Задачи энергосбережения в черной металлургии

Черная металлургия является одной из наиболее энергоемких отраслей промышленности. Характерной особенностью металлургических процессов является то, что наиболее значительная часть (до 80 %) энергетических ресурсов тратится не на процессы нагрева и отопления, а именно на реализацию различных технологий. Для металлургической промышленности индустриально развитых стран характерно неуклонное снижение удельных расходов энергии на 1т произведенной продукции примерно на 1-1,5% в год. Показатель энергопотребления в главных европейских металлургических заводах полного цикла составляет примерно 20 ГДж (около 5 Гкал) на тонну жидкой стали; причем почти 100% потребности в паре, тепле и электроэнергии могут покрываться за счет их собственной выработки. Другая особенность в развитии металлургической промышленности ведущих стран – это широкое использование передовых энергосберегающих технологий: непрерывная разливка стали (снижение удельного расхода энергии на производство стали на 20%); сухое тушение кокса; испарительное охлаждение металлургических агрегатов.

В России на долю металлургии приходится 40,4% всех энергоресурсов, используемых в промышленности, и 43,8% использования природного газа. Такое состояние с энергопотреблением в металлургии диктует необходимость целенаправленной энергосберегающей политики. Стратегические подходы связаны, как правило, с реконструкцией производства и внедрением новых энергосберегающих технологических процессов. Наибольшие резервы экономии энергоресурсов в металлургии заключены в реализации следующих задач[ ] :

1.Комплексное использование сырья для снижения затрат в горнодобывающем переделе.

2.Более широкое использование техногенных ресурсов, в первую очередь, отходов.

3.Повышение качества металла (установка агрегатов «печь-ковш», вакууматоров).

4.Дальнейшее увеличение производства проката с улучшенными прочностными и защитными свойствами.

5. Более полное использование ресурсов лома и вторичного сырья.

6. Перевод существующих заводских котельных на комбинированную выработку тепловой и электрической энергии.

7. Снижение тепловых потерь.

8. Использование тепла охлаждения агломерата в технологическом процессе.

9.Выплавка стали кислородно-конвертерным и электросталеплавильным способами.

10. увеличение объема непрерывной разливки стали.

При этом основными направлениями повышения энергоэффективности в металлургии являются:

- разработка и выбор наименее энергоемкой до конечного продукта технологической цепочки;

- экономия наиболее дефицитных видов топлива и электроэнергии;

- интенсификация тепловой работы и теплообмена;

- улучшение экологической обстановки и условий труда.

Черная и цветная металлургия России являются базовыми отраслями промышленности. Положительная длительная (начиная с 1994 г.) динамика роста выпускаемой продукции отмечена на трех крупнейших предприятиях – ОАО «Северсталь», ОАО «Магнитогорский МК», ОАО «Новолипецкий МК». Рост производства, несмотря на ряд экономических проблем, отмечены на АО «Мечел», ОАО «НТМК», ОАО «Новокузнецкий МК» и других. Аналогичная ситуация на предприятиях цветной металлургии. Металлургия РФ интегрирована в мировое производство металлов и столкнулась со всеми позитивными и негативными моментами, которые наблюдаются на мировом рынке. Уже сейчас налицо перепроизводство черных металлов и для защиты интересов собственных производителей ряд промышленно развитых стран принимает экстремальные меры по ограничению импорта металла. Активно развивается металлургия Китая, Индии, Турции, ряда стран Латинской Америки. Поэтому дальнейшее развитие металлургической отрасли зависит от того, как будет работать машиностроение, топливно-энергетический комплекс, газовая и нефтяная промышленность.

В структуре производства промышленно развитых стран в настоящее время наблюдается сокращение доли черной металлургии. За последние два десятилетия не наблюдается активного развития металлургии. Но при этом возросли требования по качеству металла, его сортаменту и глубине переработки. Доля черной металлургии в структуре промышленного производства России относительно высока и составляет более 8 %. Дефицит отдельных марок сталей, образовавшийся в период плановой экономики в первую очередь для нефтяной и газовой промышленности, машиностроения позволяет прогнозировать стабильность спроса на черные и цветные металлы при положительных тенденциях экономического развития РФ.

Удержаться на общемировом рынке металла в тех сегментах, которые уже завоеваны, невозможно, если не решить вопросов качества металла, расширения его сортамента, сокращения материальных и энергетических затрат на его производство. Металлургия по-прежнему остается одной из самых энергоемких отраслей промышленности и формирует структуру энергозатрат в общем балансе производства и потребления энергоресурсов. В себестоимости металла доля энергетических ресурсов постоянно растет и за последнее десятилетие увеличилась с 18-22 % до 35-45 %, что существенным образом сокращает возможности продвижения металла как на внутреннем, так и на внешнем рынках. Тарифы на основные энергоресурсы продолжают расти до уровня, близкого к мировому, что лишь усугубляет эту проблему. Ориентация на мировые рынки сбыта металла, существенные структурные изменения в машиностроении, ВПК, ТЭК и других отраслях промышленности заставили металлургов пересмотреть стратегические направления собственного развития и вести реконструкцию, модернизацию, реструктуризацию производства, что требует отвлечения значительных финансовых средств. Развитие и совершенствование производственных мощностей, направленное прежде всего на выпуск новых высококачественных видов продукции, приводит к увеличению энергетических затрат.

Уже на первых этапах модернизации технологического оборудования возникли серьезные проблемы с энергетическими возможностями предприятий. По экспертной оценке специалистов Московского Гипромеза около 40 % котлов и энергоагрегатов находятся в эксплуатации более 45 лет. Энергетика металлургических предприятий России морально и физически устарела и сама требует коренной реконструкции. Возрастает количество отказов энергооборудования, увеличиваются сверхнормативные сроки ремонтов, объемы финансовых затрат на его содержание, снижается энергобезопасность предприятий металлургии.

Анализ, проведенный на ряде металлургических предприятий России и Украины зарубежными консалтинговыми фирмами (Агиплан, Хэтч и др.), показывает, что потенциал энергосбережения составляет от 40 до 60 % существующего уровня энергопотребления и может быть реализован только за счет модернизации и реструктуризации технологических процессов и реконструкции и замены энергетического оборудования.

Основными задачами реструктуризации предприятий черной металлургии являются:

− структурная перестройка основных технологических переделов, направленная на повышение эффективности производства;

− внедрение нового технологического оборудования, материало- и энергосберегающих технологий;

− повышение качества продукции и расширение ее сортамента;

− развитие сырьевой базы с выбором оптимальных вариантов поставки сырьевых ресурсов;

− реализация мероприятий по охране окружающей среды.

Эти задачи и их реализация определяются экономическими и техническими возможностями предприятий, наличием и размещением сырьевой базы, развитием инфраструктуры ТЭК, географическим месторасположением предприятия относительно рынков сбыта и т.д.

Для предприятий черной металлургии России доля материальных затрат в общих издержках производства превышает 70 %, поэтому ресурсосбережение, в первую очередь энергосбережение является главным фактором сокращения издержек производства и повышения конкурентоспособности продукции на мировом рынке.

Реализация политики энергосбережения на металлургическом предприятии требует решения многофункциональных задач: организационных, правовых, финансово-экономических, технических, экологических. В организационной сфере решаются вопросы создания энергетических комиссий, центров энергосбережения, специализированных лабораторий и участков на предприятиях, занимающихся энергетическими обследованиями потребителей энергоресурсов и режимов их работы; составлением, анализом и оптимизацией энергобалансов и др. Задачи правового обеспечения требуют создания и развития внутренней нормативной базы предприятия, стандартов в области энергосбережения. Финансово-экономическая работа в области энергосбережения определяется формированием тарифной политики, интеграцией учета энергозатрат в корпоративную систему бухгалтерского учета и отчетности, в оценке эффективности энергосберегающих проектов.

Решение технических и экологических задач лежит в области:

- сокращения потребления энергетических ресурсов, в первую очередь покупных;

- создания системы учета и управления энергоресурсами;

- совершенствования режимов работы и оптимизация параметров технологического и энергетического оборудования;

- развития собственной энергетики, ориентированной прежде всего на утилизацию вторичных энергоресурсов;

- внедрения современных технических средств и технологий, направленных на интенсивное энергосбережение;

- разработки и внедрения энергосберегающих проектов и мероприятий, обеспечивающих защиту окружающей среды.

Сложность проблемы энергосбережения определяет необходимость применения системного анализа, исследования динамики и оптимизации энергетических балансов, математического моделирования энергопотребления. Системный подход в анализе энергозатрат, энергетических потоков, в тарифной политике позволяет выбрать основные, концептуальные направления энергосбережения на предприятии, вести оценку экономической эффективности выбранной политики и вносить необходимые коррективы с учетом меняющихся приоритетов.