Энергосбережение и снижение потребления в сталеплавильном производстве заводы

Когда говорят об энергосбережении в металлургии, многие сразу представляют замену лампочек на светодиоды или утепление окон в цехах. Но реальная экономия скрыта в технологических процессах, особенно в сталеплавильных цехах, где каждый градус температуры и минута плавки влияют на миллионы рублей.

Температурный контроль как основа экономии

В 2018 году на одном из уральских заводов мы столкнулись с парадоксом: электросталеплавильная печь потребляла на 7% больше энергии при том же объеме выплавки. После недели анализа обнаружили, что операторы перестраховывались и держали температуру ванны на 20-30°C выше технологического регламента. Проблема была в устаревшей системе пирометров, которые давали погрешность до 4%.

Тут пригодился опыт коллег из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс'. Их инфракрасные пирометры серии TGY-3000, которые мы тестировали в 2020 году, позволяли контролировать температуру в реальном времени с точностью до ±0,75%. Интересно, что на их сайте https://www.tengyidianzi.ru есть кейс по внедрению систем непрерывного измерения температуры в конвертерном производстве — очень близко к нашей ситуации.

Но важно понимать: даже лучшая аппаратура не поможет, если не менять подход к управлению процессом. Мы сначала купили дорогие немецкие пирометры, но сэкономили на обучении персонала — результат был нулевой. Только когда разработали новые технологические карты с четкими температурными зонами для каждой марки стали, экономия достигла 3,2% по электроэнергии.

Оптимизация времени плавки

Часто недооценивают, как простои между плавками влияют на энергопотребление. На заводе в Череповце мы измеряли: если пауза между выпуском стали и загрузкой новой шихты превышает 8 минут, следующая плавка требует дополнительных 5-7 кВт·ч/т из-за необходимости компенсировать теплопотери.

Здесь снова важна точная термометрия. С помощью инфракрасных систем от Тэнъи Электроникс мы смогли оптимизировать график подогрева металлолома — теперь не греем 'на всякий случай', а точно поддерживаем температуру 600-650°C в зоне загрузки. Это дало еще 2,1% экономии природного газа.

Правда, не все попытки были успешными. В 2019 пробовали внедрить систему рекуперации тепла отходящих газов — проект забуксовал из-за сложности интеграции с существующим газоочистным оборудованием. Иногда простые решения вроде оптимизации временных циклов оказываются эффективнее дорогих технологий.

Системный подход к энергосбережению

Сейчас многие заводы увлеклись точечными решениями: ставят частотные преобразователи на вентиляторы, меняют электроды на более эффективные. Это дает результат, но настоящий прорыв происходит только при системном подходе.

На примере того же ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' видно, как важно объединять измерение, контроль и управление. Их системы не просто показывают температуру, а интегрируются с АСУ ТП, позволяя автоматически корректировать режимы плавки. В прошлом году на новом КПЦ в Липецке такая интеграция помогла снизить удельное энергопотребление на 4,8% без замены основного оборудования.

Кстати, мы долго не могли понять, почему при всех наших усилиях энергоемкость не опускается ниже определенного уровня. Оказалось, мешали 'наследственные' проблемы — устаревшая схема компенсации реактивной мощности, доставшаяся от советских времен. После модернизации фильтрокомпенсирующих устройств экономия возросла еще на 3,5%.

Практические сложности внедрения

Теоретически все просто: измеряй точнее — управляй лучше — экономь больше. На практике сталкиваешься с сопротивлением персонала, несовместимостью систем, необходимостью остановки производства для монтажа.

Помню, как при установке инфракрасных пирометров в зоне разливки пришлось полностью переделывать систему охлаждения — стандартное воздушное обдувание не справлялось с температурой 80°C у кожуха печи. Пришлось разрабатывать индивидуальное решение с водяным охлаждением, что увеличило срок окупаемости проекта с 8 до 14 месяцев.

Еще одна проблема — калибровка. Даже лучшая аппаратура со временем 'уплывает'. Мы сейчас раз в квартал проводим поверку всех измерительных каналов, используя в том числе мобильные калибраторы от Тэнъи. Их технические специалисты как-то подсказали интересный прием: ставить контрольные термопары в ключевых точках для перекрестной проверки показаний. Мелочь, а помогает избежать серьезных погрешностей.

Перспективы и ограничения

Сейчас много говорят про цифровизацию и Industry 4.0 в металлургии. Но в энергосбережении важно не потерять здравый смысл: иногда простая замена футеровки печи дает большую экономию, чем дорогая система предиктивной аналитики.

Из интересных разработок последнего времени — системы динамического управления мощностью дуговых печей, которые учитывают не только текущие параметры плавки, но и прогноз стоимости электроэнергии на сутки вперед. Мы тестировали подобную систему в прошлом году, но пока не вышли на стабильный результат — слишком много переменных факторов.

Возвращаясь к теме точных измерений: именно здесь компании вроде ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' находят свою нишу. Их специализация на инфракрасной термометрии для непрерывных процессов — хороший пример того, как глубокая экспертиза в узкой области может приносить реальную пользу в глобальных вопросах снижения потребления.

В конечном счете, энергосбережение в сталеплавильном производстве — это не про разовые акции, а про ежедневную кропотливую работу: следить за приборами, обучать операторов, оптимизировать регламенты. И начинать нужно всегда с точных измерений — без этого все остальные усилия напоминают стрельбу вслепую.