Номер части:
Журнал

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:


DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Автор:
, ,
Анотация:
Ключевые слова:                     
Данные для цитирования: . ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ // Евразийский Союз Ученых. Технические науки. ; ():-.





Решение задач энергосбережения на металлургическом предприятии как крупном потребителе электрической и тепловой энергии невозможно без разработки стратегии и основных направлений энергосбережения с обязательной координацией перспективного развития основного производства [1].

Например, на  ОАО «ММК» для обеспечения возможности утилизации все большего количества вторичных газов вводятся новые генерирующие мощности и модернизируются существующие котлы и печи. Наблюдаемое за последние годы повышение эффективности энергопотребления на целом ряде предприятий металлургической отрасли и прежде всего на таких крупнейших комбинатах, как ММК, НЛМК, «Северсталь» и других, весьма показательно.

Снижение энергозатрат достигнуто главным образом за счет реализации двух основных направлений энергосберегающей политики: развития собственных энергетических мощностей и максимально возможной утилизации вторичных энергоресурсов.

В последнее время предприятия отрасли испытывают постоянное давление со стороны естественных монополий в виде ограничений в поставке энергоресурсов с одновременным ростом цен на энергоносители, что снижает, при равных качественных показателях, конкурентоспособность металла.

В этой связи возникает широкий круг новых вопросов и проблем, от решения которых зависит постановка и реализация практических задач энергосбережения. К основным из них можно отнести следующие:

  1. Оценка рациональности и эффективности существующей на предприятии структуры энергопотребления (природный газ, электроэнергия, энергетический уголь, металлургические газы) при изменении уровня цен на покупные энергоресурсы, а также с учетом глубины и продолжительности ограничений их поставки.
  2. Прогнозирование ожидаемых уровней энергозатрат при изменении технологии, сортамента и качества продукции и сравнение различных технологий и оборудования с точки зрения энегоэффективности.
  3. 3. Установление необходимых резервов мощностей по выработке энергоносителей собственного производства для обеспечения ритмичной работы технологии и проведения модернизации и реконструкции энергетического оборудования.

Одним из основных цехов по выпуску проката на ОАО ММК является листопрокатный цех № 10 (ЛПЦ-10). В 2013 году на ЛПЦ – 10 было выпущено 5,5 млн. тонн горячекатаного листа с высокой энергоемкостью. Для получения конечного продукта (горячекатаного листа), сляб проходит печное отделение, где доводится до необходимой температуры перед прокаткой. Печное отделение листопрокатного цеха № 10 состоит из 4 печей, в которых сжигается огромное количество природного газа.

Для нагрева заготовки с размерами 160 – 400 – 7000 мм, на одной печи расходуется 1,3794 м3/с природного газа, при использовании конвертированного этот расход можно снизить до 1,064 м3/с. При средней годовой производительности печи в 1,375 млн. тонн экономия природного газа может составить 9,9 млн. м3. При цене природного газа 3,5 рубля за 1 м3 природного газа, экономия в денежном эквиваленте может составить 34,8 млн. рублей в год.

При выпуске готовой продукции на ЛПЦ-10 в 5,5 млн. тонн и задействовании 4 печей, экономия может составить 139,3 млн рублей в год.

Выпуск горячекатаного проката на ОАО ММК за год в среднем составляет около 10 млн тонн. При переоборудовании печных отделений во всех листопрокатных цехах горячей прокатки экономия топлива в денежном эквиваленте составит 253,273 млн рублей в год. Расчеты можно представить в виде таблицы 1.

 

Таблица 1.

Энергоэкономические показатели

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Также можно рассмотреть пути энергосбережения природного газа на рудоперерабатывающих предприятиях, например, Бакальское рудоуправление. На основе реакции углекислотной конверсии была разработана энергоэффективная схема обжига сидеритовой руды. Углекислотная конверсия метана в синтез-газ CO + H2 – одна из важнейших химических реакций, пригодная для получения водорода и дающая начало синтезу углеводородов и других технически ценных продуктов. Количественный состав образующегося синтез-газа в реакции имеет следующий состав – CO:H2 = 1:1.

Реакция углекислотной конверсии имеет следующий вид:

CH4 + CO2 = 2CO + 2H2

В разрабатываемой схеме [2]шахтная печь представляет собой агрегат несмешивающего типа, чтобы получить чистый СО2 для проведения реакции углекислотной конверсии. При обжиге сидерита выделяется углекислый газ, который вместе с природным газом поступают в реактор углекислотной конверсии. В реакторе при температуре около 1000 °С образуется синтез газ, который направляется в камеру сгорания, где вместе с воздухом сжигается. Образующиеся продукты сгорания поступают в реактор для его отопления и осуществления реакции углекислотной конверсии. После реактора продукты сгорания поступают в газовую турбину, расширяются в ней и выходят из турбины с температурой порядка 700 °С. Газовая турбина вырабатывает электроэнергию, которую можно использовать на собственные нужды предприятия. После турбины продукты сгорания поступают в шахтную печь для обжига сидерита и после этого удаляются из печи в дымовую трубу. Таким образом, в разрабатываемой схеме энергия продуктов сгорания синтез газа используется, практически, полностью, что, безусловно, повышает ее эффективность. Также на схеме есть оборудование, например, дробилка и компрессор, для привода которых необходима электроэнергия, которую можно получить от газовой турбины.

Составим сводную таблицу энергозатрат действующей и предлагаемой схемы [3].

Таблица 2.

Энергозатраты

Энергозатраты Действующая схема Разработанная схема
При сжигании природного газа, МДж/т 1790 6286,48
Для производства электроэнергии, МДж/т 5266,8 0
Итого, МДж/т 7056,8 6286,48

7056,8 – 6286,48 = 770,32 МДж/т

Таким образом, энергозатраты разработанной схемы, на 770,32 МДж/т меньше, чем у действующей. Разработанная схема является более энергоэффективной. При сжигании большего количества природного газа мы получаем большее количество обожженного сидерита, а также вырабатываем собственную электроэнергию, за которую не нужно платить, и которой хватит не только на собственные нужды предприятия, но также и на снабжение прилегающих населенных пунктов электроэнергией.

На таком металлургическом производстве как ОАО ММК имеется в наличии высокопотенциальный температурный вторичный энергоресурс – конвертерный газ. Коэффициент полезного использования этого ресурса 3,5%. Поскольку практически в полном объеме сбрасывается в атмосферу.

В результате проделанных исследований по эффективности использования конвертерного газа было предложено следующие направление. Производить обжиг извести в обжиговом реакторе с помощью отходящих конвертерных газов. Это позволит нам сэкономить расходы, связанные с природным газом, так как сейчас известь обжигается именно этим природным ресурсом.

По расчетным данным можно подвести следующие выводы:

Так как происходит замена природного газа на конвертерный, то снижается количество извести, обожженной за одну продувку. Её количество равняется 50 кг на тонну стали, выпускаемой в кислородно – конвертерном производстве. Сейчас расход природного газа составляет порядка 13 м3/т. стали[4]. Из-за частичной замены его на сбросной  конвертерный, удается понизить эту цифру до 5,76 м3/т. стали.

Если произвести перерасчет на рубли, то экономия 8,4 м3 природного газа составит 294 млн. руб. в год для предприятия с годовым выпуском стали 10 млн. тонн. Добавочным эффектом станет добавление горячей извести, выпущенной из реактора при температуре 1600°С, в кислородный конвертер, где протекают эндотермические реакции с чугуном.

Таким образом, были рассмотрены  пути энергосбережения природного газа в различных сферах металлургической промышленности, использование которых окажет положительное влияние на технологический процесс производства продукции.

Списоклитературы:

  1. Никифоров Г. В. Энергосбережение и управление энергопотреблением в металлургическом производстве/ Никифоров Г. В., Олейников В. К., Заславец Б. И. // Главный энергетик. – – № 3. – С. 34–39.
  2. Мурзадеров А.В. Использование углекислотной конверсии углеводородов в комплексе рудоперерабатывающего предприятия / Мурзадеров А.В., Запарнюк М.Н., Исянгильдина Л.Х., Картавцев С.В. // — МГТУ. — Магнитогорск. – Энергетики и металлурги настоящему и будущему России. Материалы 15-й всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов. – 2014. – С. 81-83.
  3. Мурзадеров А.В. Разработка энергоэффективной схемы обжига сидеритовой руды / Мурзадеров А.В., Картавцев С.В. // — МГТУ. — Магнитогорск. – Энергетики и металлурги настоящему и будущему России. Материалы 16-й всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов. – 2015. – С. 144.
  4. Хейло Д.В., Картавцев С.В. Энергосберегающий эффект нагретой извести в кислородно – конвертерном процессе / Д.В. Хейло // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Материалы 16-й Всерос. науч.–практ. конф. студентов, аспирантов и специалистов. – Магнитогорск: ФГБОУ ВПО “МГТУ им. Г.И.Носова”, 2015.- C. 142-143.[schema type=»book» name=»ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ» description=»В данной работе рассмотрены пути энергосбережения природного газа в различных областях металлургической промышленности. Внедрение и разработка этих методов позволит улучшить технологический процесс предприятия и улучшить его экономическое положение.» author=»Хейло Дмитрий Владимирович, Мурзадеров Артём Вячеславович, Понаморев Михаил Михайлович, Картавцев Сергей Владимирович» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-04″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 6778

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх