以上的电压 暂降耐受能力较差，这需要从提升设备本身的耐受能力和采取部分电压补偿措 施着手。
电能管理系统 节电技术 电力需求侧 管理系统 电能平衡 管理系统 电力负荷 调整系统 产品电耗定额 管理系统 电能信息采集 与处理系统
a
三、钢铁企业对电气技术与设备的基本需求
第三需求：信息化、智能化设备
设备运行性能的在线监测 目前智能电网的变革正在进行之中，其中很重要的一部分就是供电与用电
的互动，这就是需要在用电设备本身具有一定的信息采集与接收的能力。
会产生瞬间浪涌和谐波电流，污染了电源质量。最近我们对制水单元抽样进行了
低压配电系统的电能质量测试，结果表明：该类系统电流浪涌现象严重，谐波含 量高，这种现状导致接入该系统的电气设备故障损坏率高、设备使用寿命降低、 不明原因的故障停机和电能的浪费。 – 改造目标：设备故障停机率、年设备维修及备件费用下降，节电率5％。
二、钢铁企业用电特点
年用电量120亿度以上， 约占上海总用电10%
宝钢作为一个特大 型的钢铁企业，电能使 用贯穿在钢铁生产的每 个环节。 宝钢的供配电系统 是传输、分配、供给宝 钢各生产环节使用电能 的复杂电力网络。在宝 钢生产与能源供给中起 着至关重要的作用。
二、钢铁企业用电特点
公司各生产用电负荷按其负荷大小和 重要性采用了不同的供电方式。大多数用 电负荷均采用两回路供电方式，且两条线 路供电容量互为100％备用，在一条线路 检修或故障时，另一条线路能承担全部生 产负荷，保证时可靠供电。对负荷较大的 重要生产负荷采用双回路或三回路供电如 2050热轧、1580热轧、1880热轧、四冷轧、 五冷轧、6号、7号制氧等。此外，对一些 非重要负荷采用了单回路供电方式，如道 路照明、仓储、机修等。
三、钢铁企业对电气技术与设备的基本需求
第二需求：用电设备能源转化效率高，节能
系统节电技术体系
配电网 节电技术 无功补偿 技术 优化负荷 曲线技术 配电网拓扑 结构优化技术 变压器 节电技术 改善电能 质量技术
电能转换设备 节电技术 电能-机械能转换 设备节电技术 电能-化学能转换 设备节电技术 电能-光能转换 设备节电技术 电能-信息转换 设备节电技术 电能-热能转换 设备节电技术
四、钢铁企业节电技术（以宝钢为例）
•
3、变频节电技术的推广应用
– 宝钢生产区域的水泵、风机等中低压系统的变频装置投运后，节电效果明显， 平均节电率在25％以上。但变频装置在运行时会产生瞬间浪涌和谐波电流，污染 了电源质量，所以需结合电能质量治理来开展这项工作。我们考虑以各部门为单 元，各部门按照配电系统配置情况集中提出改造方案供公司专业部门研讨，在进
主要用电设备
•
高炉鼓风机 制氧机 电炉 轧机
各部分负荷用电比例（%）
冶炼 33.07 轧钢 31.42 能源 28.07 辅助 0.54 子公司 5.06 开发 0.93 施工 0.62 其他 0.29
二、钢铁企业用电特点
• 用电量大
– 钢铁企业耗电巨大，一般耗电量占所在 电网的相当比重，以上海宝钢为例，其 用电量约占上海市电网的10%左右。 钢铁企业的总负荷主要是由在钢铁冶炼 锻造等工业过程中产生的负荷组成，受 其生产特点的影响，在钢铁企业中存在 一些较大的冲击负荷，比如电炉负荷， 热轧负荷等等。这些生产环节中主要是 靠电力进行冶炼和轧制，具有较大的冲 击负荷特点。
四、钢铁企业节电技术（以宝钢为例）
• 5、高效电气设备的应用
– 高效电机：电机的节能是一项系统工程，涉及电动机的全寿命周期，从电动机的 设计、制造到电动机的选型、运行、调节、检修、报废，要从电动机的整个寿命 周期考虑其节能措施的效果，目前宝钢已经实施了部分区域的高效电机替换工作。 – 高效风机、水泵：高效风机、水泵也称 节能风机、水泵，目前宝钢正在冷轧、钢 管条钢等区域实施高效风机、水泵的应用。 – 高效变压器:采用高效变压器可大大降低变压器空载损耗和负载损耗，有效降低变 压器的网损，目前宝钢已经在分批次淘汰落后高耗能变压器。