钢铁厂电气自动化技术在节能减排中的作用

钢铁厂电气自动化技术在节能减排中的作用

张金永

新疆天山钢铁巴州有限公司动力厂

摘要：随着全球对气候变化和环境保护的关注日益增强，节能减排已成为工业发展的重要指标。作为能源消耗大户和重要的工业部门，钢铁产业面临着转型升级的压力，急需通过技术创新来实现绿色、低碳的生产方式。本文围绕电气自动化技术在钢铁厂节能减排中的应用进行探讨，旨在分析其在提高能效、降低排放中的作用及实现方式，以期为钢铁产业的可持续发展提供科学依据和技术支持。

关键词：钢铁厂；电气自动化技术；节能减排

1、钢铁产业节能减排的需求与挑战

面对全球气候变化，节能减排已成为不可逆转的全球趋势。作为主要的能源消耗者之一，钢铁产业的高耗能和高排放问题凸显，占全球能源消耗的7%-9%及工业总排放量的近30%。在此形势下，钢铁产业的节能减排迫在眉睫。然而，现有生产技术的能效不高、生产过程能源利用和物料转换的复杂性、以及越来越严格的环保政策，共同构成了钢铁产业面临的三大挑战，迫切需要通过技术革新和过程优化，提升能源效率，同时满足环保要求，减少经济损失。

2、电气自动化技术概述

电气自动化技术结合电子、信息和自动控制技术，对生产设备和过程实施自动化监控与管理，覆盖传感器、控制理论、人机界面及数据处理等领域。在钢铁产业，它广泛应用于从原料处理到炼铁、炼钢、连铸及轧钢等各环节，优化操作、提升能效并减少资源浪费。先进的传感器和控制系统能实时调整生产参数，提高生产的稳定性和效率。此技术不仅提升生产效率和产品质量，还通过精准控制能源和物料流，大幅降低能源消耗与污染排放，同时增强工作安全，减少操作失误。

3、电气自动化技术在钢铁厂的应用

3.1生产过程自动化

生产过程自动化在钢铁厂的应用尤为关键，它通过先进的自动控制系统和信息化管理平台，实现了对炼铁、炼钢、连铸及轧钢等核心环节的精确管理和控制。例如，在炼铁环节，利用高级控制算法实时调整高炉的温度、压力和料位，显著提升炼铁效率及铁水品质。炼钢过程中，自动化技术的应用使得炉温、化学成分及钢水流动得以精确控制，提高了钢水质量，同时缩减炼钢时间，提升生产效率。连铸过程的自动化控制优化了铸坯的冷却速度和结晶器振动，确保了铸坯的内部和表面质量。在轧钢环节，通过精细调节轧制参数，如轧速、轧制力和温度，保障了成品的一致性和精度。这一系列自动化技术的应用不仅提高了生产效率和产品质量，还促进了资源和能源的高效利用[1]。

3.2能源管理与优化

能源管理与优化在钢铁生产中扮演着至关重要的角色，关键在于通过电气自动化技术实现节能减排。集成的能源监控系统和管理平台能实时追踪能源消耗，分析效率，识别高耗能环节，为节能和降低成本提供了依据。实施动态能源管理策略，如优化生产计划和调整设备运行，有效应对能源供应波动，降低能源成本。同时，引入变频技术和能量回收等先进解决方案，提升了设备能效并减少浪费。能源优化不仅限于单一能源，还包括热能、电能和水资源的综合管理，如利用余热和循环废水，这些措施既节约了资源，又减轻了对环境的影响，推动了钢铁厂向绿色可持续发展转型。

3.3环境监测与控制

钢铁生产过程中产生的废气、废水和固体废物对环境造成了严重影响。电气自动化技术在环境监测与控制方面的应用，为减轻这些环境影响提供了有效的手段。通过安装多种在线监测仪器和环境监测系统，钢铁厂能够实时监控污染物排放水平和环境状况，确保排放符合相关环保法规的要求。自动化控制系统可以根据实时监测数据调整生产过程和污染控制设备的运行状态，优化排放控制策略，有效降低污染物的排放量。例如，在烟气脱硫和脱硝系统中，通过自动化控制可以实现对脱硫剂和脱硝剂的精确投加，提高脱硫脱硝效率，降低运营成本。此外，自动化技术还可以应用于固废处理和资源回收领域，如废钢自动化分拣和废渣资源化利用，减少资源消耗，提高资源利用率，为钢铁厂的环境保护和资源节约提供了强有力的技术支撑。

4、节能减排效果分析

4.1节能成果

电气自动化技术通过精细控制生产过程和优化设备运行，显著提升了钢铁厂的能源效率并实现节能目标。动态调整生产参数和采用变频及电机节能技术，特别是在轧机和风机等大功率设备上，有效减少了电能消耗。余热回收技术，如利用高炉或炼钢炉的煤气进行发电或供热，极大提升了能源综合利用率。这些措施使得部分钢铁企业综合能耗降低超过10%，节能效果与技术应用的深度和广度密切相关。同时，自动化技术优化了生产流程，减少原材料消耗和废品率，降低生产成本，展现出显著的节能成果和经济效益。

4.2减排成果

电气自动化技术的应用对于减少钢铁厂的温室气体排放和其他污染物排放同样具有重要意义。通过优化生产过程和能源使用，减少了化石能源的消耗，从而直接降低了二氧化碳等温室气体的排放量。例如，自动化控制系统能够优化炉窑的燃烧效率，减少煤气和电力的消耗，降低了CO2和SO2等污染物的排放。在环境监测与控制方面，自动化技术通过精确控制污染处理设备，如脱硫和脱硝系统，有效减少了废气中有害物质的排放。统计数据表明，采用电气自动化技术后，钢铁企业的SO

2排放量和颗粒物排放量平均下降了20%以上[2]。

4.3经济效益分析

电气自动化技术的应用不仅带来了节能减排的环境效益，同时也为钢铁企业带来了显著的经济效益。节能降耗直接减少了生产成本，提高了企业的经济效率和市场竞争力。例如，能效提升和能源成本的降低，为企业节省了大量的运营成本。余热回收和资源循环利用不仅减轻了环境负担，也转化为了企业的额外收入来源。此外，符合环保法规和标准的企业能够减少因污染问题带来的经济损失，如罚款和生产限制。在一些国家和地区，节能减排还能够使企业获得政府的财政补贴和税收优惠，进一步增强了节能减排措施的经济吸引力。

5、结论

电气自动化技术在钢铁厂节能减排中发挥了关键作用。通过实施生产过程自动化、能源管理与优化、以及环境监测与控制，钢铁厂不仅显著提高了生产效率和产品质量，还实现了能源使用的最大化效率和污染物排放的最小化。节能减排的成效不仅体现在环境保护方面，还带来了明显的经济效益，提高了企业的市场竞争力。因此，加强电气自动化技术的研究、开发和应用，是促进钢铁产业可持续发展的重要途径。

参考文献

[1]高屹峰. 电气自动化控制钢铁厂设备的可靠性探讨[J]. 冶金管理, 2022, (03): 49-51.

[2]阎冬. 钢铁厂的电气自动化控制技术探讨[J]. 中国高新技术企业, 2022, (25): 143-144.