关于冶金流程的能效与能耗问题及其计算方法

应用工程热力学和普瑞高津的耗散结构理论,研究冶金流程的能源效率和能源消耗问题、评价指标及其计算方法。基于耗散结构的特征及其组成关系,建立钢铁生产流程的能源效率、产品能耗和材比系数等重要概念,以其分析流程中各组成装置的串联关系及其能量耗散对能耗和能效指标的影响。构建了简单流程、复杂流程及其组成装置的能量流网络数学模型及其能量平衡方程,推导出流程能效的通用计算公式。产品能耗计算公式既适用单元装置又适用生产流程,它弥补了传统工序能耗计算式的不足。以钢铁流程为例,计算并比较了钢材生产高炉-转炉长流程与全废钢电炉短流程的流程能效、产品能耗和能量耗散:长流程能效39.7%,吨材能耗423.3 kgce/t材,能源耗散量396.7 kgce/t材;短流程能效26.3%,吨材能耗123.8 kgce/t材,能源耗散量97.2 kgce/t材。短流程的产品能耗最低,长流程的产品能源耗散量最大,减少能量耗散可获得提高流程能效、降低能耗的双重效果。