寻求降低铁合金产品生产成本的新技术

改革开放以来，我国经济快速发展，但经济增长方式主要是靠能源和资源的大量消耗来支撑的。能源供应日益紧张，能源成本在产品成本中占很大比重，市场竞争日趋激烈。

电能是铁合金产品消耗的主要能源之一，电力占铁合金成本的70%。可见，电能的消耗是铁合金等高能耗行业的命脉。如何采用新技术、新工艺、新设备改造传统产业，降低产品电耗，减少电费支出，是铁合金生产企业降低生产成本，提高市场竞争力的主要因素，是企业生存和发展的关键。各企业为了降低生产成本，纷纷通过自建电厂(俗称自备电厂)减少电费支出。但由于国家政策的限制和铁合金生产过程中负荷突变，很多自备电厂无法发电，有的勉强能发电，但由于承受负荷波动能力差，发电机组运行不稳定。因此，解决企业自备电厂不并网(即孤网)运行，直接为铁合金生产供电，充分发挥自备电厂发电设备的效率，降低铁合金企业用电成本，势在必行。

山西博赛克电力科技有限公司发明的负荷调节系统专利技术(发明专利号:ZL 200610065761.0；+0.0;实用新型专利号:ZL200620008044。x)。专门针对企业自备电厂在未并网的情况下无法发电，或者虽然勉强可以发电，但发电机组受电力负荷波动影响无法稳定运行的问题。成功实现了企业自备电厂的非并网(即孤网)运行，降低了生产成本，直接为高能耗产品供电。这项专利技术综合应用了自动控制、电能热能转换、能量储存和回收等多种新技术，不仅解决了企业自备电厂负荷波动调节的自动控制，而且彻底解决了高耗能项目生产过程中大功率负荷频繁切换带来的负荷波动调节问题，使发电机组能够安全稳定运行，同时， 它可以直接向高耗能项目提供与大电网同等质量的电能，满足生产和生活用电需求。

二、山西博塞克公司解决孤网运行的工作原理和控制策略。

2.1，负荷调节综合控制系统的组成

负荷调节综合控制系统由汽轮发电机组、蒸汽发生器、与蒸汽发电机组连接的供水管道、计算机处理单元、信号检测单元、电加热单元、水介质储能单元、变压器单元和电力控制单元组成。如图所示

2.2.用负荷调节系统代替电网，实时调整电网频率。

由于单机运行或孤网运行时工频随负荷变化，负荷变化时网频波动较大，机组不能正常稳定工作。当负荷波动为△W时，如果有一个能储存和释放△W电功率的装置，并并联到孤立电网，实时调节△W使之等于负荷波动△W，汽轮发电机组就能按原设定的等量发电运行，电网频率不变。这就从根本上解决了网络频率随负载变化的问题。

因为负载的波动是电能波动的问题，或者说是一种能量很大、长时间持续输送的能量，固定负载装置不可能长时间容纳这么大的能量，即使能承载额定容量，长期运行也会“爆炸”。山西博赛克电力科技有限公司采用“跟进跟出”的设计思想，随时将流入负荷调节系统的能量转化为其他形式的能量，同时接受新的电能。以这种方式，生产出能够长期稳定运行的负载调节装置。

2.3、利用储能技术，实现能量回收，节约能源，提高效率。

众所周知，大功率交流电是不能储存的。现在国外有一项新技术可以把小功率的电能转化成磁能储存，但是对大容量的电能却无能为力。我公司发明的专利技术采用能量循环综合利用的方法调节负荷，即火电厂用电负荷波动，蓄热电厂电能储存。它不浪费能源，能解决负荷频繁、大范围波动时发电机组的稳定运行问题。可以说是多方面的，没有网络支持，运行无忧，能源循环，经济安全。

2.4、实时控制和检测电力参数，自动调节电力负荷。

该系统接收汽轮发电机组的发电信息和电力用户的用电信息，并根据独特的控制算法产生控制信号，控制电加热单元的切换，增强了系统的实时性。传统的人工操作，延时长，效率低的状况得到了彻底的改善。

2.5、模块化结构，量身定制。

该系统的设置可根据自备电厂的发电机组装机容量和用户负荷量身定制，市场适应性强，能满足用户需求。

2.6、系统可靠，质量保证。

2007年4月17日，中国电力科学研究院对孤网运行的秦心煤焦股份有限公司供电系统进行了24小时在线巡检，采样8559次，并做出电能质量评估报告。(采用我公司专利技术:电力负荷调节系统及方法(发明专利号:20064006571.0)；电力负荷调节装置(实用新型专利号:200620008044。x)已在隔离网络中运行15个月。检测结论:山西秦心焦煤有限责任公司供电系统孤网运行，系统电压、电压偏差、短时闪变(Pst)、长时闪变(Plt)、频率偏差、三相不平衡、谐波电压、谐波电流、功率因数均符合国家标准。

三。相关技术指标简介

1)，设计负荷调节能力为0.25 MW ~ 600 MW

2)负荷调节分辨率为250KW；

3)控制指令的执行时间小于350毫秒；；

4)、负荷波动，切换时间小于1s；；

5)、控制台具有手动/自动功能，控制台具有故障指示和状态显示功能；

6)操作界面人性化设计，操作方便，负载功率可随意设定；

7)具有实时存储数据和绘制时间负荷曲线的功能。

8)电能质量符合国家标准。

3.1，当感性负载或阻性负载突然甩负荷时，负荷调节综合控制系统能否在1s的时间范围内瞬间准确投入负荷，使发电机频率维持在50Hz 1Hz。当感性负载或阻性负载突然增大时，系统能否在锅炉和汽轮机系统的蒸汽压力和燃气轮机的进气压力允许范围内准确切断负载，以保证发电机系统的频率在50Hz 1Hz范围内。上述两种情况已在负荷调节综合控制系统专利技术的实际应用中得到证明:负荷变化时，周期的频率变化一般小于1Hz，正常情况下小于0.5Hz。

3.2.负荷调节综合控制系统的能力是方案设施的重要环节，其能力直接决定了孤网运行的成败和用户的投资。

负荷调节综合控制系统的一个重要指标是能调节多少负荷，其规模和投资与调节能力直接相关。因此，如何确定负荷调节综合控制系统的调节能力就显得尤为重要。负荷调节系统的综合控制调节能力主要由电气设备的总容量和电气设备的突变能力决定。对于在断开模式下运行的发电机组，∑发电机组= ∑稳定电气设备+∑突变电气设备。保证发电机组稳定运行的关键是调节突变电气设备的用电量，即负荷调节综合系统的调节能力应略大于突变电气设备的用电量。

3.3、从发电系统来说，当负荷波动小于8%时，汽轮发电机组是可承受的，不会引起汽轮机危急保安系统的动作，也不会引起发电机组的特殊电压变化；而非并网(孤网)运行在自备电厂试验和实际应用中的结果是负荷波动不得超过5%。对于有厂用的单机发电机组，考虑负荷调整的平稳性，调整率越小越好，考虑控制策略和投资大小，越大越好。根据我公司的技术论证，250KW的负荷分辨率是最合理的。

3.4.控制系统的执行时间直接决定了负荷调节的综合控制系统是否有效，是解决负荷变化和负荷波动时及时调整的决定性因素，即控制系统的实时性。从我公司的设计经验和技术来看，指令的执行时间不超过350Ms，而执行机构的控制动作时间一般小于0.5s，通过以往的成功案例证明，这个周期时间是合理的，实际执行时间比这个时间要快得多。

四。负荷调节系统专利技术成功应用案例及经济效益分析

2005年，负荷调节综合控制系统专利技术获得国家发明和实用新型专利，并成功应用于当年长治地区秦心煤焦化有限公司2×6MW煤矸石自备电厂和2×12MW余热自备电厂棕刚玉、电石冶炼项目和焦化项目，至今已平稳运行三年半无故障，年均增收3000多万元。2008年成功应用于内蒙古太西煤业2×50MW自备电厂孤网直供硅铁冶炼项目和太原清徐袁钢焦化2×6MW自备电厂孤网直供硅铁冶炼项目，至今运行无故障。山西晋铝兴业冶金材料有限公司余热自备电厂负荷调节综合控制系统正在紧张建设中。

自备电厂离网运行(孤网)，既充分发挥了企业自备电厂的设备效率，又有效降低了产品冶炼成本，节能降耗成效明显。硅铁成本的70%是电，每千瓦时电价降低1美分，硅铁成本相应降低100元/吨。上述企业自备电厂采用我公司负荷调节综合控制系统实施孤网运行，电价将降低20美分左右，即每吨硅铁降低成本2000元左右。

企业自备电厂可不并网(即孤网)运行，其负荷位于当地，无线损，无需缴纳电网输电费，可保证企业生产的可靠供电，并根据企业生产特点实现资源的综合利用。同时，自备电厂自用自主性强，完全不受电网调峰的限制。因此，可以有效降低铁合金企业的生产成本。

总之，实现企业自备电厂非并网(孤网)运行是基于中国国情的必然选择，山西博赛克开发的综合负荷调节控制系统为孤网运行提供了坚实的保障。