钢铁企业物质流、能量流及其相互关系研究与应用

发布时间：2022-07-07 08:31

　　现代钢铁联合企业是复杂的铁—煤化工系统,钢铁生产过程实质上是物质流在能量流的驱动和作用下,在流程网络中,按照一定的“程序”动态—有序地运行。对典型钢铁企业—宝钢、鞍钢、首秦公司能耗影响因素的分析表明,研究钢铁企业物质流、能量流及其相互作用对节能降耗,建设资源节约型、环境友好型企业具有重要意义。本文应用冶金流程工程学的理论和系统节能的方法,重新审视钢铁企业生产过程的物理本质,把钢铁企业的生产系统抽象为物质流转变过程和能量流转变过程,剖析物质流、能量流在钢铁生产过程中的运行行为、效果及二者的相互作用机制,为钢铁企业的进一步节能减排寻求新的突破口。主要研究内容如下：1.钢铁企业的各种物料沿着产品生命周期的轨迹流动形成物质流（以铁素流为主体）。将某个生产单元或工序的物质流分为来自上道工序物质流、循环利用物质流等5股,构造了钢铁生产单元、生产工序及钢铁生产流程的物质流图,建立了物质流输入输出模型；剖析了各股物质流大小及物质流参数对工序金属收得率、流程资源效率和工序材比系数的影响,结果表明：降低废品率是提高生产工序金属收得率的主要途径；降低流程废品率,提高流程废弃物循环率及吨材外加物质流,是提高生... 

【文章页数】：198 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
1 文献综述
    1.1 我国钢铁工业的能耗及环境现状
        1.1.1 我国钢铁工业能耗现状及面临的问题
        1.1.2 我国钢铁工业环境负荷现状及其与国际先进水平的差距
    1.2 钢铁工业/企业节能方法研究进展
        1.2.1 系统节能方法的由来及发展
        1.2.2 钢铁企业能源模型研究进展
    1.3 钢铁企业的物质流、能量流及其研究进展
        1.3.1 钢铁企业的物质流与能量流
        1.3.2 钢铁工业/企业物质流、能量流分析方法
            1.3.2.1 工业系统物质流、能量流分析方法
            1.3.2.2 钢铁企业物质流、能量流分析方法
    1.4 本文主要研究内容、研究思路和创新点
2 典型钢铁企业的能耗现状调研
    2.1 调研对象及其典型企业
    2.2 我国钢铁企业能耗现状
        2.2.1 大中型企业能耗水平
        2.2.2 典型企业能耗现状
            2.2.2.1 宝钢
            2.2.2.2 鞍钢
            2.2.2.3 首秦
            2.2.2.4 典型企业吨钢能耗的对比
    2.3 钢铁企业能耗的影响因素
        2.3.1 生产规模与技术装备
        2.3.2 生产布局与厂内运输
        2.3.3 能源结构与能源转换水平
        2.3.4 余热余能的回收与利用
    2.4 小结
3 钢铁企业物质流分析
    3.1 生产工序的物质流
        3.1.1 生产单元的物质流模型
        3.1.2 生产工序的物质流模型
    3.2 生产流程的物质流
        3.2.1 生产流程的物质流及其评价指标
        3.2.2 典型钢铁企业生产流程的物质流分析
            3.2.2.1 鞍钢生产流程的物质流分析
            3.2.2.2 首秦生产流程的物质流分析
    3.3 关于物质流的运行时间周期
        3.3.1 物质流的运行模式
        3.3.2 物质流的运行时间周期
            3.3.2.1 串联网络的物质流运行时间周期及连续化度
            3.3.2.2 串—并联网络的物质流运行时间周期及连续化度
        3.3.3 典型企业物质流的运行时间分析
            3.3.3.1 鞍钢各生产流程物质流的运行时间分析
            3.3.3.2 首秦生产流程物质流的运行时间分析
    3.4 小结
4 钢铁企业能量流分析
    4.1 能源转换工序的能量流
        4.1.1 能源转换单元的能量流模型
        4.1.2 能量转换工序的能量流模型
    4.2 能源转换(回收)网络的能量流
    4.3 典型企业能量流分析
        4.3.1 鞍钢能量流分析
            4.3.1.1 煤气网络能量转换效率分析
            4.3.1.2 主要能源产品能值及其影响因素分析
        4.3.2 首秦能量流分析
            4.3.2.1 煤气网络能量转换效率分析
            4.3.2.2 主要能源产品能值及其影响因素分析
    4.4 小结
5 钢铁企业物质流—能量流相互作用的研究与应用
    5.1 钢铁企业物质流—能量流的协同作用
        5.1.1 能量流—物质流协同作用对工序能耗的影响
            5.1.1.1 钢铁生产工序的工序能耗
            5.1.1.2 物质流变化对工序能耗的影响
            5.1.1.3 能量流变化对工序能耗的影响
            5.1.1.4 能量流—能量流协同作用对工序能耗的影响
        5.1.2 能量流—物质流相互作用对吨钢运输能耗的影响
        5.1.3 物质流—能量流相互作用对吨钢能耗的影响
    5.2 影响钢铁企业能耗若干重要问题的探讨
        5.2.1 关于工序间物质流的运行模式
            5.2.1.1 高炉—转炉区段的界面模式
            5.2.1.2 连铸机—热轧机区段的界面模式
        5.2.2 关于富余煤气发电问题
            5.2.2.1 钢铁企业的煤气资源
            5.2.2.2 煤气富余的主要原因及应对策略
            5.2.2.3 富余煤气发电方式
            5.2.2.4 钢铁企业"只买煤不买电"模式分析
        5.2.3 关于余热资源的回收与利用
            5.2.3.1 我国钢铁工业余热资源的回收利用现状
            5.2.3.2 余热回收利用的基本原理、评价指标
            5.2.3.3 典型余热资源的回收与利用
    5.3 典型钢铁企业的物质流—能量流相互作用分析
        5.3.1 鞍钢的物质流—能量流相互作用分析
            5.3.1.1 物质流变化对吨钢能耗的影响
            5.3.1.2 能量流变化对吨钢能耗的影响
        5.3.2 首秦的物质流—能量流相互作用分析
            5.3.2.1 物质流变化对吨钢能耗的影响
            5.3.2.2 能量流变化对吨钢能耗的影响
    5.4 小结
6 典型企业节能对策研究
    6.1 鞍钢节能对策及其效果分析
        6.1.1 淘汰落后生产线,提高设备大型化程度
        6.1.2 优化界面模式,减少物料温降
        6.1.3 简化流程网络,提高流程物质流运行的连续化度
        6.1.4 合理回收利用余热余能,降低工序能耗
        6.1.5 优化煤气发电方式,实现电力自给自足
        6.1.6 提高能源转换水平,降低各类能源产品能值
        6.1.7 节能效果分析
    6.2 首秦节能对策及其效果分析
        6.2.1 高炉—转炉区段界面实施铁水罐一罐到底模式,减少铁水温度损失
        6.2.2 增加热轧生产线,完善生产流程
        6.2.3 加强余热余能回收,提高利用水平
        6.2.4 掺烧富余煤气发电,实现电力自给自足
        6.2.5 优化煤气发电方式,降低动力产品能值
        6.2.6 节能效果分析
    6.3 首秦、鞍钢节能效果对比
    6.4 小结
7 结论
参考文献
致谢
在学期间参加的科研与发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]低热值煤气燃气发电在济钢发电工程中的应用[J]. 孙新安,刘志恒.  中国环境管理干部学院学报. 2007(01)
[2]烧结过程物质流和能量流分析[J]. 胡长庆,张玉柱,张春霞.  烧结球团. 2007(01)
[3]温室气体和钢铁工业减排措施[J]. 张春霞,胡长庆,严定鎏,齐渊洪,陈丽云,张旭孝.  中国冶金. 2007(01)
[4]定量评价生态工业园区的两项指标[J]. 戴铁军,陆钟武.  中国环境科学. 2006(05)
[5]钢铁企业物质流与能量流及其相互关系[J]. 蔡九菊,王建军,陆钟武,殷瑞钰.  东北大学学报. 2006(09)
[6]钢铁生产流程铁资源效率的分析[J]. 戴铁军,陆钟武.  钢铁. 2006(06)
[7]钢铁企业物质流、能量流和污染物流研究[J]. 杜涛,蔡九菊.  钢铁. 2006(04)
[8]中国磷循环系统的物质流分析[J]. 刘毅,陈吉宁.  中国环境科学. 2006(02)
[9]钢铁生产流程铁资源效率与工序铁资源效率关系的分析[J]. 戴铁军,陆钟武.  金属学报. 2006(03)
[10]物质流分析的跟踪观察法[J]. 陆钟武.  中国工程科学. 2006(01)

博士论文
[1]物质流分析、生态足迹分析及其应用[D]. 岳强.东北大学 2006
[2]物质流分析及其在钢铁工业中的应用[D]. 卜庆才.东北大学 2005
[3]高炉—转炉区段工艺技术界面热能工程分析[D]. 郦秀萍.东北大学 2005



本文编号：3656087