2011年6月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
钢厂能耗分析与评价的研究进展
张文娟"，王宝，刘青‘，杨振国，苍大强，李安责”，翟辽阔”
(1.北京科技大学冶金与生态工程学院，生态与蒲环冶金教育部重点实验室，北京100083：
2.菜芜钢铁股份有限公司特殊钢厂，山东菜芜271105：3.北京科技大学数理学院，北京100083）
Vol.11 No.3 June2011
摘要：论述了生产工艺发展、工艺流程结构变化及余热余能利用技术应用对钢厂能耗的影响，以及钢厂能耗分析与评价方法的研究进展，指出基于物质流系绕的能耗分析应注重主生产工序间物流状况及各工序的工艺改进，基于能量流系统的能耗分析更重视能量子系统闻的能源供求匹配、能级匹配；钢铁产品生命周期分析将能耗研究范围扩展至钢铁生产过程的上、下游环节，有助于实现系统节能.讨论了现有能耗评价基准(理论最小值、实际最小值、优化后最佳值、世界/区域最佳实践值)的优劣及其应用范围，并结合一般系统的可靠性，提出和探讨了钢厂能耗可靠性评价及其深入研究方向，以挖掘系统在原料条件、产品结构及维修制度、操作水平等方面的节能潜力，实现能耗的精细控制. 关键词：钢厂；能耗分析：评价指标：评价基准；可靠性
中图分类号：TF4;TK011 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2011)03-0533-08
法常用来分析评价各类生产指标，如工序废品率、废品回收率、中间产品外销率等对流程能耗的影响。陆钟武
钢厂是能源消耗和CO2排放大户，其能源消耗量占全国总能耗的15%左右，CO2排放占全国的14.2%ll) 1980年以来，我国钢铁工业的节能降耗工作取得了巨大进步，至2009年，大中型重点钢铁企业吨钢综合能耗标煤/钢从1980年的1650kg/t降到619kg/t，下降了 62.5%，吨钢CO排放由1990年的4.06t降到2.2t，但与世界工业发达国家相比仍有一定差距(2-4，能源消耗是工业企业中重要的资源消耗指标之一，直接关系到企业的生产成本和经营效益，同时，降低能源消耗也是控制污染物排放的重要途径。对钢厂的能耗进行科学的分析与评价，对挖掘节能潜力至关重要
钢铁生产过程是由众多过程单元工序构成的复杂系统，常用的能耗评价指标包括工序能耗、吨钢可比能耗及吨钢综合能耗等，分别用于过程单元/工序、流程及企业3个不同层次的评价，同时，研究者在各层次从不同视角建立了能耗分析模型。在工序能耗研究中，常用的分析方法包括过程单元的能量收支平衡分析模型[5.6]，促进了过程单元余热余能的回收利用：利用过程的工艺操作参数建立的各工序能耗的经验模型[78，为进一步改善工艺操作和加强节能管理提供理论依据.在流程能耗研究中，一般只涉及炼铁、炼钢、连铸(或模铸)、轧钢等主要生产工序，文献[9]针对7种典型钢铁生产流程，通过定量分析，指出短流程的能源效率均优于长流程，且薄板坏生产流程的能源效率高于长材和普通棒材流程。此外，建立钢铁生产流程基准物质流图")的分析方
[]提出的e-P分析法及在此基础上发展的流程能耗诊断分析方法)，有助于在众多工序中迅速找出制约钢厂节能的主要工序，另外，Larsson等[3)利用混合整型线性规划模型，对联合钢铁企业能耗进行了集成优化分析，进而具体指导各工序内工艺操作参数选择及新设备的选用，近年来，随着钢铁企业系统功能的不断深化，钢铁生产过程能耗研究从钢铁产品的生产阶段逐新扩展至原材料生产、产品使用、报废等上游和下游环节，为节能减排做出了重要贡献.
本工作总结了影响钢厂能耗的各种因素，介绍了常用的能耗分析与评价方法的研究进展，并在现有能耗评价指标基础上，结合一般的可靠性理论，探讨了钢铁生产过程能耗评价的可靠性，提出评价钢铁生产过程系统
能耗可靠性的指标一能耗可靠度 2钢厂能耗的特点
钢厂是典型的过程工业系统，包括众多具有特定功
能的过程单元，通过单元内部及单元间物质和能量的转换、输送和储存来完成对物料的物理化学加工处理。近年来，随着钢厂装备水平的提升、工序功能的演进及产品性能要求的提高，现代钢厂逐渐形成了各种具有一定规模、特定产品结构及相应工艺流程的典型结构[14]，其能源消耗具有以下特点：
(1)能源结构复杂。现代钢厂的规模不断扩大，涉及多种工序，具有复杂的能源结构，包括煤炭、天然气等
收稳日期：2010-11-15，修回日期：2011-04-18
基金项目：国家自然科学基金资助项日(编号：50874014)：数育部新世纪优秀人才支持计划基金资助项目(编号：NCET-07-0067) 作者篇介；张文期(1985-)，女，山西省大同市人，额士研究生，锅铁冶金专业；刘青，通讯联系人，E-mail:qliu@ustb.edu.cn
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