ICS27.010 F01 中华人民共和国国家标准 GB/T30715—2014 钢 铁生产过程能量系统优化实施指南 Guidelineforenergysystemoptimizationofironandsteelproductionprocess 2014-06-09发布 2014-10-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由全国能量系统标准化技术委员会(SAC/TC459)提出并归口。 本标准起草单位:中国标准化研究院、钢铁研究总院、山东钢铁集团有限公司、唐山钢铁集团有限责 任公司、太原钢铁(集团)有限公司、北京首钢股份有限公司、宝钢集团有限公司、冶金工业信息标准研究 院、南京钢铁股份有限公司、济钢集团有限公司、四川省节能技术服务中心。 本标准主要起草人:刘猛、郦秀萍、梁凯丽、王宝军、闫振武、姚红、戴坚、于永淼、白雪、冯凉、仇金辉、 陈飚、杨勇。 ⅠGB/T30715—2014 钢铁生产过程能量系统优化实施指南 1 范围 本标准给出了实施钢铁生产过程能量系统优化的原则、步骤及其主要内容。 本标准适用于现有钢铁生产过程能量系统优化工作,新建或改扩建钢铁生产过程项目的能量系统 优化可参照本标准执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T2589 综合能耗计算通则 GB/T3484 企业能量平衡通则 GB/T13234 企业节能量计算方法 GB/T28749 企业能量平衡网络图绘制方法 GB/T28750 节能量测量和验证技术通则 GB/T28751 企业能量平衡表编制方法 GB/T28924-2012 钢铁企业能效指数计算导则 3 术语和定义 GB/T28924—2012界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 钢铁生产过程 ironandsteelproductionprocess 以铁矿石或废钢为原料,包括炼铁、炼钢和轧钢等主工序,原料处理、动力系统、运输系统等辅助工 序的钢铁产品制造过程。 3.2 钢铁生产过程能量系统 energysystemofironandsteelproductionprocess 钢铁生产过程中能量转换、输送、分配、储存、使用和回收等一个或若干个环节组成的系统。 3.3 钢铁生产过程能量系统优化 energysystemoptimizationofironandsteelproductionprocess 以钢铁生产过程能量系统为研究对象,通过系统分析,结合先进工艺和节能技术的应用,找出提升 系统整体能源利用效率的机会,在满足生产需求的前提下,提出并实施系统优化方案,并对优化效果进 行持续评估和改进的过程。 3.4 载能体 energycarrier 在制备或生产过程中消耗了能源的物质,或本身可产生能量的物质。 1GB/T30715—2014 4 基本原则 钢铁生产过程能量系统优化应遵循以下基本原则: a) 重视能源和非能源物质等载能体的节约; b)进行全生产过程的能耗分析,包括直接能耗和间接能耗; c)充分考虑安全生产和环境保护等约束条件; d)充分考虑成本控制和经济效益等因素; e)充分考虑各类影响因素,如产品品种结构、能源结构、原料品质、产品深加工程度等; f)充分考虑与周边社区、企业的能源优化; g)确保能量系统优化实施效果的稳定持续。 5 基本实施步骤 开展钢铁生产过程能量系统优化工作包括但不限于以下基本实施步骤: a)系统边界划分; b)系统现状调研; c)系统总体用能分析; d)优化方案的制定; e)优化方案的实施; f)效果评估。 6 系统边界划分 6.1 边界类别 边界划分主要包括以下类别: a)工序边界,以原材料或中间产品的输入确定每个工序的起点,以中间产品或最终产品的输出确 定每个工序的终点; b)管理边界,边界内包括企业内的钢铁主工序和辅助工序; c)关联企业边界,边界内包括相关联的不同企业; d)地理边界,边界内包括主要生产设施所处的地理区域。 6.2 划分原则 边界划分主要遵循以下原则: a)边界划分应以管理边界为主,确保边界内能量系统优化工作的可控性; b)当与钢铁生产过程相关联的不同企业均参与到同一能量系统优化工程中时,可按照关联企业 边界划分系统; c)应通过描述系统的工艺流程图,明确系统和各工序的边界,示例参见附录A; d)明确上述边界后,确定相应的地理边界。 2GB/T30715—2014 7 系统现状调研 7.1 内容 现状调研包括但不限于以下内容: a)钢铁生产流程和工艺生产装置、重点耗能设备设计能力、实际生产能力、工艺及产品方案、全厂 总平面布置及主要物流、原料和产品类别、品种结构、数量、质量、价格等; b)生产控制数据,包括操作参数、原料和产品质量控制指标、产品深加工程度、生产装置、系统生 产负荷等; c)能源及耗能工质消耗类别、数量、质量、价格等; d)重点耗能设备能源利用效率; e)钢铁生产过程二次能源回收利用情况,如副产煤气、余热蒸汽、余热余压等二次能源产生利用 数据; f)生产装置、公辅系统生产瓶颈以及用能存在的主要问题; g)与厂外生活区、邻近工业园区及周边企业能源互供的现状及未来互供的可能性及可靠性; h)环境保护执行的标准; i)环境温度、气压和湿度等气象数据; j)企业发展规划,包括新建装置、扩能及重大技改等。 7.2 数据资料收集与分析 现状调研过程中数据资料收集与分析包括但不限于以下要点: a)收集一定时期内企业稳定生产情况下用能分析评价及优化方案制定等所需的相关资料和 数据; b)对所收集数据和资料的完整性和准确性进行分析,可依据物料平衡、能量平衡和相互间关联关 系,对数据进行校正及核实,必要时应对存有疑问或不足的重要数据进行实测。 8 系统总体用能分析 8.1 概述 通过分析与能量系统生产和用能直接相关的各种因素对系统能源消耗总量的影响,找出能量系统 优化的重点环节。 8.2 基本分析内容 8.2.1 利用第7章的调研结果,分别按照GB/T3484、GB/T28751和GB/T28749的要求绘制钢铁生 产过程能量系统能量平衡表和能量平衡网络图,可根据系统实际情况构建钢铁生产过程能量系统优化 模型。 8.2.2 针对铁矿石或废钢等原料物质流,分析各工序用能情况(包括主要耗能设备能效情况),分析方 法可采用能耗限额对标与e-p分析相结合的方法;其中能耗限额对标是与相关标准的能耗限额指标进 行对比,无具体标准对应的应与国内外先进企业进行对标分析;e-p分析法可参照参考文献[1]、[2]。 8.2.3 针对主要能源介质,对煤气系统、蒸汽系统、电力系统、气体系统、水系统等进行分析,从能源的 产生、转换、输送、分配、储存、使用、回收等环节评价能量利用的合理性;分析二次能源回收利用情况,包 3GB/T30715—2014 括二次能源富裕量、梯级利用或降质使用情况及损失率、二次能源发电装机容量、发电能耗等,评价二次 能源利用的合理性。 8.2.4 分析各主要耗能设备能效,并与相关的能效指标进行对比,无具体能效标准对应的应与国内外 先进企业相关指标进行对标分析。 8.3 分析结果输出 说明现有能量系统存在的问题、找出提升系统整体能效的机会及对应的节能技术,钢铁生产过程能 量系统优化常见节能技术可参见但不限于附录B。 9 优化方案的制定 9.1 以本系统用能现状为基础,参照第4章的基本原则,充分考虑相关节能技术实施对系统整体节能 效果和经济效益的综合影响,分别形成不同节能技术各自对应的优化方案。 9.2 优化方案包括以下主要内容: a)现状分析及存在的主要问题; b)优化方案设计; c)节能效果和经济效益估算; d)实施建议。 10 优化方案的实施 优化方案的实施主要包括以下要点: a)综合考虑不同的优化方案对系统能效、经济性的影响、对其他方案的影响、方案实施的技术经 济可行性等因素进行优选排序,组合形成实施方案; b)优化方案实施后,持续跟踪方案的节能增效效果。对可持续采用的方案,适时改进工艺操作规 程;对不能持续采用的方案分析原因,进行必要的调整。 11 效果评估 11.1 优化工作全部完成或阶段完成后,对钢铁生产过程能量系统用能情况进行后评价,以评估优化结 果,相关评价计算结果记录备案作为今后优化工作的依据或参考。 11.2 钢铁生产过程能量系统综合能耗计算可按照GB/T2589进行计算。 11.3 钢铁生产过程能量系统优化实现的节能量可按照GB/T28750进行测量和验证。 11.4 钢铁生产过程能量系统优化实现的节能量可按照GB/T13234进行计算。 11.5 钢铁生产过程能量系统综合能效指数可按照GB/T28924—2012进行计算。 4GB/T30715—2014 附 录 A (资料性附录) 钢铁生产过程能量系统典型流程及边界示例 图A.1给出了钢铁生产过程能量系统典型流程及边界示例。 图A.1 钢铁生产过程能量系统典型流程及边界示例 5GB/T30715—2014 附 录 B (资料性附录) 钢铁生产过程能量系统优化常见节能技术 B.1 优化工艺结构和产品结构 B.1.1 高炉、转炉流程的优化技术: a)铁、钢界面的衔接匹配技术,减少铁水转兑热损失和混铁炉保温的能源消耗; b)炼钢、连铸机的界面技术,高效连铸改造,提高运行速度,缩短运行时间; c)连铸、轧钢界面,提高连铸坯