it 2^9280 ŽELEZARSKI ZBORNIK IZDAJAJO ŽELEZARNE JESENICE, RAVNE, ŠTORE IN METALURŠKI INŠTITUT LETO 15 LJUBLJANA DECEMBER 1981 Opis stanja, razvoj in varčevalna politika na področju energetike v črni metalurgiji UDK: 620.91 ASM/SLA: Wllg Dušan Vocleb, J. Borštner, J. Bratlna. Z. Erjavec Opisan je razvoj energetike v SFRJ in SRS. Iz prikaza je razvidno, da je črna metalurgija tudi sledila svetovnim tendencam razvoja. Varčevanje z energijo je najbolj realna osnova za prebroditev težav glede oskrbe in stroškov z energijo. Navajamo izhodišča za program varčevanja v železarni Ravne, organizacije teama, razmišljamo o realnosti prihrankov in upoštevamo omejitvene dejavnike pri uvajanju varčevalnih ukrepov v proizvodne procese. Na koncu so prikazani primeri, kako dolgoročno rešiti varčevanje z energijo pri karakterističnih metalurških agregatih. 1. UVOD Danes veliko razpravljamo o razvoju energetike, katere sestavni del je tudi racionalna proizvodnja, pretvorba in poraba energije. Zavedati se moramo, da smo globoko zabredli v navade in ugodnosti, ki si jih ustvarjamo s porabo energije. Pri tem moramo upoštevati, da energijo porabljamo zelo neracionalno in da se bomo tega težko odvadili. Iščemo različne poti, kako obvladati ta problem. Vsekakor ne z ukinitvijo vseh do sedaj pridobljenih ugodnosti, kar naj bi bil zadnji ukrep za podaljšanje življenja človeštva. Varčevane z energijo v tej neugodni energetski situaciji dobiva vedno večjo veljavo. Potekati mora po programu in enotni metodologiji, ker bo le tako možno doseči postavljeni cilj. Varčevalni program, ki je vodilo varčevanja, zajema tri faze. Prva faza zajema ukrepe varčevanja, za katere ari potrebna nikakršna investicija; v drugo fazo spadajo ukrepi, katerih inve- sticija se amortizira v roku enega leta; v tretji fazi pa so večji investicijski posegi, ki se amortizirajo v nekaj letih. Energetsko varčevanje je danes dejstvo. Stroški za energijo silovito naraščajo, energetski tokovi bodo morali biti usmerjeni na tista investicijska področja, ki lahko pokrivajo nastale stroške. Istočasno ugotavljamo velike notranje rezerve pri porabi energije, ki jih moramo izkoristiti v novih pogojih gospodarjenja. Svetovne zaloge klasičnih goriv so omejene. Po letu 2000 nafte ne bomo več uporabljali za ogrevanje, nove energetske vire pa šele intenzivno raziskujejo. Z varčevanjem goriva dajemo raziskovalcem več časa, da bodo lahko vsestransko proučili nove energetske vire. 2. OPIS SEDANJEGA STANJA Energetika obsega široko področje, sedanje stanje pa moramo dobro poznati, če hočemo pravilno ukrepati. Naš namen je torej prikazati, kaj se na tem področju dogaja v svetu, doma in v črni metalurgiji. V energetiki so naslednja obdobja: do leta 1970 — cenena energija v neomejenih količinah, kar je osnova rasti industrializiranih držav od leta 1970—1980 — soočanje z vse večjimi krizami, ki so odraz političnih monopolističnih pritiskov od leta 1980—1990 — dejanske težave, kako zadovoljiti vse potrebe po energiji, kljub povečani proizvodnji ener- Od leta 1945 industrija intenzivno uvaja nafto, ki je tudi osnova za porabo energije v široki potrošnji. Gibanje cen nafte, ki je danes najbolj iskan energetski vir, prikazue slika 2, kjer je lepo viden skok cen po letu 1970.2 3003- I Švicc. / •ZRN Fra / ZDA Jc ponska / 7 •MDR Saudska Arabija < Špan gasla 'talija SSSR \A _ ji Iran vi/a Mija\ \ (2aqala4si 07 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Poraba energije [KMpreUj Diagram B Delet prebivalstva I barrel =1700 kWh 1 rast cene nafte fco pristanišče izvoznik 2 cena nafte v realnih dolarjih 3 cena nafte preračunana na dolarsko vrednost 1977 Slika 2 Svetovno gibanje cen nafte Fig. 2 World prices of crude petroleum B Nafta pU Črni premog \ j Vodna energija [ ] Lignit | Zemeljski plin Rjavi premog Slika 4 Proizvodnja primarne energije v SFRJ Fig. 4 Yugoslav production of primary energy getskih virov. Soočali se bomo z omejitvenimi elementi: izkoriščenost virov, financiranje in varstvo okolja. Naša velika rezerva je: energijo začnimo varčevati že danes! po letu 1990 — vpeljava novih virov v najširšem smislu; spremenila se bo struktura porabe; uporabljali bomo nove tehnologije, kjer se maksimalno upošteva racionalnost. Človek se je v svojem razvoju naslanjal na tisto primarno energijo, ki jo je na določeni stopnji tehnološkega razvoja lahko pripravil in uporabil. Gibanje deležev uporabe primarnih goriv je potekalo, kot je prikazano na sliki 1. Leta 1850 je bil v uporabi samo les, okoli leta 1920 je znašal delež premoga približno 60 %, leto 1980 pomeni vrh za nafto z deležem 35 %, vrh za plinasta goriva se napoveduje v letu 2025, ko bodo plin pridobivali iz naravnih virov in umetno iz premoga.1 Slika 1 Delež uporabe primarnih goriv na svetu od leta 1850 dalje Fig. 1 Portion of consumed primary fuels in the wor!d since 1850 Iz slike 1 je razvidno, da ima vsak nosilec primarne energije svojo dobo razvoja in uvedbe, da ima svoj vrh in padec, ko ga je treba nadomeščati z drugimi energetskimi viri. o 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Poraba energije [KW/prebj Slika 3 Svetovna specifična poraba energije na prebivalca in zveza z nacionalnim dohodkom države Fig. 3 VVorld specific energy consumption per capita and compa-rison with the national income for various countries leto HI Nafta U Črni premog Slika 5 Uvoz primarne energije v SFRJ Fig. 5 Yugoslav import of primary energy moči elektrarn v Jugoslaviji za obdobje od leta 1950 do 1979 (slika 7) in razvoj električne prenosne mreže (slika 8) kot najbolj razvitega energetskega sistema pri nas.5 Poleg čisto energetskih podatkov so za prikaz stanja v energetiki SFRJ zanimivi tudi podatki o investicijskih vlaganjh v energetiko (slika 9) in o gibanju cen primarne energije (slika 10). Podobno kot za SFRJ prikazujemo energetsko sliko za SRS na sliki 11. Slika združuje tri diagrame, ki kažejo od leta 1960 dalje slovensko proizvodnjo in porabo energije ter odvisnost naše republike na tem področju od uvoza. Delež črne metalurgije v porabi energije v SRS prikazujemo na sliki 12, strukturo porabe v črni metalurgiji pa na sliki 13. 50 55 60 65 70 75 leto trda goriva (brez termocentral) ^ elektro energija jgj nafta in plin Slika 6 Izkoriščenost lastnih energetskih virov v SFRJ Fig. 6 Efficiency of own energy sources in Yugoslavia - Termocentrale ---Hidrocentrale ---Skupna moč Slika 7 Rast instaliranih moči elektrarn v SFRJ Fig. 7 Grovvth of the increased povver in Yugoslav povver stations Razvoj naroda, nacionalnega gospodarstva neke države, je odvisen od porabe energije. Na sliki 3 je prikazana zveza med nacionalnim dohodkom na prebivalca in porabo energije na prebivalca, diagram A in B pa nazorneje kažeta, koliko je držav, kjer porabijo največ energije. Razvoj energetike v Jugoslaviji prikazujemo na nekaj karakterističnih diagramih o proizvodnji in porabi energije v obdobju od leta 1958 dalje, ko se je začela intenzivna industrializacija države. Na sliki 4 je razvidna proizvodnja primarne energije, na sliki 5 je prikazan uvoz primarne energije v Jugoslavijo. Iz slike 4 in 5 vidimo odvisnost Jugoslavije od uvožene energije, saj uvozimo skoraj ves plin, nafto in črni premog, zelo malo pa smo naredili za boljše izkoriščanje lastnih virov, kar je vidno s slike 6.4 Za zagotovitev potreb po energiji so se razvijale tudi proizvodne kapacitete. Kot karakterističen podatek prikazujemo povečanje instaliranih leto gg 380 KV il 220 KV m no KV Slika 8 Razvoj električne prenosne mreže v SFRJ Fig. 8 Development of Yugoslav electric network Ker nastopajo finančna vlaganja v energetiko kot omejitveni faktor, je zanimiv diagram na sliki 14, ki nam kaže, koliko smo v Sloveniji namenili sredstev za energetiko. V posameznih tovarnah črne metalurgije so se v razvoju energetike soočali z naslednjimi težavami: Slika 9 Delež vlaganj v energetiko v SFRJ Fig. 9 Portion of investments into Yugoslav energetics fH| Ostala poraba PH Promet Industrija ---Črna metalurgija Slika 12 Delež črne metalurgije v porabi energije v SRS Fig. 12 Portion of ferrous metallurgy in the energy consumption in Slovenia --Metalurški koks d in/t ---Rjavi premog din/t ------------Električna energija direktni odjem din/Wh --------Mazut din/t ---Lignit din/t ----Surova nafta din/t ----------Popran- butan din/t Slika 10 Gibanje cen primarnih energetskih virov Fig. 10 Prices of primary energy sources 60 65 70 75 leto ......... Premog ---- Elektro energija - Tekoča goriva ---- Plin ---- Koks Slika 13 Struktura porabe energije v črni metalurgiji v SRS Fig. 13 Structure of the consumed energy in ferrous metallurgy of Slovenia Elektro gospodarstvo Premogovništvo Naftna industrip Slika 11 Odvisnost med proizvodnjo in porabo energije v SRS Fig. 11 Relationship betvveen the production and the consumption of energy in Slovenia — stalna rast porabe energije, — povečana skrb za varstvo okolja, — omejenosti dobave energije, — odpor ljudi proti novim energetskim napravam, — naraščanje stroškov za energijo, — vedno večja vlaganja za energetske naprave. iCJ ■g 50 •£ 40- t g" 3 30-.1 i. S 20■ Q 0 \\ \\ \\ // \\ 7 V ,/ ■s // \ II v / N / v., s / v s - 65 68 70 72 76 leto - Skupna vlaganja v energetiko ---Vlaganja v elektro gospodarstvo Slika 14 Delež vlaganj v energetiko v SRS Fig. 14 Portion of investments into Slovenlan energetics 8 g | S I N k. (t 10 10 m 75 ~5 0 25 Cj Ki S < Delež metalurgije v celotni porabi 74 5 2 16 3 91 109 74 »7 89 07 3(9 283 i 175 i 574 i 388 20 6 40c 420 192 M 362 484 202 171 284 224 282 188 303 16 8 233 Delež metalurgije v industrijski porabi Industrija ■ Promet ] Ostah poraba Delež metalurgije Slika 16 Delež porabe energije v črni metalurgiji v nacionalnih gospodarstvih za leto 1977 Fig. 16 Portion of energy consumption in ferrous metallurgy for some national economies in 1977 ------ VB .......... Avstrija ------ZRN - svet ----ZDA ---ZRN Slika 15 Specifična poraba energije na enoto proizvedenega jekla za nekatere države Fig. 15 Specific energy consumption per unit of produced steel in some countries iH Plinasta goriva Tekoča goriva [ 1 Električna energija ] Ostali mediji Slika 17 Struktura porabljene energije v črni metalurgiji za nekatere države v letu 1977 Fig. 17 Structure of consumed energy in ferrous metallurgy for some countries in 1977 Različnost dosedanjega razvoja in trenutnega stanja na področju energetike prikazujemo v obliki primerjave med razvitimi državami in nami. Najbolj reprezentativen podatek o porabi energije je specifična poraba energije na enoto proizvoda (slika 15), na kateri prikazujemo specifično porabo energije na enoto proizvodnje jekla v posameznih državah.6 7000 Visoka peč ali direktna redukcija Topla predelava Hladna predelava Elektro jeklarna Ostalo Slika 18 Specifična poraba energije za posamezne faze predelave jekla Fig. 18 Specific energy consumption for single stages of steel working Elektro energija Plin ali zemeljski plin Koks Kisik Ostalo ali tekoča goriva 16380 A B A Proizvodnja plavža -8107t Jekla/leto B Elektro jeklarna -tO X}71 jekla/leto C Direktna redukcija -10107 tjekla/leto D Železarna Ravne -02 K71 jekla /leto Slika 19 Vrste uporabljene energije za posamezne tipe železarn Fig. 19 Forms of applied energy in single types of steelvvorks Delež porabljene energije v črni metalurgiji nacionalnih gospodarstev je viden na si. 16. Zanimiva je primerjava strukture porabe energije v črni metalurgiji (slika 17). Delež energije v posameznih fazah predelave jekla je prikazan na sliki 18, kjer primerjamo porabo energije po modelih, ki jih je izdelala komisija ISII za različne tipe jeklarn z železarno Ravne. Na sliki 19 je prikazana udeležba raznih energetskih virov za iste modele in železarno Ravne. 3. VARČEVALNI UKREPI V ČRNI METALURGIJI Z varčevalnimi ukrepi moramo obravnavati vse možnosti, s katerimi lahko privarčujemo energijo ali spremenimo neugodno energetsko porabo. Racionalna energija pomeni: 1. Ukrepi za zmanjšanje porabljene energije v določenem delu proizvodnje, izboljšanje izkoristka dovedene energije v procesu, kar je vezano na stalno izboljšanje efekta porabe energije. 2. Vračanje dela energije nazaj v proces ali tovarno. To je vezano na sisteme z daljinskim ogrevanjem, pridobivanje pare ali celo električne energije. Ta potencial lahko izkoristimo le, če imamo naprave, v katerih nimamo regenerativne-ga iskoriščanja toplote, ki zapušča proces. 3. Sprememba strukture porabe energije, da dosežemo prilagodljivost na energetsko situacijo in zagotovimo varno energetsko oskrbo. V železarni Ravne se ravnamo po naslednjih ukrepih, ki spadajo v prejšnje tri skupine — tabela 1: Varčevalni ukrepi v železarni Ravne Tabela 1 št. ukrep vračilni potencial kWh/tono vložka 1. skupina ukrepov 1 predgrevanje zgorevalnega zraka 70—92 2 pregrevanje vložka za elektropeči 58—80 3 zvečanje stopnje izkoriščenosti peči 48 4 uvedba procesnega računalnika na peč 22—48 5 izboljšanje stanja peči (izol, vlek) 2. skupina ukrepov 1 izkoriščanje odpadne toplote plinov 2 uvedba plinske turbine v dimne pline 3 izkoriščanje toplote žlindre 3. skupina ukrepov 1 dvo- ali večkomponentno kurjenje 2 kurjenje z dodatkom kisika 3 optimizacija porabe plinske energije v sistemu železarne 18 250 70 117 5000 Z2400 i 92 ABC A Proizvodnja plavža-8.0 tO7 t jekla /leto B Elektro jeklarna -10 107 t jekla/leto C Direktna redukcija -10 107 tjekla/leto D Železarna Ravne -0.2 107 tjekla/leto 4. OSNOVE VARČEVALNEGA PROGRAMA ENERGIJE Vsako energetsko varčevanje mora izhajati iz zaključkov ali analize nekega stanja in usmerjeno voditi k točno določenim ciljem. Energetsko varčevanje v industrijskem obratu ima naslednje dobre lastnosti: — znižanje obratovalnih stroškov, — zmanjšanje energetske odvisnosti, — povečanje življenjske dobe naprav, — zboljšanje kvalitete porabe energije. Ima pa tudi slabe strani: — razširitev problema povečanja produktivnosti, — relativno visoke dodatne investicije, — negotovost uspeha, — relativno dolga doba amortzacije naprav, — človekovo soočenje s konfortom in navadami. Pravo vrednost energetskega varčevanja dobimo, če ga gledamo širše, to je, kaj pomeni za skupnost. Posega na tri področja: zboljšanje ekonomike, varnost preskrbe in zaščita okolja. Zboljšanje ekonomike se odraža v plačilni bilanci republike ali države in ima posreden vpliv na ceno nafte, ker se zniža povpraševanje po njej. Varnost oskrbe je posledica podaljšanja izrabi j i-vosti energetskih rezerv. Zavedati se moramo, da pomeni privarčevana ena enota pri porabniku prihranek od 2 do 10 enot pri energetskem viru, odvisno od energetskega medija in transformacije energije. Zaščita okolja je tesno povezana z uporabo energije, saj vsak energetski poseg pomeni istočasno tudi ekološko ugodnejšo sliko, čistejše dimne pline, nizko temperaturo hladilne vode, znižanje sevanja na okolico in drugo. V začetni fazi priprav za energetsko varčevanje si moramo razjasniti naslednje možnosti, ki lahko nastopijo pri izvajanju varčevanj; dejansko, negativno, vprašljivo in učinkovito varčevanje. Dejansko varčevanje je tisto varčevanje, ko z ukrepom dosežemo želj eni efekt, pri tem pa ne vplivamo na pogoje v procesu, vodenje optimalne temperature v peči, znižanje temperature v sobi z 20 °C na 18 °C. Negativno varčevanje je posledica prevelikega poudarka glede prihranka energije, popolna ugasnitev gorilnikov na peči med odmorom: znižanje temperature v sobi od 20 °C na 160 C ima za posledico dodatno kurjenje z električno pečko. Vprašljivo varčevanje je tisto, pri katerem se pojavijo močni stranski efekti in se ne da točno vrednotiti učinka, optimalno ogrevanje vložka glede na zahteve po kvaliteti. Učinkovito varčevanje je vezano z več istočasnimi pozitivnimi efekti: regulacija atmosfere v peči s kisikovo sondo, boljše zgorevanje in znižanje izgub zgorevanja. Med stranskimi efekti, ki pa so pomembni za uspešno izvedbo varčevalnega programa, je tudi psihološki vidik, ki izhaja iz narave človeka, da naredi samo tisto, kar je zahtevano. Zato je uspeh varčevalnega programa odvisen od tega, kako ljudem prikažemo nujnost varčevanja, kar pa pomeni, da se mora ustvariti team, ki izpolnjuje naslednje pogoje: — vodja projekta in sodelavci morajo verjeti v projekt in upati v uspeh, — vedno znova se mora ponavljati prednost varčevalnega programa, — ukrepati je potrebno takoj, ko se pojavijo odstopanja, ki vplivajo na spremembo ciljev varčevanja. Varčevanje se ne more obravnavati ločeno od skupnosti, v kateri živimo. Delovna organizacija mora uskladiti svojo energetsko politiko skladno s težnjami republike in države. Pri tem mora priti do obojestranskega sodelovanja in pomoči. Energetski program v delovni organizaciji se mora izvesti v štirih fazah, kjer posamezne faze določimo po investicijskih vlaganjih in časovni realizaciji programa. Pristop k razdelitvi in izvedbi programa za posamezno fazo razbijemo na deset stopenj. Velja splošen princip, da se mora obvezno izvesti vsaka faza in stopnja, ker le tako je zagotovljen uspeh varčevalnega programa. Varčevalni program delovne organizacije obsega naslednje faze: 1. faza: Organizacijski posegi, čas izvedbe v manj kot enem letu. 2. faza: Investicije se amortizirajo v enem letu, čas trajanja investicije do dveh let. 3. faza: Investicije, ki se amortizirajo v daljši dobi, do 10 let, čas izvedbe investicije do dveh let. 4. faza: Konsolidacija, ki traja od začetka delovanja naprej. Prva faza ne zahteva nobenega investiranja in jo je praviloma možno izpeljati takoj. Ti ukrepi posegajo na področje porabnikov in proizvajalcev energije in prihranek dosežemo samo z organizacijskimi in obratovalnimi posegi. Če nam uspe posluževalca peči prepričati, da stalno bdi nad pečjo, spremlja pravilnost delovanja regulacije, zapiranje odprtin na peči in kontrolo, nam je zago-gotovljen prihranek do 5 % dovedene energije, odvisno od vrste in stanja peči. Druga faza zajema že tiste ukrepe, za katere moramo nekaj investirati. Ločimo dva primera teh ukrepov: ukrepi, ki zahtevajo minimalne investicije, in ukrepi, ki prinesejo velike prihranke energije, ker se nam oboji amortizirajo v zelo kratkem času. Zamenjava ročne regulacije na peči z avtomatsko spada v prvo skupino, dodatna toplotna izolacija stavbe pa v drugo. Tretja faza pomeni spremembo določenega energetskega sistema ali dograditev dodatnih naprav. Za takšne investicije je potrebno veliko sredstev in dobro izdelan program, kako upravičiti gradnjo. Zadnja faza pomeni v bistvu ohranjevanje ali izboljševanje dobljenega energetskega stanja. Velja pravilo, da varčevanje opravljamo postopno, od prve do zadnje faze z vso strpnostjo, eksaktnostjo in dobro pripravljenostjo. Pri tem pa sta prva in izadnja faza odločujoča za maš uspeh. V prvi pripravimo ljudi na varčevanje, v zadnji pa moramo ljudi obdržati na strokovno in delovno višji stopnji. Vsako fazo praviloma razbijemo na naslednje stopnje: a) Definiranje projektne naloge: — opis ukrepa, določitev začetka energetskega programa, — določitev mej ukrepa, pozitivni prihranki in slabosti, — definicija ciljev programa in potek vračanja kapitala ustrezne investicije za energetski program. b) Izbira teama: — vodja projekta in inženirji, — vodje obratov in uporabniki, — pomoč zunanjih sodelavcev. c) Analiza obstoječega stanja: — obdelava podatkov o porabi energije, — ugotovitve o delu naprav in ljudi, — primerjava s sorodnimi napravami po specifični porabi ali učinku. d) Ovrednotenje ciljev: — določitev kratkotrajnih in dolgotrajnih ciljev, — nova določitev pogojev, normativov. e) Preizkus varčevalnih ukrepov: — uporaba testirnih listov, — razgovor o rezultatih, — ne zajeti samo velike prihranke; mali prihranki nam pomenijo pogoj za večji uspeh. f) Oceno prihranka: — praviloma se naj prihranek energije ocenjuje v prihranku energije in ne dinarski vrednosti, — realnost ocenitve prihranka, ker se pri več sočasnih efektih prihranek ne sešteva. g) Ocena investicije: — upoštevati vse konsekvence, — ocenitev učinka na produkt, osebje in okolico, — realnost investicij, ker se za kompleksnejši varčevalni ukrep investicije ne seštevajo. h) Določitiev prednosti: — potrditev prednosti, določenih v projektni nalogi, — določitev kratkoročnega in dolgoročnega programa. i) Izvedba programa varčevanja: — priprava varčevalnega programa, — priprava porabnikov na spremembe, — možnost fleksibilnosti pri izvedbi programa, j) Zasledovanje prihrankov: — ugotovitev efektivnih prihrankov in stroškov, — primerjava s cilji, — prehod na naslednjo stopnjo v programu, — skrb, da se ohranja dobljeno stanje. 5. VARČEVALNI PROGRAM V ŽELEZARNI RAVNE Praktična izvedba varčevalnega programa v delovnih organizacijah zahteva širši pristop obravnavanja te problematike, ker je potrebno poleg reševanja tehničnih problemov upoštevati še samoupravno dogovarjanje in informiranje. V železarni Ravne imamo naslednje karakteristične porabnike različne kvalitete energije, za katere bomo prikazali velikost energetskega prihranka, kot primer pestrosti reševanja energetike v črni metalurgiji. Kot tipične predstavnike izberemo 40-tonsko elektropeč, ogrevno peč, kurjeno z mazutom, in ogrevanje hale. Za 40-tonsko elektropeč prikazujemo na sliki 20 potek energije; podatki so dobljeni na osnovi meritev.7 Dovedena energija je elektroanergija in reakcijska toplota v razmerju 3/4 proti 1/4. Odvedeno Električna energija 72 6 Reakcijska toplota 27 4 ELEKTRO OBLOČNA PEČ S29Wh/kg Dimni plini 117 k Obzidava Sevanje Entalpija jekla 473 Slika 20 Tok energije za 40 t elektro peč Fig. 20 Energy flovvsheet for ton electric are furnace energijo razdelimo v tri tskupine: koristno energijo, odpadno energijo, ki se da dalje izkoriščati ter odpadno energijo, ki se ne da koristno uporabiti. Koristno dovedena energija je toplota, ki zapusti proces z izlivom jekla, te je 47,3 %. Izkoristljiva odpadna energija je energija dimnih plinov 11,7 % in energija hladilne vode 5,5 %, medtem ko tretjo skupino tvorijo energija žlindre 9,6 %, sevalne izgube 10,6 % in izgube toplote skozi steno 3,7 %. Toploto dimnih plinov je možno koristno uporabiti za predgrevanje vložka. Z vodenim pretokom dimnih plinov skozi vložek se le-ta predgreje za okoli 300 °C, kar pomeni približno 50 % izkoriščenost energije dimnih plinov. Hladilna voda se da izkoristiti za ogrevanje higienske tople vode, izkoriščanje nizkotemperaturnega potenciala energije. Pri 75 % izkoriščenosti izmenjave toplote ogrejemo higiensko toplo vodo za potrebe jeklar-ne za 60 °C. Energija žlindre je izguba, ki jo tehnično težko koristno znižamo, medtem ko na sevalne izgube lahko vplivamo z boljšo organizacijo dela. Če nam uspe skrajšati čase odprtja za 25 %, to pomeni znižanje izgub za 2,9 °/o. Zadnje izgube, izgube skozi stene, so odvisne od kvalitete izolacije. Z znižanjem zunanjih temperatur sten peči za 100 °C dobimo za 2,0 % manjše izgube. Na sliki 21 prikazujemo novi diagram, kako poteka energija z upoštevanjem varčevalnih posegov. Iz diagrama je viden prihranek pri elektro-energiji, ki znaš? 10 %. Potek energije za OFAG peč, kurjeno s tekočim gorivom, prikazujemo na sliki 22.8 Dovedena energija sestoji iz energije goriva 90,0 %, entalpije goriva 0,4 % in zraka 1,7 % ter energije, ki jo dovedemo z vložkom 0,7 %. Precejšen delež dovedene energije predstavlja oksidacij-ska toplota 7,2 %. Koristni del odvedene toplote je energija vložka 43,0 %, toplotne izgube pa so entalpija dimnih plinov 46,9 %, izgube skozi stene in strop 4,4 %. Pri samem delu peči imamo tudi izgube zaradi nasesavanja dodatnega zraka skozi odprtine, kar nam tudi slabša izkoristek peči, ni pa direktno merljiv. V tem primeru lahko koristno uporabimo toploto dimnih plinov, znižamo toplotne izgube skozi stene in strop in vplivamo na zmanjšanje deleža nekontroliranega nasesovanja zraka. Z vgraditvijo toplotnih izmenjevalcev v dimne kanale izkoristimo toploto odpadnih dimnih plinov za pridobivanje mokre vodne pare in delno predgrevanje zraka. Iz navedenega sistema se prenese 60 % energije na mokro paro, 25 % za predgrevanje zraka in samo 15 % so izgube dimnih plinov. S kvalitetnejšo izolacijo je možno znižati zunanjo temperaturo sten peči in is tem izgube skozi stene. Pri izolaciji, ki nam zniža temperaturo zu- nanjih obodnih sten na 80 °C in stropa na 100 °C, se zmanjšajo izgube toplote skozi stene za 25 %. Delež nekontroliranega zraka je izredno visok in nam povzroča zniževanje temperature peči, ker se mora določen del dovedene energije porabiti za ogrevanje te količine zraka, kar v toplotni bilanci ni direktno zajeto. Električna energija 62 6 Reakcijska toplota 307 307 ^ ELEKTRO OBLOČNA PEČ 740 Wh/kg 12 9 Električne izgube i 6 3 Hladilna voda , 19 bTI Dim nič ne izgube Obzidava Sevanje { 8 7 Entalpija jekla 530 Žlindra Slika 21 Tok energije za 401 elektro peč z upoštevanjem varčevalnih posegov Fig. 21 Energy flowsheet for 40 ton electric are furnace, consider-ing the saving measures Oksidacija ~72 Energija goriva 900 OFAG PEC 533 Wh/kg Zrak in gorim ffP Ostalo ^ Dimni plini 46 "S Obzidava Slika 22 Tok energije za Ofag peč Fig. 22 Energy flovvsheet for OFAG furnace Direktni prihranek dovedene energije znaša 8,3 %, medtem ko je celotni prihranek 52,1 %, gledano na celotno porabo v železarni, ker se nam zaradi pridobljene pare zniža v parnih kotlih poraba mazuta. Potek energije je viden na sliki 23. Energija goriva 75 2 f Oksidacija 100 \ Entalpija vložka ' 10 ' Entalpija goriva OFAG PEČ 5/5 Wh/kg brez pare 366Wh/kg s paro Dimnične izgube 67\ Slika 23 Tok energije za O fag peč z upoštevanjem varčevalnih posegov Fig. 23 Energy flovvsheet for OFAG furnace, considering the saving measures Na koncu si oglejmo specifičen primer ogrevanja hale, v kateri so delovna mesta zelo dispergi-rana. Hala je namenjena za metalurško dejavnost. V splošnem moramo pokrivati pri ogrevanju hale transmisijske in ventilacijske izgube, ki so v našem primeru zaradi tehnološkega odvoda zraka skozi filtre zelo visoke, tako da je potrebna dovedena energija sestavljena iz 50 % transmisijskih izgub in 50 % ventilacijskih izgub. 46,9% A Klasično ogrevanje B Sevalno ogrevanje s termalnim oljem C Plinsko sevalno ogrevanje Slika 24 Tok energije za različne načine ogrevanja metalurške hale Fig. 24 Energy flovvsheet for various methods of heating the plant buildlng Za take primere imamo dve možnosti ogrevanja hale, klasično s kaloriferji in sevalno, kjer lahko uporabljamo kot ogrevani medij mazut, oziroma zemeljski plin. S klasičnim načinom ogrevanja moramo pokriti oboje toplotne izgube, kar je 100 % porabe primarne energije. Z drugima dvema načinoma pokrivamo samo transmisijski del izgub, toplota s sevanjem se dovaja na točno določeno mesto tako, da ni treba ogrevati tudi mrtvih in tehnološko nefunkcionalnih delov hale. Pri sevalnem načinu ogrevanja, kjer je prenosni medij termalno olje, ki se ogreva v posebnem kotlu, moramo upoštevati izkoristek kotla in izgube toplote v cevovodih, tako da znaša poraba primarnega goriva 57,8 % klasičnega sistema. Najugodnejša varianta je plinsko sevalno ogrevanje, pri katerem znaša poraba primarnega goriva samo 46,9 % klasične variante. Primerjava je vidna na sliki 24. Funkcija varčevalnega programa je iz navedenih primerov jasno opredeljena in usmerjena po prej opisanih točkah. Varčevalni program v delovni organizaciji železarne Ravne je zasnovan na samoupravnem dogovoru o ukrepih in aktivnostih za zagotovitev racionalnega pridobivanja, pretvarjanja, transporta in porabe energije, ki so ga po samoupravni poti sprejele vse temeljne organizacije. Sestavna dela sporazuma sta varčevalni program in vsakoletna analiza porabljene energije. Z varčevalnim programom so določene dolgoročne naloge, ki jih vsako leto glede na možnosti in stanje v energetiki še podrobneje opišemo, to je delovni varčevalni program za določeno leto. Letna analiza porabljene energije nam pove, kako smo realizirali zastavljene naloge v tekočem letu. Začetni rezultati kažejo tendenco zniževanja porabljene energije, kar je odraz določenih ukrepov v obratih. Pravi rezultati zastavljenega programa bodo vidni v nekaj letih, ko bo na razpolago več podatkov, s katerimi bo možno realno oceniti prihranek energije. 6. ZAKLJUČEK Reševanje energetskih problemov v železarni je vezano na splošno energetsko situacijo v Jugoslaviji in Sloveniji. Z vse večjim poudarkom na varčevanju energije je potrebno tem akcijam dati pravo mesto in vlogo v oblikovanju energetske politike. Izhodišče varčevanja je dosedanja razvojna pot energetike, kar smo prikazali na začetku. Tako v SFRJ kot SRS smo intenzivno uvajali nafto, oziroma njene derivate. S tem se je večala uvozna odvisnost, kar je še posebno izrazito pri slovenski črni metalurgiji, ki je velik porabnik energije. Taka usmeritev je bila do določene dobe popolnoma upravičena, saj se je uvajala nova efektnejša tehnologija, za katero je bila na razpolago ceneno Transmisijske Ventibajske izgube izgube A B gorivo in je omogočala večjo storilnost agregatov. Zelo se je izboljšala ekološka slika okolice, v primerjavi is premogom pa ima enostavnejšo dobavo, skladiščenje in izvedbo uporabe na posameznih agregatih. Podobne usmeritve imajo tudi ostale države, oziroma njihova črna metalurgija, z določenimi odstopanji, ki so posledica njihove tradicionalno-sti. Sedaj smo prišli v tako fazo razvoja energetike, ko se zavedamo, da se tako ne bo možno več razvijati. Ponovno se bo začel uvajati premog in nove tehnologije. Realnost njihove uvedbe se napoveduje okoli leta 2000, do takrat pa je potrebno v delovnih organizacijah storiti vse, da bo njihova uvedba čim bolj efektivna. Varčevanje z energijo v najširšem smislu je začetek akcije uvedbe novih tehnologij, ker nam omogoča z manjšo porabo primarne energije daljšati dobo trošenja klasičnih goriv, hkrati pa v proizvodne procese uvaja racionalnejše in zahtevnejše sisteme izkoriščanja primarne energije. Energetsko varčevanje mora biti zasnovano z dolgoročno jasnimi cilji, pri tem pa je potrebno upoštevati specifiko delovanja naprave ali tehnološkega procesa, za katerega delamo program energetskega varčevanja. Preden se lotimo izdelave programa za energetsko varčevanje, moramo pretehtati vse možne učinke, ki lahko nastanejo, izdelan pa mora biti po določeni metodologiji, njegova uvedba pa se mora izvesti v fazah. Za železarno Ravne smo opisali nekaj karakterističnih porabnikov energije in možnosti znižanja porabe primarne energije. Osnova varčevalne akcije je samoupravni dogovor o racionalni porabi energije, v katerem smo določili dolgoročne ukrepe. Letni kratkoročni ukrepi se definirajo na osnovi začrtane dolgoročne poti glede na omejitvene dejavnike: doseženo stanje, finančne možnosti, kritičnost oskrbe in možnost izvedbe. Literatura 1. P. Penezynski: Energie — Voraussetzung fur wirtschaft-liche und sociale Entvvicklung Elektrovvarme in Technischen Ausbau, 3 B (1980) Nr. 1. 2. Kiss N., Mahon H., Leimer H.: Energiesparen jetzt! Bauverlag GmbH, Wiesbaden und Berlin, 1978. 3. Olsora E.: Energie und Transporte, Asea Zeitschnift, 1980 25, H 2. 4. Statistični koledar SFRJ. 5. Razvoj energetike Jugosflavije, posvetovanje,. Opatija 1980. 6. HieMer H.: Angebot, Bedarf und Einsatz von Energije fur die Eisen- und Stahlherstellung, Oesterreichischen Eisenhiittentages 1980, Leoben. 7. Pavlin F. s sodelavci: Študija meritev in regulacij to-plotehničnih veličin pri avtomatizaciji metalurških peči. Poročilo MI, Ljubljana, I. del, 1978, Ljubljana. 8. Pavlin F. s sodelavci: Študija meritev in regulacij to-plotnotehničnih veličin pri avtomatizaciji metalurških peči. Poročilo MI, Ljubljana, II. del, 1979, Ljubljana. ZUSAMMENFASSUNG Die Losung der Energiewirtschaftlichen Probleme ist von der allgemeinen energiewirtschaftlichen Lage in Jugo-slavvien und in Slovvenien abhangig. Mit immer grosserer Bedeutung der Energiesparkunst ist dieser Tatigkeit eine richtige Rolle beim Kreiren der Energievvirtschaftlichen Politik zu geben. Der Ausgangspunkt der Sparkunst ist der bisherige Bntwicklungsweg der Energievvirtschaft, was am Anfang gezeigt wird. Sovvohl in der SFRJ vvde auch in der SRS hat man intensiv Erdol /bzw. deren Derivate eingefiihrt. Dadurch war die Einfuhrabhangigke.it immer grosser, vvas aus-gesprochen fiir die Slovvenische Hiittenindustrie als gros-sen Energieverbraucher massgeblich ist. Eine solche Richtung war bis zu einer gevvissen Zeit vollkommen berechtigt,, denn sie ermoglichte die Einfuhrung neuer Technologie auf Grund der billigen Brennstoffe und hatte eine Leistungssteigerung der Anlagen zur Folge. Die Umvveltbedingungen haben sich verbessert und im Vergleich mit der Kohle vvaren besonders die Zulieferung, die Lagerung und die Anvvendung an einzelnen An-vvendungsplatzen einfacher. Ahnliche Entvvicklungsrichtungen gelten auch fiir andere Staaten bzw. fiir ihre Hiittenindustrie mit be-stiimmten Abvveichungen die mehr oder vveniger eine Folge der Tradition sind. Wir befinden uns nun in einer solchen Entvvicklungsphase der Energievvirtschaft, wo uns klar gevvorden ist, dass ein solcher Entvvicklungsvveg nicht mehr moglicht ist. Kohle und neue Technologie vvird vvieder eingefiihrt. Die Einfiihrung dieser Technologie vvird wie vorausgesagt reel um die Jahrtausendvvende moglich. Bis dahin vvird es notig in den Betrieben alles zu tun um die Einfuhrung effektvoll zu machen. Energiesparen im vvaitesten Sinne ist der Anfang der Tatigkeit der Einfuhrung neuer Technologien, da sich einerseits durch kleineren Verbrauch der Primarenergie der Zeitraum der Anvvendung klassischer Brennstoffe verlangern vvird, und anderseits vverden die Produktions-prozesse rationeller und anspruchvoller dem System der Ausbeutung der Primarenergi angepasst. Energiesparen soli auf langfristigen klaren Zielen basieren, jedoch muss dabei spezifische Arbeits-vveise der Anlage oder des technologischen Prozesses beriioksichtigt vverden, fiir vvelchen ein Programm fiir Energiesparen gemacht vvird. Bevor wir uns auf ein Sparprogram einlassen, mussen alle moglichen Effekte griindlich durchdacht vverden, das Programm muss nach einer bestimmten Methodologie aus-gearbeitet vverden und seine Einfiihrung soli in Phasen erfolgen. Fiir das Hiittenvverk Ravne vverden einige charakteri-stischen Energieverbraucher und die Moglichkeit der Ver-minderung des Verbrauches an Primarenergie beschrie-ben. Die langfristigen Massnahmen sind bestimmt vvorden. Die jahrlichen kurzfristigen Massnahmen sind auf Grund der geplanten langfristigen Massnahmen in Ab-hangigkeit von den Begrenzungsfaktoren, des erreichten Zustandes, der finanziellen Moglichkeit, der kritischen Versorgung und Ausfiihrungsmogliclikeiten bestimmt vvorden. SUMMARY Solution of energy problems in closely connected to the energy situation in Yugoslavia and SJovenia. Ali greater emphasis on the energy economy must be the basis for the actions insdde the energy eoonomy politics. Basis for the economy is the development in energe-tics till now vvhich is .presented in the beginnging of the paper. Fuel oils were intensivSly applied in Yugoslavia and in Slovenia. Thus the degree of the dependence on import increased which is especially pronounced in Sloveniam ferrous metallurgy being a big consumer of energy. Such a trend vvas quite justified ito a certain 'period since it enabled the introduction of more effective technology based on cheap fuel and thus higher outputs vvere achieved. Also environmental protection vvas improved. Supply, handling, storing and applying fuel oil is siimpler than the same operations vvith coal. Similar trends vvere evident also in the other coun-tries or in their metallurgy vvith some variations as the consequence of their traditionalitv. Novv such a stage of development in energetios vvas reached that the past trend cannot be continued. Again coal and new technologies vvill be introduced. Reality of their introduction can be expected about year 2000 but in the meantime vvorking organizations must prepare conditions for their effective introduction. Energy economv in the broadest sense means the introduction of nevv technologies vvhich vvill oonsume less energy and vvill be more rational, and thus the reser-ves of primary energy vvill last longer. Energy economy must be based on long-term and clear aims taking in account the characteristics of the operation of equipment and of the technological processes vvhich are to be eoonomized. Before starting vvith the >energy economy program, aH the effects must be considered, metodology must be cho-sen, but the introduction must take plače in stages. Some characteristic energy oonsumers ini Ravne Steelvvorks vvere described vvith the possibility to reduce the ooinsumiptdon of primary energy introducing long-term measures. Short-term yeariy measures are to be defiined iinside the planed long-term development trend based on limiting factors, achieved istate, financial possibilities, ipossible supplies, and possibilities of the realization. 3AKAIOTEHHE PemeHHe 3HepreniliecKnx npc>6AeMOB HaxoAHTbca b BoGmeM B HenocpeACTBeHHofi cbh3h c o6meft 3HepreTHHecKoii CHTyauHeH b lOrocAaBHH ih b CAOBeHHH. HeoGxoAHMO noAKpemtTB BaatHocTb c6e-pe;KciiHH 3Heprmi h, b c 3THMH cbh3h MepaMH BbiCTaBHTb b nepByio oiepeAb 3HaneHHe oth. poAb snepreTiraecKOH iioahthkh. HCXOAH0H ItyHKT 3KOHOMHI1 IipeACTaBASeT CymeCTBOBaBinHH AO cnx nop nyTb pa3BHTiHPIO, a TaK»e b P CAOBeHHH STO BbipaJKaAOCb B HHTeHCHBHOM BBeAeHHH Heth OTH. e« AepHBaTOB. TaiCHM 06pa30M yBeAHHHBaAaCb 3aBHCHMOCTb OT HMnopTa, wto ocoGemio Bbipa5KaAacb npH ^epnoii MeTaAAyprHH Caobchhh, KOTOpaa npeACTaBAaeT coGoft KpynHoro BonoMoraTeAbHoro noTpeSH-TeAH 3HeprHH. TaKaa opiiCHTauna GbiAa ao onpeAeAeHHoro nepHOAa Bpe>,ieMH BnoAne onpaBAaHa, TaK KaK BBOAHAacb HOBaa 0OAee 3cj>eK-THBHasI TeXHOAOrH3, AAfl KOTOpOH OLIAO B pacnopSIJKeHHH AeineBOe TonAHBo, KOTopoe AaAo B03Mo5KHOCTb yBeAHa3e pa3BHTHa sHepreTHKH, hto npoAOA^Kentte cymecTBy-romero pa3BiiTH3 SoAbine HenpneMAHBO. CnoBa 6yAeT BBeAeH yroAb H HOBaa TeXHOAOTHa. IIOBHAHMy peaAH3aHHH 3THX H3MeneHHH npOH3-BOHAer okoao — 2000 roAa. Ao toto BpeMeHH HaAO 6yAeTb bo Bcex opraHH3auHax TpyAa npHroTOBHTb Bce Heo6xoAHMoe, itoGbi hx npiiMeHeHHe 6biao qeM 34>eKTHBHee. 3kohomhh 3HeprnH b uinpoKOM CMbiCAe npeACTaBAfleT HaKHOCTb yMeHbIUHTb pa3X0AH nepBHHHOH SHeprHH h c 3thm npoAOA/khth nepHOA 3aTpaTbt KAacciiHecKoro roproKAe mcm npHCTynHTb k npHTOTOBAeHHH nporpaMMbi c6epe-JKeHHH SHepraH HaAO yHHTbIBaTb Bce B03MOaCHMe BAHSHHS, KOTOpbie M0ryT B03HHKHyTb; nporpaMMa ace AOAJKHa SbiTb pa3pa6oTaHa no onpeaeaehhoh mctoahkii, a ea peaAH3amia AOAJKHa BbmoAHHTbCH no 4?a3ax. B OTHOuieiiHH MeTaAAypnwecKoro 3aBOAa >KeAC3apna PasHe AaHo oimcaHiie HeKoropbix thiih«ihhx noTpeSHTeAeii sHepnm h bo3-MoacHOGTH yMeHbmeHHS pacxOAa nepBHHHaHCHpOBEtHHH, KpiITHMHOCTb CHa6>KeHHS[ H B03MOatHOCTH BbinoAHeHHa nporpaMMbi.