Оптимизация топливно-энергетического баланса металлургических предприятий на основе применения парогазовых технологий
Ключевые слова:
топливно-энергетический баланс, парогазовые технологии, металлургическая промышленность, вторичные энергетические ресурсы, доменный и конвертерный газы
Аннотация
Рассмотрены вопросы построения топливно-энергетического баланса и использования вторичных энергоресурсов на предприятиях металлургической промышленности. Выполнен анализ методов математического моделирования топливно-энергетического баланса металлургических предприятий. Анализируются и сравниваются методы целочисленного и линейного программирования с методами нелинейной оптимизации. Цель настоящей работы - создание единого системного подхода совершенствования систем энергоснабжения различных типов металлургических предприятий: малых металлургических заводов, электросталеплавильных мини-заводов и крупных металлургических комбинатов на основе парогазовых установок, работающих на природном газе и на горючих вторичных энергоресурсах, таких как доменный, коксовый и конвертерный газы. На основе разработанного системного подхода предложено заменить паровую турбину мощностью 12 МВт на парогазовую установку мощностью 25 МВт, работающую на смеси доменного и природного газа с достижением экономии топливно-энергетических ресурсов на металлургическом заводе в количестве 30,3 тыс. т у. т. в год. Выполнен анализ системы энергоснабжения электрометаллургического мини-комплекса производительностью 500 тыс. т стали в год, на основе которого предложена парогазовая установка мощностью 40 МВт для полного покрытия электрических и тепловых нагрузок предприятия. Для оптимизации топливно-энергетического баланса крупного металлургического комбината использована информационно-аналитическая система «ОптиМет», в которую встроен разработанный автором модуль расчета ПГУ-ВГЭР, т. е. парогазовой установки на вторичных энергоресурсах. Расчеты показали, что строительство парогазовой установки мощностью 145 МВт на теплоэлектроцентрали металлургического комбината позволит сократить потребление ТЭР на 350 тыс. т у. т. в год.
Литература
1. Голдобин М. Единые показатели производства по брутто-балансам // Сталь. 1940. № 11—12. С. 78—85.
2. Сазанов Б.В. Использование вторичных энергоресурсов в металлургии. М.: Металлургиздат, 1953.
3. Гиммельфарб М.Л., Сазанов Б.В. Газовые балансы заводов черной металлургии. М.: Изд-во МЭИ, 1959.
4. Никифоров Г.В., Заславец Б.И. Энергосбережение на металлургических предприятиях. Магнитогорск: Изд-во МГТУ им. Носова, 2000.
5. Energy and Steel Industry: Rep. Intern. Washington: Iron and Steel Institute. 1982.
6. Rakhmonov I.U., Omonov F.B. Balance of Consumption of Energy Resources in the Steel Industry // European Sci. 2017. No. 4. Pp. 24—25.
7. Виленский Н.М., Лац В.М. Топливно-энергетический баланс металлургического завода. М.: Металлургия, 1970.
8. Спирин Н.А., Швыдкий В.С., Лобанов В.И., Лавров В.В. Введение в системный анализ теплофизических процессов металлургии. Екатеринбург: Изд-во Уральского гос. техн. ун-та, 1999.
9. Попырин Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1978.
10. Демченко Н.Ф., Корнфельд В.Н., Шашкова М.Н., Полунина И. Использование экономико-математических моделей для оптимизации энерготехнологических комплексов металлургических комбинатов // Сталь. 1991. № 6. С. 87—91.
11. Zeng Y., Xiao X., Li J., Sun L., Floudas Ch.A., Li H. A Novel Multi-period Mixed-integer Linear Optimization Model for Optimal Distribution of Byproduct Gases, Steam and Power in an Iron and Steel Plant // Energy. 2017. V. 143. Pp. 881—899.
12. García S.G., Montequín V.R., Palacios H.M., Bayo A.M. A Mixed Integer Linear Programming Model for the Optimization of Steel Waste Gases in Cogeneration: a Combined Coke Oven and Converter Gas Case Study // Energies. 2020. V. 13(15). Pp. 3781—3806.
13. Liu K., Gao F. Coordination Optimisation of Energy and Manufacturing Flow for Industry Integrated Energy System // IET Generation, Transmission & Distribution. 2022. V. 16. Pp. 3719—3733.
14. Lee S.-Y., Lee G.-S., Moon S.I., Yoon1 Y.-T. Optimization of Iron and Steel Manufacturing Plant Considering Electricity Price Tariff and Electric Arc Furnace Control // IET Generation, Transmission & Distribution. 2023. V. 17. Pp. 5027—5040.
15. Sun W., Cai J., Ye Zh. Advances in Energy Conservation of China Steel Industry // Sci. World J. 2013. V. 2013(2). P. 247035.
16. Ma D., Chen W., Xu T. Quantify the Energy and Environmental Benefits of Implementing Energy-efficiency Measures in China’s Iron and Steel Production // Future Cities and Environment. 2015. V. 1(7). Pp. 1—13.
17. He K., Wang L., Li X. Review of the Energy Consumption and Production Structure of China’s Steel Industry: Current Situation and Future Development // Metals. 2020. V. 10(3). Pp. 302—321.
18. Kim Y.K., Lee E.-B. Optimization Simulation, Using Steel Plant Off-gas for Power Generation: a Life-cycle Cost Analysis Approach // Energies. 2018. V. 11. Pp. 2884—2901.
19. Bhaskar A., Assadi M., Somehsaraei H.N. Decarbonization of the Iron and Steel Industry with Direct Reduction of Iron Ore with Green Hydrogen // Energies. 2020. V. 13. Pp. 758—781.
20. Wu X., Xi H., Ren Y., Lee K.Y. Power-carbon Coordinated Control of BFG-fired CCGT Power Plant Integrated with Solvent-based Post-combustion CO2 Capture // Energy. 2021. V. 226. P. 120435.
21. Бородулин А.В. и др. Математические модели оптимального использования ресурсов в доменном производстве. Свердловск: Изд-во УНЦ АН СССР, 1985.
22. Ситас В.И., Султангузин И.А, Шомов А.П., Ярунин С.Н., Яшин А.П. Программно-информационная система «ОптиМет» управления энергетическими и сырьевыми ресурсами металлургического комбината // Вестник МЭИ. 2003. № 5. С. 114—119.
23. Султангузин И.А. Научно-технические основы моделирования и оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината: дис. … доктора техн. наук. М.: Московский энергетический ин-т, 2005.
24. Султангузин И.А., Яворовский Ю.В. Математическое моделирование и оптимизация промышленных теплоэнергетических систем. М.: Изд-во МЭИ, 2009.
25. Султангузин И.А. и др. Применение информационно-аналитической системы «ОптиМет» для решения оптимизационных задач промышленной теплоэнергетики. М.: Изд-во МЭИ, 2013.
26. Сазанов Б.В., Ситас В.И. Промышленные теплоэнергетические установки и системы. М.: Издат. дом МЭИ, 2014.
27. Sultanguzin I.A. e. a. Using of Information-analytical System «OptiMet» for the Resource and Energy Saving Tasks in Engineering Educational Process // Proc. IV Intern. Conf. Information Technologies in Engineering Education. Moscow: NRU «MPEI», 2018. Pp. 1—4.
28. Паппас М., Моради Дж. Усовершенствованный алгоритм прямого поиска для задач математического программирования // Конструирование и технология проектирования. 1974. № 4. С. 158—165.
29. Яворовский Ю.В., Султангузин И.А., Ситас В.И., Яшин А.П. Повышение эффективности ТЭЦ-ПВС металлургического комбината при использовании парогазовых установок // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. № 6. С. 51—53.
30. Яворовский Ю.В., Султангузин И.А., Ситас В.И., Галактионов В.В. Повышение эффективности энергоснабжения металлургического комбината за счет использования горючих газов в парогазовых установках // Металлургическая теплотехника: История, современное состояние, будущее. К столетию со дня рождения М.А. Глинкова. М.: МИСиС, 2006. С. 659—662.
31. Яворовский Ю.В. Повышение эффективности ТЭЦ–ПВС металлургического комбината при использовании парогазовых установок: авторефю дис. … канд. техн. наук. М.: Московский энергетический ин-т, 2007.
32. Energy Use in the Steel Industry. Brussel: Intern. Iron and Steel Institute, 1998.
33. Otsuka H., Tanabe H., Harada S., Tanaka S., Obata J., Xuewen Ch. Anshan Iron & Steel Group Corporation, China, Construction and Operation Experience of 300 MW Blast Furnace Gas Firing Combined Cycle Power Plant // Mitsubishi Heavy Industries. Techn. Rev. 2007. V. 44(4).
34. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production. Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control). Joint Research Centre Ref. Rep. 2013.
35. Chinese Steel Plant Orders two MHPS Blast Furnace Gas-fired Generating Units [Электрон. ресурс] https://www.world-energy.org/article/8443.html (дата обращения 06.05.2024).
36. Mitsubishi Power Receives Order for 180 MW Class BFG-fired GTCC Plant for Jiangsu Shagang Group, a Leading Steelmaker in China. Order Includes M701SDAX Gas Turbine as Key Component [Электрон. ресурс] https://power.mhi.com/news/20210625.html (дата обращения 06.05.2024).
37. Султангузин И.А., Шомов П.А., Егоров А.В., Евсеенко И.В., Яворовский Ю.В. Топливно-энергетический баланс электрометаллургического миникомплекса // Черные металлы. 2022. № 4. С. 50—56.
---
Для цитирования: Яворовский Ю.В. Оптимизация топливно-энергетического баланса металлургических предприятий на основе применения парогазовых технологий // Вестник МЭИ. 2024. № 6. С. 101—110. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-101-110.
#
1. Goldobin M. Edinye Pokazateli Proizvodstva po Brutto-balansam. Stal'. 1940;11—12:78—85. (in Russian).
2. Sazanov B.V. Ispol'zovanie Vtorichnykh Energoresursov v Metallurgii. M.: Metallurgizdat, 1953. (in Russian).
3. Gimmel'farb M.L., Sazanov B.V. Gazovye Balansy Zavodov Chernoy Metallurgii. M.: Izd-vo MEI, 1959. (in Russian).
4. Nikiforov G.V., Zaslavets B.I. Energosberezhenie na Metallurgicheskikh Predpriyatiyakh. Magnitogorsk: Izd-vo MGTU im. Nosova, 2000. (in Russian).
5. Energy and Steel Industry: Rep. Intern. Washington: Iron and Steel Institute. 1982.
6. Rakhmonov I.U., Omonov F.B. Balance of Consumption of Energy Resources in the Steel Industry. European Sci. 2017;4:24—25.
7. Vilenskiy N.M., Lats V.M. Toplivno-energeticheskiy Balans Metallurgicheskogo Zavoda. M.: Metallurgiya, 1970. (in Russian).
8. Spirin N.A., Shvydkiy V.S., Lobanov V.I., Lavrov V.V. Vvedenie v Sistemnyy Analiz Teplofizicheskikh Protsessov Metallurgii. Ekaterinburg: Izd-vo Ural'skogo Gos. Tekhn. Un-ta, 1999. (in Russian).
9. Popyrin L.S. Matematicheskoe Modelirovanie i Optimizatsiya Teploenergeticheskikh Ustanovok. M.: Energiya, 1978. (in Russian).
10. Demchenko N.F., Kornfel'd V.N., Shashkova M.N., Polunina I. Ispol'zovanie Ekonomiko-matematicheskikh Modeley dlya Optimizatsii Energotekhnologicheskikh Kompleksov Metallurgicheskikh Kombinatov. Stal'. 1991;6:87—91. (in Russian).
11. Zeng Y., Xiao X., Li J., Sun L., Floudas Ch.A., Li H. A Novel Multi-period Mixed-integer Linear Optimization Model for Optimal Distribution of Byproduct Gases, Steam and Power in an Iron and Steel Plant. Energy. 2017;143:881—899.
12. García S.G., Montequín V.R., Palacios H.M., Bayo A.M. A Mixed Integer Linear Programming Model for the Optimization of Steel Waste Gases in Cogeneration: a Combined Coke Oven and Converter Gas Case Study. Energies. 2020;13(15):3781—3806.
13. Liu K., Gao F. Coordination Optimisation of Energy and Manufacturing Flow for Industry Integrated Energy System. IET Generation, Transmission & Distribution. 2022;16:3719—3733.
14. Lee S.-Y., Lee G.-S., Moon S.I., Yoon1 Y.-T. Optimization of Iron and Steel Manufacturing Plant Considering Electricity Price Tariff and Electric Arc Furnace Control. IET Generation, Transmission & Distribution. 2023;17:5027—5040.
15. Sun W., Cai J., Ye Zh. Advances in Energy Conservation of China Steel Industry. Sci. World J. 2013;2013(2):247035.
16. Ma D., Chen W., Xu T. Quantify the Energy and Environmental Benefits of Implementing Energy-efficiency Measures in China’s Iron and Steel Production. Future Cities and Environment. 2015;1(7):1—13.
17. He K., Wang L., Li X. Review of the Energy Consumption and Production Structure of China’s Steel Industry: Current Situation and Future Development. Metals. 2020;10(3):302—321.
18. Kim Y.K., Lee E.-B. Optimization Simulation, Using Steel Plant Off-gas for Power Generation: a Life-cycle Cost Analysis Approach. Energies. 2018;11:2884—2901.
19. Bhaskar A., Assadi M., Somehsaraei H.N. Decarbonization of the Iron and Steel Industry with Direct Reduction of Iron Ore with Green Hydrogen. Energies. 2020;13:758—781.
20. Wu X., Xi H., Ren Y., Lee K.Y. Power-carbon Coordinated Control of BFG-fired CCGT Power Plant Integrated with Solvent-based Post-combustion CO2 Capture. Energy. 2021;226:120435.
21. Borodulin A.V. i dr. Matematicheskie Modeli Optimal'nogo Ispol'zovaniya Resursov v Domennom Proizvodstve. Sverdlovsk: Izd-vo UNTS AN SSSR, 1985. (in Russian).
22. Sitas V.I., Sultanguzin I.A, Shomov A.P., Yarunin S.N., Yashin A.P. Programmno-informatsionnaya Sistema «OptiMet» Upravleniya Energeticheskimi i Syr'evymi Resursami Metallurgicheskogo Kombinata. Vestnik MEI. 2003;5:114—119. (in Russian).
23. Sultanguzin I.A. Nauchno-tekhnicheskie Osnovy Modelirovaniya i Optimizatsii Energotekhnologicheskoy Sistemy Metallurgicheskogo Kombinata: Dis. … Doktora Tekhn. Nauk. M.: Moskovskiy Energeticheskiy In-t, 2005. (in Russian).
24. Sultanguzin I.A., Yavorovskiy Yu.V. Matematicheskoe Modelirovanie i Optimizatsiya Promyshlennykh Teploenergeticheskikh Sistem. M.: Izd-vo MEI, 2009. (in Russian).
25. Sultanguzin I.A. i dr. Primenenie Informatsionno-analiticheskoy Sistemy «OptiMet» dlya Resheniya Optimizatsionnykh Zadach Promyshlennoy Teploenergetiki. M.: Izd-vo MEI, 2013. (in Russian).
26. Sazanov B.V., Sitas V.I. Promyshlennye Teploenergeticheskie Ustanovki i Sistemy. M.: Izdat. Dom MEI, 2014. (in Russian).
27. Sultanguzin I.A. e. a. Using of Information-analytical System «OptiMet» for the Resource and Energy Saving Tasks in Engineering Educational Process. Proc. IV Intern. Conf. Information Technologies in Engineering Education. Moscow: NRU «MPEI», 2018:1—4.
28. Pappas M., Moradi Dzh. Usovershenstvovannyy Algoritm Pryamogo Poiska dlya Zadach Matematicheskogo Programmirovaniya. Konstruirovanie i Tekhnologiya Proektirovaniya. 1974;4:158—165. (in Russian).
29. Yavorovskiy Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Yashin A.P. Povyshenie Effektivnosti TETS-PVS Metallurgicheskogo Kombinata pri Ispol'zovanii Parogazovykh Ustanovok. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2006;6:51—53. (in Russian).
30. Yavorovskiy Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Galaktionov V.V. Povyshenie Effektivnosti Energosnabzheniya Metallurgicheskogo Kombinata za Schet Ispol'zovaniya Goryuchikh Gazov v Parogazovykh Ustanovkakh. Metallurgicheskaya Teplotekhnika: Istoriya, Sovremennoe Sostoyanie, Budushchee. K Stoletiyu so Dnya Rozhdeniya M.A. Glinkova. M.: MISiS, 2006:659—662. (in Russian).
31. Yavorovskiy Yu.V. Povyshenie Effektivnosti TETS–PVS Metallurgicheskogo Kombinata pri Ispol'zovanii Parogazovykh Ustanovok: Avtorefyu Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: Moskovskiy Energeticheskiy In-t, 2007. (in Russian).
32. Energy Use in the Steel Industry. Brussel: Intern. Iron and Steel Institute, 1998.
33. Otsuka H., Tanabe H., Harada S., Tanaka S., Obata J., Xuewen Ch. Anshan Iron & Steel Group Corporation, China, Construction and Operation Experience of 300 MW Blast Furnace Gas Firing Combined Cycle Power Plant. Mitsubishi Heavy Industries. Techn. Rev. 2007;44(4).
34. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production. Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control). Joint Research Centre Ref. Rep. 2013.
35. Chinese Steel Plant Orders two MHPS Blast Furnace Gas-fired Generating Units [Elektron. Resurs] https://www.world-energy.org/article/8443.html (Data Obrashcheniya 06.05.2024).
36. Mitsubishi Power Receives Order for 180 MW Class BFG-fired GTCC Plant for Jiangsu Shagang Group, a Leading Steelmaker in China. Order Includes M701SDAX Gas Turbine as Key Component [Elektron. Resurs] https://power.mhi.com/news/20210625.html (Data Obrashcheniya 06.05.2024).
37. Sultanguzin I.A., SHomov P.A., Egorov A.V., Evseenko I.V., Yavorovskiy Yu.V. Toplivno-energeticheskiy Balans Elektrometallurgicheskogo Minikompleksa. Chernye Metally. 2022;4:50—56. (in Russian)
---
For citation: Yavorovsky Yu.V. Optimizing the Fuel and Energy Balance of Metallurgical Enterprises by Using Combined-сycle Technologies. 2024;6:101—110. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-101-110.
2. Сазанов Б.В. Использование вторичных энергоресурсов в металлургии. М.: Металлургиздат, 1953.
3. Гиммельфарб М.Л., Сазанов Б.В. Газовые балансы заводов черной металлургии. М.: Изд-во МЭИ, 1959.
4. Никифоров Г.В., Заславец Б.И. Энергосбережение на металлургических предприятиях. Магнитогорск: Изд-во МГТУ им. Носова, 2000.
5. Energy and Steel Industry: Rep. Intern. Washington: Iron and Steel Institute. 1982.
6. Rakhmonov I.U., Omonov F.B. Balance of Consumption of Energy Resources in the Steel Industry // European Sci. 2017. No. 4. Pp. 24—25.
7. Виленский Н.М., Лац В.М. Топливно-энергетический баланс металлургического завода. М.: Металлургия, 1970.
8. Спирин Н.А., Швыдкий В.С., Лобанов В.И., Лавров В.В. Введение в системный анализ теплофизических процессов металлургии. Екатеринбург: Изд-во Уральского гос. техн. ун-та, 1999.
9. Попырин Л.С. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1978.
10. Демченко Н.Ф., Корнфельд В.Н., Шашкова М.Н., Полунина И. Использование экономико-математических моделей для оптимизации энерготехнологических комплексов металлургических комбинатов // Сталь. 1991. № 6. С. 87—91.
11. Zeng Y., Xiao X., Li J., Sun L., Floudas Ch.A., Li H. A Novel Multi-period Mixed-integer Linear Optimization Model for Optimal Distribution of Byproduct Gases, Steam and Power in an Iron and Steel Plant // Energy. 2017. V. 143. Pp. 881—899.
12. García S.G., Montequín V.R., Palacios H.M., Bayo A.M. A Mixed Integer Linear Programming Model for the Optimization of Steel Waste Gases in Cogeneration: a Combined Coke Oven and Converter Gas Case Study // Energies. 2020. V. 13(15). Pp. 3781—3806.
13. Liu K., Gao F. Coordination Optimisation of Energy and Manufacturing Flow for Industry Integrated Energy System // IET Generation, Transmission & Distribution. 2022. V. 16. Pp. 3719—3733.
14. Lee S.-Y., Lee G.-S., Moon S.I., Yoon1 Y.-T. Optimization of Iron and Steel Manufacturing Plant Considering Electricity Price Tariff and Electric Arc Furnace Control // IET Generation, Transmission & Distribution. 2023. V. 17. Pp. 5027—5040.
15. Sun W., Cai J., Ye Zh. Advances in Energy Conservation of China Steel Industry // Sci. World J. 2013. V. 2013(2). P. 247035.
16. Ma D., Chen W., Xu T. Quantify the Energy and Environmental Benefits of Implementing Energy-efficiency Measures in China’s Iron and Steel Production // Future Cities and Environment. 2015. V. 1(7). Pp. 1—13.
17. He K., Wang L., Li X. Review of the Energy Consumption and Production Structure of China’s Steel Industry: Current Situation and Future Development // Metals. 2020. V. 10(3). Pp. 302—321.
18. Kim Y.K., Lee E.-B. Optimization Simulation, Using Steel Plant Off-gas for Power Generation: a Life-cycle Cost Analysis Approach // Energies. 2018. V. 11. Pp. 2884—2901.
19. Bhaskar A., Assadi M., Somehsaraei H.N. Decarbonization of the Iron and Steel Industry with Direct Reduction of Iron Ore with Green Hydrogen // Energies. 2020. V. 13. Pp. 758—781.
20. Wu X., Xi H., Ren Y., Lee K.Y. Power-carbon Coordinated Control of BFG-fired CCGT Power Plant Integrated with Solvent-based Post-combustion CO2 Capture // Energy. 2021. V. 226. P. 120435.
21. Бородулин А.В. и др. Математические модели оптимального использования ресурсов в доменном производстве. Свердловск: Изд-во УНЦ АН СССР, 1985.
22. Ситас В.И., Султангузин И.А, Шомов А.П., Ярунин С.Н., Яшин А.П. Программно-информационная система «ОптиМет» управления энергетическими и сырьевыми ресурсами металлургического комбината // Вестник МЭИ. 2003. № 5. С. 114—119.
23. Султангузин И.А. Научно-технические основы моделирования и оптимизации энерготехнологической системы металлургического комбината: дис. … доктора техн. наук. М.: Московский энергетический ин-т, 2005.
24. Султангузин И.А., Яворовский Ю.В. Математическое моделирование и оптимизация промышленных теплоэнергетических систем. М.: Изд-во МЭИ, 2009.
25. Султангузин И.А. и др. Применение информационно-аналитической системы «ОптиМет» для решения оптимизационных задач промышленной теплоэнергетики. М.: Изд-во МЭИ, 2013.
26. Сазанов Б.В., Ситас В.И. Промышленные теплоэнергетические установки и системы. М.: Издат. дом МЭИ, 2014.
27. Sultanguzin I.A. e. a. Using of Information-analytical System «OptiMet» for the Resource and Energy Saving Tasks in Engineering Educational Process // Proc. IV Intern. Conf. Information Technologies in Engineering Education. Moscow: NRU «MPEI», 2018. Pp. 1—4.
28. Паппас М., Моради Дж. Усовершенствованный алгоритм прямого поиска для задач математического программирования // Конструирование и технология проектирования. 1974. № 4. С. 158—165.
29. Яворовский Ю.В., Султангузин И.А., Ситас В.И., Яшин А.П. Повышение эффективности ТЭЦ-ПВС металлургического комбината при использовании парогазовых установок // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. № 6. С. 51—53.
30. Яворовский Ю.В., Султангузин И.А., Ситас В.И., Галактионов В.В. Повышение эффективности энергоснабжения металлургического комбината за счет использования горючих газов в парогазовых установках // Металлургическая теплотехника: История, современное состояние, будущее. К столетию со дня рождения М.А. Глинкова. М.: МИСиС, 2006. С. 659—662.
31. Яворовский Ю.В. Повышение эффективности ТЭЦ–ПВС металлургического комбината при использовании парогазовых установок: авторефю дис. … канд. техн. наук. М.: Московский энергетический ин-т, 2007.
32. Energy Use in the Steel Industry. Brussel: Intern. Iron and Steel Institute, 1998.
33. Otsuka H., Tanabe H., Harada S., Tanaka S., Obata J., Xuewen Ch. Anshan Iron & Steel Group Corporation, China, Construction and Operation Experience of 300 MW Blast Furnace Gas Firing Combined Cycle Power Plant // Mitsubishi Heavy Industries. Techn. Rev. 2007. V. 44(4).
34. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production. Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control). Joint Research Centre Ref. Rep. 2013.
35. Chinese Steel Plant Orders two MHPS Blast Furnace Gas-fired Generating Units [Электрон. ресурс] https://www.world-energy.org/article/8443.html (дата обращения 06.05.2024).
36. Mitsubishi Power Receives Order for 180 MW Class BFG-fired GTCC Plant for Jiangsu Shagang Group, a Leading Steelmaker in China. Order Includes M701SDAX Gas Turbine as Key Component [Электрон. ресурс] https://power.mhi.com/news/20210625.html (дата обращения 06.05.2024).
37. Султангузин И.А., Шомов П.А., Егоров А.В., Евсеенко И.В., Яворовский Ю.В. Топливно-энергетический баланс электрометаллургического миникомплекса // Черные металлы. 2022. № 4. С. 50—56.
---
Для цитирования: Яворовский Ю.В. Оптимизация топливно-энергетического баланса металлургических предприятий на основе применения парогазовых технологий // Вестник МЭИ. 2024. № 6. С. 101—110. DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-101-110.
#
1. Goldobin M. Edinye Pokazateli Proizvodstva po Brutto-balansam. Stal'. 1940;11—12:78—85. (in Russian).
2. Sazanov B.V. Ispol'zovanie Vtorichnykh Energoresursov v Metallurgii. M.: Metallurgizdat, 1953. (in Russian).
3. Gimmel'farb M.L., Sazanov B.V. Gazovye Balansy Zavodov Chernoy Metallurgii. M.: Izd-vo MEI, 1959. (in Russian).
4. Nikiforov G.V., Zaslavets B.I. Energosberezhenie na Metallurgicheskikh Predpriyatiyakh. Magnitogorsk: Izd-vo MGTU im. Nosova, 2000. (in Russian).
5. Energy and Steel Industry: Rep. Intern. Washington: Iron and Steel Institute. 1982.
6. Rakhmonov I.U., Omonov F.B. Balance of Consumption of Energy Resources in the Steel Industry. European Sci. 2017;4:24—25.
7. Vilenskiy N.M., Lats V.M. Toplivno-energeticheskiy Balans Metallurgicheskogo Zavoda. M.: Metallurgiya, 1970. (in Russian).
8. Spirin N.A., Shvydkiy V.S., Lobanov V.I., Lavrov V.V. Vvedenie v Sistemnyy Analiz Teplofizicheskikh Protsessov Metallurgii. Ekaterinburg: Izd-vo Ural'skogo Gos. Tekhn. Un-ta, 1999. (in Russian).
9. Popyrin L.S. Matematicheskoe Modelirovanie i Optimizatsiya Teploenergeticheskikh Ustanovok. M.: Energiya, 1978. (in Russian).
10. Demchenko N.F., Kornfel'd V.N., Shashkova M.N., Polunina I. Ispol'zovanie Ekonomiko-matematicheskikh Modeley dlya Optimizatsii Energotekhnologicheskikh Kompleksov Metallurgicheskikh Kombinatov. Stal'. 1991;6:87—91. (in Russian).
11. Zeng Y., Xiao X., Li J., Sun L., Floudas Ch.A., Li H. A Novel Multi-period Mixed-integer Linear Optimization Model for Optimal Distribution of Byproduct Gases, Steam and Power in an Iron and Steel Plant. Energy. 2017;143:881—899.
12. García S.G., Montequín V.R., Palacios H.M., Bayo A.M. A Mixed Integer Linear Programming Model for the Optimization of Steel Waste Gases in Cogeneration: a Combined Coke Oven and Converter Gas Case Study. Energies. 2020;13(15):3781—3806.
13. Liu K., Gao F. Coordination Optimisation of Energy and Manufacturing Flow for Industry Integrated Energy System. IET Generation, Transmission & Distribution. 2022;16:3719—3733.
14. Lee S.-Y., Lee G.-S., Moon S.I., Yoon1 Y.-T. Optimization of Iron and Steel Manufacturing Plant Considering Electricity Price Tariff and Electric Arc Furnace Control. IET Generation, Transmission & Distribution. 2023;17:5027—5040.
15. Sun W., Cai J., Ye Zh. Advances in Energy Conservation of China Steel Industry. Sci. World J. 2013;2013(2):247035.
16. Ma D., Chen W., Xu T. Quantify the Energy and Environmental Benefits of Implementing Energy-efficiency Measures in China’s Iron and Steel Production. Future Cities and Environment. 2015;1(7):1—13.
17. He K., Wang L., Li X. Review of the Energy Consumption and Production Structure of China’s Steel Industry: Current Situation and Future Development. Metals. 2020;10(3):302—321.
18. Kim Y.K., Lee E.-B. Optimization Simulation, Using Steel Plant Off-gas for Power Generation: a Life-cycle Cost Analysis Approach. Energies. 2018;11:2884—2901.
19. Bhaskar A., Assadi M., Somehsaraei H.N. Decarbonization of the Iron and Steel Industry with Direct Reduction of Iron Ore with Green Hydrogen. Energies. 2020;13:758—781.
20. Wu X., Xi H., Ren Y., Lee K.Y. Power-carbon Coordinated Control of BFG-fired CCGT Power Plant Integrated with Solvent-based Post-combustion CO2 Capture. Energy. 2021;226:120435.
21. Borodulin A.V. i dr. Matematicheskie Modeli Optimal'nogo Ispol'zovaniya Resursov v Domennom Proizvodstve. Sverdlovsk: Izd-vo UNTS AN SSSR, 1985. (in Russian).
22. Sitas V.I., Sultanguzin I.A, Shomov A.P., Yarunin S.N., Yashin A.P. Programmno-informatsionnaya Sistema «OptiMet» Upravleniya Energeticheskimi i Syr'evymi Resursami Metallurgicheskogo Kombinata. Vestnik MEI. 2003;5:114—119. (in Russian).
23. Sultanguzin I.A. Nauchno-tekhnicheskie Osnovy Modelirovaniya i Optimizatsii Energotekhnologicheskoy Sistemy Metallurgicheskogo Kombinata: Dis. … Doktora Tekhn. Nauk. M.: Moskovskiy Energeticheskiy In-t, 2005. (in Russian).
24. Sultanguzin I.A., Yavorovskiy Yu.V. Matematicheskoe Modelirovanie i Optimizatsiya Promyshlennykh Teploenergeticheskikh Sistem. M.: Izd-vo MEI, 2009. (in Russian).
25. Sultanguzin I.A. i dr. Primenenie Informatsionno-analiticheskoy Sistemy «OptiMet» dlya Resheniya Optimizatsionnykh Zadach Promyshlennoy Teploenergetiki. M.: Izd-vo MEI, 2013. (in Russian).
26. Sazanov B.V., Sitas V.I. Promyshlennye Teploenergeticheskie Ustanovki i Sistemy. M.: Izdat. Dom MEI, 2014. (in Russian).
27. Sultanguzin I.A. e. a. Using of Information-analytical System «OptiMet» for the Resource and Energy Saving Tasks in Engineering Educational Process. Proc. IV Intern. Conf. Information Technologies in Engineering Education. Moscow: NRU «MPEI», 2018:1—4.
28. Pappas M., Moradi Dzh. Usovershenstvovannyy Algoritm Pryamogo Poiska dlya Zadach Matematicheskogo Programmirovaniya. Konstruirovanie i Tekhnologiya Proektirovaniya. 1974;4:158—165. (in Russian).
29. Yavorovskiy Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Yashin A.P. Povyshenie Effektivnosti TETS-PVS Metallurgicheskogo Kombinata pri Ispol'zovanii Parogazovykh Ustanovok. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2006;6:51—53. (in Russian).
30. Yavorovskiy Yu.V., Sultanguzin I.A., Sitas V.I., Galaktionov V.V. Povyshenie Effektivnosti Energosnabzheniya Metallurgicheskogo Kombinata za Schet Ispol'zovaniya Goryuchikh Gazov v Parogazovykh Ustanovkakh. Metallurgicheskaya Teplotekhnika: Istoriya, Sovremennoe Sostoyanie, Budushchee. K Stoletiyu so Dnya Rozhdeniya M.A. Glinkova. M.: MISiS, 2006:659—662. (in Russian).
31. Yavorovskiy Yu.V. Povyshenie Effektivnosti TETS–PVS Metallurgicheskogo Kombinata pri Ispol'zovanii Parogazovykh Ustanovok: Avtorefyu Dis. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: Moskovskiy Energeticheskiy In-t, 2007. (in Russian).
32. Energy Use in the Steel Industry. Brussel: Intern. Iron and Steel Institute, 1998.
33. Otsuka H., Tanabe H., Harada S., Tanaka S., Obata J., Xuewen Ch. Anshan Iron & Steel Group Corporation, China, Construction and Operation Experience of 300 MW Blast Furnace Gas Firing Combined Cycle Power Plant. Mitsubishi Heavy Industries. Techn. Rev. 2007;44(4).
34. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production. Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control). Joint Research Centre Ref. Rep. 2013.
35. Chinese Steel Plant Orders two MHPS Blast Furnace Gas-fired Generating Units [Elektron. Resurs] https://www.world-energy.org/article/8443.html (Data Obrashcheniya 06.05.2024).
36. Mitsubishi Power Receives Order for 180 MW Class BFG-fired GTCC Plant for Jiangsu Shagang Group, a Leading Steelmaker in China. Order Includes M701SDAX Gas Turbine as Key Component [Elektron. Resurs] https://power.mhi.com/news/20210625.html (Data Obrashcheniya 06.05.2024).
37. Sultanguzin I.A., SHomov P.A., Egorov A.V., Evseenko I.V., Yavorovskiy Yu.V. Toplivno-energeticheskiy Balans Elektrometallurgicheskogo Minikompleksa. Chernye Metally. 2022;4:50—56. (in Russian)
---
For citation: Yavorovsky Yu.V. Optimizing the Fuel and Energy Balance of Metallurgical Enterprises by Using Combined-сycle Technologies. 2024;6:101—110. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2024-6-101-110.
Опубликован
2024-09-04
Выпуск
Раздел
Теоретическая и прикладная теплотехника (технические науки) (2.4.6)
