冶金工藝節(jié)電應(yīng)注重新上項(xiàng)目設(shè)備選型時(shí)必須優(yōu)先采用節(jié)能、節(jié)電產(chǎn)品。在役設(shè)備要通過(guò)嚴(yán)格的能效標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)改造措施，淘汰落后的工藝、技術(shù)和裝 備，推廣節(jié)電節(jié)能產(chǎn)品和技術(shù)。積極采用相關(guān)節(jié)電生產(chǎn)工藝，如連鑄、連軋生產(chǎn)工藝。同時(shí)，還要重點(diǎn)抓好企業(yè)二次能源的綜合利用工作，如搞好余熱余能的回收利 用，實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)工程。
冶金設(shè)備向大型化、現(xiàn)代化轉(zhuǎn)化，使得生產(chǎn)節(jié)奏不斷加快，工藝對(duì)電力設(shè)備容量不斷加大，如電爐、軋機(jī)配電容量成倍大于其按產(chǎn)品單耗計(jì)算的用電功 率。用超大的功率配置來(lái)?yè)Q取生產(chǎn)中短暫的峰值負(fù)荷供給，其結(jié)果導(dǎo)致用電設(shè)備多數(shù)時(shí)段處于非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，造成電能設(shè)備的極大浪費(fèi)，影響需量電費(fèi)增加。工藝 在生產(chǎn)效能與用能配比的合理性上值得探索。
招式一：電網(wǎng)升壓改造
外部供電電源升壓改造節(jié)電。隨著冶金設(shè)備趨向大型化及高度自動(dòng)化，工藝設(shè)備電氣裝機(jī)容量越來(lái)越大，同時(shí)鋼廠各車間包含大量一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷，對(duì)供 電的連續(xù)性、可靠性要求很高。對(duì)于500萬(wàn)噸級(jí)以上鋼鐵企業(yè)，電源電壓采用220kV較為合理，位置更靠近負(fù)荷集中的地方，能相對(duì)減少輸變電損耗，增加供 配電系統(tǒng)的供電能力，提高可靠性、靈活性和適應(yīng)性，并為企業(yè)今后擴(kuò)大發(fā)展用電需要奠定基礎(chǔ)。鋼廠自己配套建設(shè)專用220kV變電站，主變二次側(cè)可以采用 35kV、10kV電壓等級(jí)，直接對(duì)煉鋼負(fù)荷供電，并采用35kV電壓等級(jí)向鐵前系統(tǒng)35kV變電所、煉鋼35kV變電所、軋鋼35kV變電所、制氧 35kV變電所送電的方式確保項(xiàng)目用電。目前，全國(guó)幾大區(qū)域電網(wǎng)220kV和500kV網(wǎng)架均已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)，是支持鋼鐵企業(yè)自建220kV變電所可靠的電源保 證。220kV比110kV電壓等級(jí)電費(fèi)每千瓦時(shí)低0.023元，以企業(yè)外購(gòu)電量15億千瓦時(shí)計(jì)算，年可直接節(jié)省電費(fèi)開支近3450萬(wàn)元，應(yīng)引起企業(yè)領(lǐng)導(dǎo) 層的重視。
企業(yè)內(nèi)部配電網(wǎng)絡(luò)升壓改造節(jié)電。許多鋼鐵企業(yè)多年來(lái)逐步形成的供配電系統(tǒng)與今天的生產(chǎn)形勢(shì)之間存在不盡合理的情況，加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部配電網(wǎng)絡(luò)升壓改 造也應(yīng)提到議事日程。結(jié)合結(jié)構(gòu)調(diào)整淘汰6kV電壓等級(jí)，新建項(xiàng)目高壓用電設(shè)備和車間變電所一次側(cè)全部采用10kV電壓，能有效提高高壓用電設(shè)備出力和系統(tǒng) 供電能力。
招式二：變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行
變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是通過(guò)優(yōu)化理論，將定量化計(jì)算與變壓器實(shí)際運(yùn)行工作狀況相結(jié)合的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，通過(guò)檢測(cè)、計(jì)算擇優(yōu)選取變壓器最佳運(yùn)行方式、運(yùn)行 最佳組合以及負(fù)載調(diào)整的優(yōu)化、變壓器運(yùn)行條件優(yōu)化措施，達(dá)到充分發(fā)揮變壓器效能的目的。這項(xiàng)技術(shù)投資很少，是向技術(shù)智能挖潛、向科學(xué)管理挖潛，實(shí)施內(nèi)涵節(jié) 電的綜合技術(shù)。
變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的技術(shù)節(jié)電措施包括：有備用變壓器的變電所，選擇技術(shù)特性好的變壓器運(yùn)行；并列運(yùn)行的變壓器應(yīng)優(yōu)選最佳組合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；按變電所負(fù) 載變化規(guī)律，選擇變壓器運(yùn)行臺(tái)數(shù)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；常年負(fù)載波動(dòng)大運(yùn)行，可增設(shè)小容量的變壓器作為調(diào)節(jié)，或配置兩臺(tái)不等容量的變壓器分列運(yùn)行；相鄰分列運(yùn)行的變壓 器輕載時(shí)，可選擇共用的運(yùn)行方式；設(shè)計(jì)選配、淘汰更新時(shí)，要確定變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)；調(diào)整變電所之間的負(fù)載，合理再分配達(dá)到變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行； 改善外部條件實(shí)現(xiàn)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，包括提高變壓器負(fù)載側(cè)功率因數(shù)、降低運(yùn)行溫度、避免變壓器超負(fù)荷運(yùn)行；調(diào)整變電所之間的變壓器，改善特性達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行； 對(duì)需多級(jí)降壓的變配電所，優(yōu)先選擇大變比的變壓器或三線圈變壓器。
變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的管理節(jié)電措施包括：明確管理機(jī)構(gòu)，建立考核制度；確定全面開展變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的方案；對(duì)在線變壓器運(yùn)行情況進(jìn)行檢測(cè)計(jì)算，完善 計(jì)量、建立檔案；各變電所要標(biāo)明變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式和運(yùn)行區(qū)域圖表；各變電所要建立變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)檔案和運(yùn)行紀(jì)錄，每半年進(jìn)行一次經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析，并將 結(jié)果存檔；當(dāng)用電量發(fā)生大的變化，變壓器臺(tái)數(shù)、容量發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)重新校驗(yàn)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行數(shù)據(jù)；考核全年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行時(shí)間不得少于全部運(yùn)行時(shí)間的80%。
招式三：電機(jī)系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)
鋼鐵企業(yè)電機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，其電機(jī)耗電量占總耗電量的60%~70%，節(jié)能潛力很大。
電機(jī)系統(tǒng)能效提升的主要措施包括：一是更新淘汰低效電動(dòng)機(jī)及高耗電設(shè)備，推廣高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)、稀土永磁電動(dòng)機(jī)，高效風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)，高效傳動(dòng) 系統(tǒng)等。二是提高電機(jī)系統(tǒng)效率，推廣變頻調(diào)速、永磁調(diào)速等先進(jìn)電機(jī)調(diào)速技術(shù)，改善風(fēng)機(jī)、泵類電機(jī)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式，逐步淘汰閘板、閥門等機(jī)械節(jié)流調(diào)節(jié)方式，合 理匹配電機(jī)系統(tǒng)，消除“大馬拉小車”現(xiàn)象。三是以先進(jìn)的電力電子技術(shù)傳動(dòng)方式改造傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)方式，如電動(dòng)機(jī)智能模糊控制器，根據(jù)負(fù)載改變電動(dòng)機(jī)的做功 大小滿足生產(chǎn)的需要，逐步采用交流調(diào)速取代直流調(diào)速，采用高新技術(shù)改造拖動(dòng)裝置等。四是優(yōu)化電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行和控制，推廣軟啟動(dòng)裝置、無(wú)功補(bǔ)償裝置、計(jì)算機(jī) 自動(dòng)控制系統(tǒng)等，通過(guò)過(guò)程控制合理配置能量，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
招式四：電力無(wú)功補(bǔ)償
工廠中產(chǎn)生電力無(wú)功的主要耗用設(shè)備是電動(dòng)機(jī)和變壓器，這些負(fù)載在運(yùn)行時(shí)需提供無(wú)功負(fù)荷自然功率因數(shù)很低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)功率因數(shù)cosφ由0.7提高到0.9后，電能總消耗將由8%降低到5%，即可以節(jié)約總電量的3%。
利用移相電容器產(chǎn)生超前電網(wǎng)電壓90度容性電流特性，與電動(dòng)機(jī)、變壓器產(chǎn)生滯后電網(wǎng)電壓90度感性電流相補(bǔ)償作用，在用戶線路上分別適當(dāng)并聯(lián)移 相電容器，可使前端電網(wǎng)上的無(wú)功電流大大降低。原則上無(wú)功消耗應(yīng)從源頭補(bǔ)償，移相電容器作為一種補(bǔ)償設(shè)備，宜安裝在靠近用電設(shè)備的分廠、車間變電所。分 廠、車間級(jí)變電站實(shí)際功率因數(shù)較低，還會(huì)使變壓器的供電能力下降。對(duì)于容量較大、運(yùn)行穩(wěn)定的異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用就地安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置的方法。而企業(yè)各總降壓 變電站宜適量補(bǔ)充調(diào)整高壓集中補(bǔ)償裝置，達(dá)到電力部門規(guī)定供電入口處的功率因數(shù)要求。
當(dāng)無(wú)功補(bǔ)償容量達(dá)到完全補(bǔ)償時(shí)，cosφ=1，節(jié)電效果最大。但此時(shí)易發(fā)生過(guò)補(bǔ)償，反而會(huì)使節(jié)電效果降低。通過(guò)計(jì)算可以得到，功率因數(shù)值選擇在0.92~0.95時(shí)，投資最經(jīng)濟(jì)適宜。
招式五：靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償（SVC）
在現(xiàn)代大型鋼鐵設(shè)備中配置有電弧爐、精煉爐、熱連軋機(jī)等會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染的工藝設(shè)備，生產(chǎn)中將產(chǎn)生有功沖擊、高次諧波和電壓閃變，波動(dòng)負(fù)荷在整個(gè)工藝過(guò)程中，其功率因數(shù)不斷變化。為了滿足功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)囊螅仨毟鶕?jù)現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)分析并快速采取治理措施。
國(guó)內(nèi)某特鋼公司因資金問(wèn)題，投產(chǎn)后未安裝SVC動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置, 導(dǎo)致系統(tǒng)的功率因數(shù)僅在0.78左右，不僅影響電網(wǎng)電能質(zhì)量，造成生產(chǎn)時(shí)電 能浪費(fèi)，而且每月要上交罰款近20萬(wàn)元。為改變系統(tǒng)自然功率因數(shù)較低，抑制煉鋼系統(tǒng)大量的高次諧波和無(wú)功、有功沖擊負(fù)荷，該公司在變電所35KV的Ⅲ段母 線上裝設(shè)SVC動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。措施實(shí)施后不但降低了電能消耗，優(yōu)化了設(shè)備運(yùn)行工況及控制方式，而且能進(jìn)一步減少設(shè)備維護(hù)維修費(fèi)用，提高設(shè)備生產(chǎn)效率； 不僅免除每年上交的200多萬(wàn)元罰款，而且將系統(tǒng)的功率因數(shù)從0.78提高到0.92后，年可減少電能浪費(fèi)825萬(wàn)千瓦時(shí)，綜合節(jié)電效益為600多萬(wàn) 元。
招式六：實(shí)施技術(shù)管理手段
國(guó)家現(xiàn)行兩部電價(jià)，企業(yè)電費(fèi)一方面按消費(fèi)電量以千瓦時(shí)為單位繳納，另一方面按每月測(cè)量出的最大一個(gè)15分鐘的平均功率，作為電力峰值功率繳納需 量電費(fèi)。需量電費(fèi)一般為30元/千瓦左右，或按20元/千伏安繳納（地區(qū)不同單價(jià)有所不同），這對(duì)冶金企業(yè)來(lái)講是一筆較大費(fèi)用。如何提高用電負(fù)荷率，降低 用電最大需量，從而減少需量電費(fèi)開支，是企業(yè)節(jié)電增效工作又一大課題。
目前鋼鐵企業(yè)日平均負(fù)荷率普遍在70%左右，《評(píng)價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則》指出，根據(jù)不同的用電情況，企業(yè)日負(fù)荷率應(yīng)不低于以下指標(biāo)：連續(xù)性生 產(chǎn)95%，三班制生產(chǎn)85%，二班制生產(chǎn)60%，一班制生產(chǎn)30%。年產(chǎn)能1000萬(wàn)噸的鋼企日平均負(fù)荷率由70%提高到85%的指標(biāo)后，最大用電負(fù)荷將 同比降低10萬(wàn)千瓦以上，年減少需量電費(fèi)開支3600萬(wàn)元，同時(shí)還可提高現(xiàn)有供電系統(tǒng)的供電能力，減少企業(yè)發(fā)展新建變電站的投資。
為減少需量用電，鋼鐵企業(yè)應(yīng)做到錯(cuò)峰、避峰調(diào)控；加強(qiáng)電力調(diào)度管理手段，推行全廠供配電系統(tǒng)數(shù)字化管理，需量控制標(biāo)準(zhǔn)化、定量化管理，根據(jù)用電負(fù)荷情況曲線合理安排生產(chǎn)，進(jìn)一步通過(guò)技術(shù)移荷將各時(shí)段最大峰值負(fù)荷拉平降低，實(shí)現(xiàn)用電需量最小化。
招式七：企業(yè)供配電系統(tǒng)優(yōu)化
以年產(chǎn)1000萬(wàn)噸的鋼鐵企業(yè)為例，一般有功最大負(fù)荷在820兆瓦左右，若變壓器的負(fù)載率控制在65%~70%經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍，功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)酱?于0.92，一次配電變壓器配置總?cè)萘繎?yīng)在1350兆伏安左右。目前企業(yè)為保證供電安全，一次配電變壓器容量配置較高，保守在1500兆伏安以上。若合理 調(diào)整負(fù)荷、提高變壓器利用率，僅減少變壓器自身?yè)p耗可節(jié)電2000千瓦，全年節(jié)約電能1600萬(wàn)千瓦時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益約800萬(wàn)元。
2012年全國(guó)粗鋼產(chǎn)量超7億噸，有相當(dāng)多鋼鐵企業(yè)存在此類問(wèn)題，估算減少變壓器損耗則可節(jié)電10萬(wàn)千瓦，全年節(jié)約電能大于7.5億千瓦時(shí)，同 時(shí)降低企業(yè)對(duì)社會(huì)的電力需求，減少需量電費(fèi)支出。更進(jìn)一步地講，企業(yè)從受電端到用電端需要2次~4次變壓過(guò)程，運(yùn)行的變壓器數(shù)量多、容量大，電能損耗占總 用電量的2%~6%。將企業(yè)2次~4次降壓變壓器總?cè)萘恳策M(jìn)行合理控制，選用節(jié)能變壓器并且提高效率，將會(huì)獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。
招式八：綠色照明
照明節(jié)電不是降低照度，而是利用先進(jìn)的照明技術(shù)，采用高效節(jié)能光源和燈具。節(jié)能燈由于節(jié)電綜合效果顯著被世界綠色組織稱之為綠色照明。
在以三基色節(jié)能燈、半導(dǎo)體LED燈、金屬鹵化物燈、鏑燈、鈧鈉燈和高顯鈉燈為代表的第三代新光源問(wèn)世以前，在車間的高大主廠房主要采用白熾燈、 高壓汞燈，發(fā)光效率低，光色差，耗能多。節(jié)能電光源與白熾燈、汞燈、鈉燈相比，節(jié)電率高、顯色指數(shù)高、壽命長(zhǎng)、無(wú)頻閃、無(wú)自熄、溫度低，具有很高的經(jīng)濟(jì)效 益、社會(huì)效益，對(duì)保護(hù)工人視力、穩(wěn)定作業(yè)場(chǎng)所亮度、減少維護(hù)工作量也起到一定的作用，并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求分別選用分體式或連體式，推廣價(jià)值高。
據(jù)介紹，寶鋼通過(guò)對(duì)廠區(qū)主干道路實(shí)施照明節(jié)電措施，年可節(jié)電180萬(wàn)千瓦時(shí)；通過(guò)對(duì)生產(chǎn)區(qū)室內(nèi)外照明回路實(shí)行節(jié)電措施，年可節(jié)電660萬(wàn)千瓦時(shí)；推進(jìn)實(shí)施主工序生產(chǎn)廠房綠色照明工程，預(yù)計(jì)可節(jié)電1300萬(wàn)千瓦時(shí)。
招式九：完善余熱余能自發(fā)電
當(dāng)前全國(guó)主要鋼鐵企業(yè)平均自發(fā)電比例約34%，最大發(fā)電能力約為1800萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量1100億千瓦時(shí)，對(duì)提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)明顯效果。目前，鋼鐵企業(yè)利用余熱余能自發(fā)電，仍有完善的空間。
發(fā)揮燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電廠的效率。國(guó)內(nèi)多家鋼鐵企業(yè)已建成近20臺(tái)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，但國(guó)內(nèi)僅寶鋼150兆瓦和武鋼150兆瓦燃?xì)?-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電機(jī)組在發(fā)電的同時(shí)外供蒸汽，為真正意義上的熱電聯(lián)產(chǎn)，其余企業(yè)機(jī)組均僅用于發(fā)電，這大大降低了能源的熱電轉(zhuǎn)換效率。
重視低品位的余熱資源轉(zhuǎn)換電能。可以直接將低品位的不同種類的余熱余能轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一形式的余熱蒸汽再轉(zhuǎn)換成電能，建立分布式發(fā)電站，實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè) 低品位余熱余能就近回收、就近輸送、就近使用，具有能源輸送效率高、耦合匹配率高的特點(diǎn)。不僅建廠投資成本低，而且經(jīng)濟(jì)效益顯著。
