(五)煉鋼電弧爐的節能監測

1.電弧爐煉鋼的節能技術

國內電弧爐煉鋼的能耗在210kWh/t，電弧爐由于沒有燒結、球團、焦化和高爐工藝，流程從總體上看要比高爐能耗低，電弧爐能耗317kg/t，同比轉爐工序能耗700.17kg/t低很多。

電弧爐節能主要有減小電弧爐本體冶煉耗電量和電弧爐高溫含塵廢氣的余熱回收，廢氣溫度高達1000～1400℃，攜帶熱量占電弧爐輸入總能量的25%—50%。

2.電弧爐煉鋼的節能監測

電弧爐煉鋼是間歇性作業，監測時間應選定為上一爐出鋼完畢至監測爐次出鋼完畢為止的一個完整周期，要求冶煉正常，供電正常。

(1)冶煉時間。冶煉時間和冶煉電耗、爐體散熱損失、冷卻水帶出熱量、電能損失等各項熱量支出成正比關系。當前，電弧爐煉鋼節能措施中有許多縮短冶煉時間的措施，如強化用氧、不烘爐煉鋼、爐外精煉等。因此，冶煉時間的監測很有必要。

冶煉時間監測應使用兩塊電子計時秒表，一塊用于測定全周期時間(補爐、裝料、熔化期、氧化期、還原期及出鋼各工藝所用時間)，從上一爐出鋼完成到本次出鋼完成;另一塊測定總送電時間，從送電時開始到送電結束的時間，其中因加料、扒渣等操作停止送電時應停止計時。

(2)出鋼溫度。鋼水出爐前要調整到適當溫度，當出鋼溫度不適當將給后續澆鑄操作帶來困難并影響鋼的質量，也同時關系到冶煉電耗。經計算，噸鋼每升高1℃，需耗電0.38kWh，而在高溫下每升高1℃，所需電耗遠遠不止這個量。

出鋼溫度的監測使用快速熱電偶(插入式)在還原期停止送電后測定。

(3)相電阻或電能損失。相電阻或電能損失都是表示煉鋼電弧爐電氣系統的指標，是電弧爐煉鋼能量平衡中的大項之一，將其列入監測項目使電弧爐監測更為完整。

(4)電弧爐煉鋼冶煉電耗和工序能耗。電能是電弧爐煉鋼的主要能源，它的單耗決定著工序能耗的高低。冶煉電耗占電弧爐煉鋼工序能耗的80%左右。因此，冶煉電耗和工序能耗是作為電弧爐煉鋼工序的主要考核指標，其值必須在保證生產的同時盡可能降低。

(5)爐蓋和爐門開啟時間。煉鋼電弧爐在生產過程中特別是在熔化期后期到出鋼這一段時間內，爐內溫度很高，爐蓋和爐門的開啟將會造成大量輻射熱損失。爐蓋和爐門的開啟時間用電子計時秒表測定，記錄開啟的次數和時間。如果有輻射熱流計，則可直接測量輻射熱損失。

(六)軋鋼加熱爐的節能監測

1.軋鋼加熱爐的節能技術

軋鋼工序能源消耗最多的是軋鋼加熱爐，占50%以上，從軋鋼工序上節能，首先應從加熱爐節能著手，主要包括：①合理的爐型及燒嘴布置;②采用先進的燃燒器，如蓄熱式燃燒器，蓄熱式加熱爐技術的核心是高風溫燃燒技術，它具有高效煙氣余熱回收(排煙溫度低于150℃)，采用蓄熱式加熱爐技術，可將加熱爐排放的高溫煙氣降至150℃以下，將煤氣和空氣預熱到1000℃以上，使用低熱值、低價的高爐煤氣替代焦爐煤氣或重油，熱回收率達80%以上，節能30%以上，加熱能力提高，生產效率可提高10%～15%，減少氧化燒損，有害廢氣量(如CO2、NO_、SOr等)的排放大大減少;③減少爐體熱損失，如廢氣熱損失、爐體散熱損失、冷卻水帶走的熱損失等。

2.軋鋼加熱爐的節能監測

對軋鋼加熱爐進行監測時其必須已連續運行3天以上，這是因為在監測時軋鋼加熱爐應處于正常穩定工作狀態，爐體應已達到熱平衡，本身不再繼續蓄熱。一般軋鋼加熱爐連續運行3天后可基本達到這一狀態。監測前至少應維持2h以上正常生產時間，應保持爐子正常出鋼，軋機正常作業，不能處于保溫待軋或強化加熱等不正常狀態(目的是為了消除不正常因素對監測結果的影響)。正常生產狀態應保持到監測的現場工作實施完畢。

(1)單位燃耗和工序能耗。單位燃耗和工序能耗是直接反映軋鋼加熱爐能耗水平的重要指標，對軋鋼加熱爐的監測應首先考慮這個指標。單位燃耗的監測可以在選定的統計期內，選定一爐鋼料，在爐子運行正常時進行裝料加熱，在一爐鋼料加熱完了，記錄下所耗燃料量，稱出燒鋼量，就可以得出加熱爐實際單位燃耗，也可以企業的臺賬或報表為準。

(2)排煙溫度。軋鋼加熱爐最主要的熱損失就是排煙帶出的物理熱，排煙溫度是影響這項熱損失的關鍵參數。同時，軋鋼加熱爐的重要節能措施就是降低出爐煙氣溫度和排煙溫度。

(3)空氣系數。空氣系數是評價爐內燃燒好壞的主要指標，最佳的燃料燃燒是低空氣系數和煙氣中沒有不完全燃燒成分。如果空氣過剩量很大，雖然可以保證燃料完全燃燒，但增大了煙氣量，這將導致煙氣帶出的物理熱增大。如果空氣量不足，則在煙氣中存在大量可燃成分，將導致大量的不完全燃燒熱損失。

空氣系數和排煙溫度的監測一樣，應在爐膛出口處和余熱回收裝置煙氣處進行。

(4)爐渣可燃物含量。這一監測項目只對固體燃料加熱爐有實際意義。燃料燃燒是把化學能轉變為熱能的過程，是能源利用的第一步。燃燒效率即化學能轉換為熱能的轉換效率的高低，直接影響著軋鋼加熱爐的熱效率，影響著軋鋼加熱爐的燃料消耗。

一般情況下，軋鋼加熱爐所用的固體燃料(煤)的灰分是一定的，爐渣中可燃物含量增大，其灰分含量必然隨之減少，根據灰平衡原理。灰渣總量也就相應增加，這樣就造成了爐渣中可燃物總量大大增加，而與之成正比的機械不完全燃燒熱損失就相應地大大增加。

爐渣中可燃物含量測定需要在生產現場取爐渣樣，在實驗室進行化學分析。

(5)爐體表面溫升。軋鋼加熱爐正常生產過程中，通過爐體向環境散失一些熱量，也是一種能量損失。爐體表面散熱不僅增加燃料消耗，而且使得勞動條件惡化。爐體散熱主要與兩個因素有關，一個是爐體外表面積，另一個是爐體外表面溫度及環境溫度。爐體外表面積在爐子設計和施工時就已確定，是不能改變的，要降低爐體散熱，就只有降低爐體表面溫度(與環境溫度的差值)。所以，將爐體表面溫升列為表示爐體散熱情況的監測項目。

爐體表面溫升測定一般按爐型把爐體劃分為二段或三段，分別測定每一段爐體爐頂、爐墻的溫度及其環境溫度，以各部位爐體平均溫度與實測環境溫度的差值作為監測值。

爐體每一部分可等分成3×3塊，每塊中心作為一個測點，遇到爐門、燒嘴孔、熱電偶孔等特殊位置時應適當錯位，避開這些特殊位置。

(6)出爐鋼坯(錠)溫度。出爐鋼坯(錠)溫度是加熱質量的重要指標。目前，合理降低出爐鋼坯溫度是軋鋼加熱爐的節能措施之一。在軋制設備允許的條件下，降低出爐鋼坯溫度，可以降低爐子溫度水平，減少爐子熱摜失，降低燃料消耗。例如，出爐鋼坯溫度降低50℃，平均可以節約燃料4%以上。此外，還能夠提升爐子壽命，提高生產能力。

對于薄鋼坯，可以用光學高溫計、光電高溫計或紅外測溫儀測量其表面溫度;對于厚鋼坯，除了測量表面溫度外，還應在其上面鉆孔，用熱電偶測其內部溫度。

(七)煉銅閃速爐的節能監測

1.煉銅閃速爐的節能技術

銅熔煉應采用先進的富氧閃速熔煉池熔煉工藝，替代反射爐、鼓風爐和電弧爐等傳統工藝，提高熔煉強度。閃速爐煉銅的生產量占世界銅總產量的一半，已成為當今銅冶金所采用最主要的熔煉技術，被普遍認為是標準的清潔煉銅工藝。其優點在于：熔煉強度高，能量消耗不足傳統煉銅方法的一半;采用富氧熔煉工藝、高品位銅锍等生產技術，降低了能源消耗，提高生產率;銅锍品位容易控制，便于下一步吹煉。

閃速熔煉是一種將具有巨大表面積的硫化銅精礦顆粒、熔劑與氧氣或富氧空氣或預熱空氣一起噴入熾熱的爐膛內，使爐料在漂浮狀態下迅速氧化和熔化的熔煉方法。該法使焙燒、熔煉和部分吹煉過程在一個設備內完成，不僅強化了熔煉過程，而且大大減少了能源消耗，改善了環境。閃速熔煉根據不同爐型的工作原理可分為兩類：奧托昆普和國際鎳公司因科(lnco)型。奧托昆普法熔煉特點是采用高熱與富氧空氣將干燥銅精礦垂直噴人靠閃速爐一端的反應塔內進行反應。奧托昆普閃速爐如圖4-22所示。

2.煉銅閃速爐的節能監測

(1)空氣系數。化學不完全燃燒熱損失是燃燒組織不良所造成的，可以通過改進燃燒裝置，合理組織燃燒予以完善。空氣系數的監測是檢查爐內燃燒狀況的基本方法。從空氣系數的監測和調整，既可以降低化學不完全燃燒熱損失，又可以適當降低排煙溫度。

(2)入爐銅精礦水分含量。入爐銅精礦水分含量的監測是降低反射爐燃耗的措施之一，銅的活法冶煉是高溫熔煉過程，其熱效率遠遠低于低溫過程的干燥、焙燒，在保證配料制粒的條件下，應盡量控制低的人爐料含水量。計算結果表明，入爐料含水量每降低1%，呵使熔煉的燃料率約下降0.2%。

(3)爐壁溫度。爐體散熱的監測是節能和改善勞動條件的重要內容之一。

(八)鋁電解槽的節能監測

1.鋁電解槽的節能技術

鋁金屬所消費的能源約占有色工業總能耗的75%，耗電量極大，電能是鋁電解主要成本構成部分。目前生產1t鋁需要13000～15000kWh的直流電，電能耗要占鋁成本的45%以上。目前鋁行業電耗為：國內電解鋁交流電耗平均水平為1.46萬kWh/t，國外為1.420萬kWh/t，相差400kWh/t。國內電解鋁電耗高的原因主要是電流效率低，以及陰極電壓降偏高，國內目前電解鋁電流效率多數在91%～93%之間，平均電壓約為4.2V。要節約電能，最主要的就是要降低平均電壓和提高電流效率。降低平均電壓的途徑主要有：降低陽極電流密度、加強電解槽絕熱保溫、加大母線面積、改善電解質成分、使用石墨化陰極炭塊替代普通炭塊作陰極。

近年來較為先進的節能技術有：①電解槽余熱利用;②使用熔斷器，提高電能利用率，100臺160kA系列的電解槽，每年開20臺槽，每次停電10min，每年將少生產鋁液300t，使用熔斷器后，每年可以多生產鋁液，也能降低平均能耗;③對槽形進行改進，增強電解槽散熱，降低電流空耗;④控制電解槽含氟煙氣排放，提高電解煙氣凈化水平。

2.鋁電解槽的節能監測

鋁電解槽的節能監測有別于一般工業窯爐的監測，它的監測，除了直接測定各部位的散熱外，主要是從工藝過程分析得出的工藝控制參數中選定監測項目。

(1)單位電解鋁電耗。單位電解鋁電耗是電解鋁的綜合生產指標，目前我國鋁廠，噸鋁平均直流電耗為15700kWh，綜合交流電耗16800～17000kWh;噸鋁預焙槽電耗為14500kWh，交流電耗為15000kWh。

噸鋁電耗的監測可以在一定時期內審計電能消耗和產鋁量，也可以在監測期內進行監測

(2)電流效率。電流效率是反映電解槽電能利用情況的一個綜合性指標，其定義為實際電解產量與理論電解產量之比。工業鋁電解槽的平均電流效率一般為85%—92%，電流一定時，電流效率的提高，可以提高產量，節約電能。要使母線配制達到對槽內金屬的電磁力影響最小，保證槽內鋁液面穩定，熔煉流速較低，這是獲得高電流效率的先決條件。

(3)槽電壓。槽電壓指單個電解槽的電壓降，是電解生產中與電耗有關的重要工藝控制指標。槽電壓的高低直接影響到單位產鋁的電能消耗。減少這些組成電壓降的措施除加強電解槽保溫、加寬母線、改善電解質成分、降低電流密度外，還應控制陽極效應，減少電解過程副反應。槽電壓增大，最終表現為電能消耗的增大。

槽電壓可用電壓表測定陽極母線與陰極母線之間的電壓獲得，要求所用精度較高(0.5級以上)的直流毫伏表或精密數字萬用表。