Анотація до роботи:

Сазонов С.І. “Зниження паливовикористання металургійного комбінату на основі вдосконалення енерготехнологічних режимів роботи доменних печей ”.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.16.02.- металургія чорних металів. - Національна металургійна академія України, Дніпропетровськ-2006.

Дисертаційна робота присвячена розробці енергозберігаючих режимів роботи металургійного комбінату на основі оптимізації роботи доменних печей і паливного балансу комбінату з використанням багатофакторних нелінійних енерготехнологічних характеристик основних цехів і агрегатів.

На основі системного аналізу енерговитрат при виробництві металопродукції сформульована задача вибору енергозберігаючих режимів роботи металургійного комбінату як послідовність вирішення двох задач :мінімум витрат коксу в доменних печах при виконанні заданої виробничої програми і мінімум витрат природного газу споживачами, що використовують доменний газ.

Рішення задач оптимізації засновано на використанні енерготехнологічних характеристик агрегатів і цехів комбінату - багатофакторних нелінійних статистичних залежностях споживання палива від продуктивності і основних технологічних параметрів процесів.

Встановлено, що при реалізації оптимального розподілу продуктивності і дуттєвих добавок між доменними печами зниження споживання коксу складає 1,1-1,2% з одночасним зменшенням виходу доменного газу і його хімічного потенціалу на 1,5% - 2,6% .

На основі рішення задачі оптимального розподілу доменного газу між споживачами розроблені і досліджені енергозберігаючі режими роботи металургійного комбінату. В тому числі визначені кількісні данні о впливі температури доменного дуття на зміни споживання коксу і природного газу на підприємстві; в дослідженому діапазоні параметрів підвищення температури дуття приводить до росту споживання природного газу на 20-40% від отриманої економії коксу (в т у.п.).

Розроблено новий комплексний показник - коефіцієнт зниження витрат природного газу при впровадженні енергозберігаючих заходів, що дозволяє ранжирувати цехи і агрегати металургійного комбінату по ефективності енергозбереження.

Впровадження оптимальних режимів роботи доменного цеха у другому півріччі 2004 року показало практичну можливість їх реалізації.

В дисертації вирішена важлива науково-технічна задача визначення енергозберігаючих режимів роботи металургійного комбінату на основі оптимізації роботи доменних печей і паливного балансу комбінату з використанням багатофакторних нелінійних енерготехнологічних характеристик основних цехів і агрегатів. Розроблені режими пройшли промислову апробацію. Проведені дослідження дозволяють зробити наступні узагальнення та висновки:

1. Системний аналіз споживання палива на комбінаті і фінансових витрат на його придбання дозволив сформулювати рішення задачі вибору енергозберігаючих режимів роботи підприємства як послідовне вирішення двох задач :

мінімум витрат коксу в доменних печах () при виконанні заданої виробничої програми;

мінімум витрат природного газу споживачами, які використують доменний газ ().

2. На основі багатофакторного регресійного аналізу отримані нелінійні енерготехнологічні характеристики доменних печей , блоків повітронагрівачів і інших технологічних агрегатів металургійного комбінату, що споживають доменний газ, котрі враховують реальні умови виробництва, показники сировини, суб’єктивні фактори, технічний стан обладнання.

3. На основі математичного моделювання і промислових досліджень визначені залежності споживання палива шахтними вапняково-обпалювальними печами від продуктивності і об’ємної долі доменного газу в паливній суміші, можливий діапазон зміни котрої досягає 75%.

4. Стосовно до умов доменного цеха Алчевського металургійного комбінату вирішена задача оптимізації режимів роботи комплексу доменних печей по мінімуму витрат коксу і проведена оцінка їх ефективності. Встановлено, що у всьому дослідженому діапазоні продуктивності доменного цеха існує два локальних екстремума. Оптимальні режими роботи доменного цеха можуть бути досягнуті при підвищенні продуктивності печей в наступній послідовності: піч №4, далі піч №3, піч №5 (оптимальний режим №1) чи в зворотному порядку (оптимальний режим №2).

5. Впровадження оптимальних режимів роботи доменного цеха в другому півріччі 2004 року показало практичну можливість їх реалізації і дозволила досягти зниження питомих витрат коксу на 1 кг/т, природного газу – на 5,7м³/т, вугілля - на 2,6 кг/т у порівнянні з першим півріччям 2004 року. В результаті отримаю економічний ефект 5855283 грн.

6. На основі рішення задачі оптимального розподілу доменного газу між споживачами розроблені і досліджені енергозберігаючі режими роботи металургійного комбінату. В тому числі:

визначені кількісні данні о впливі температури нагріву доменного дуття на зміни споживання коксу і природного газу на підприємстві; в дослідженому діапазоні параметрів підвищення температури дуття приводить до росту споживання природного газу на 20-40% від отриманої економії коксу (в тут), в результаті чого економічна ефективність від зниження витрат коксу зменшується в середньому на 20%;

встановлені величини додаткових витрат природного газу, що пов’язані з ростом втрат доменного газу на свічі, при умовах базового режиму роботи (додаткові фінансові витрати на придбання природного газу складають 25%);

встановлено додатковий ефект зниження витрат природного газу шляхом його заміни коксовим в зв’язку з зменшенням споживання доменного газу нагрівальними печами і його перерозподілом між елементами системи (потенціал економії природного газу за рахунок підвищення поставок коксового газу складає більш 30% по порівнянню з базовим режимом роботи).

7. Розроблено новий комплексний показник - коефіцієнт зниження витрат природного газу при впровадженні енергозберігаючих заходів, що дозволяє ранжирувати цехи і агрегати металургійного комбінату по ефективності енергозбереження.

Позначення: - коефіцієнти рівняння регресії; продуктивність i-го технологічного агрегату (елемента системи), т/мес; - температура дуття, С; - витрати дуття тис м ³; - об’ємна доля доменного газу в паливній суміші; - теплова доля природного газу в паливній суміші; - виробництво пари на ТЕЦ-ППС, т /міс; - витрати умовного палива i-им елементом системи тут/мес; - втрати доменного газу тут/міс, - коефіцієнт зниження витрат природного газу i-им елементом системи, тут/тут.

Індекси : КОМБ, ТЛЦ1, ТЛЦ2,СПЦ, ОБЖ, ИОП, ДЦ, ТЭЦ, ВН – комбінат, товстолистовий цех№1, товстолистовий цех №2, сортопрокатний цех, обтискний цех, дільниця вапняково-обпалювальних печей, доменний цех, ТЕЦ-ППС, блок повітронагрівачів; 3, 4, 5 - номера доменних печей; ДУТ – доменне дуття.