Как решить проблему энергопотребления в процессе производства графитовых электродов? 

В процессе производства графитовых электродов проблемы энергопотребления могут быть решены с помощью комплексных мер, таких как оптимизация технологического процесса, повышение эффективности использования энергии, усиление управления оборудованием и применение энергосберегающих технологий. Конкретные решения представлены ниже:

I. Оптимизация процесса обжига и обжига сырья

1. Оптимизация предварительной обработки сырья
   На стадии обжига контроль температуры (1250-1350°C) и времени обжига позволяет уменьшить остаточное содержание летучих веществ, повысить теплостойкость сырья и снизить энергопотребление при последующем обжиге. Например, использование ротационных печей или электрообжигательных печей вместо традиционных канальных печей может повысить тепловую эффективность на 10-15%.
   В процессе обжига заполнение пор путем вторичного обжига или многократного пропитывания (например, три пропитки и четыре обжига) позволяет снизить пористость изделий, повысить объёмную плотность и механическую прочность, что, в свою очередь, снижает удельное энергопотребление продукции.
2. Улучшение процесса пропитки
   На этапе пропитки оптимизация давления впрыска асфальта (1,2-1,5 МПа) и температуры (180-200°C) позволяет повысить коэффициент увеличения веса при пропитке (≥14% при первой пропитке и ≥9% при второй), сократить количество повторных обжигов и косвенно снизить энергопотребление.

II. Модернизация технологий графитизации

1. Оптимизация высокотемпературной термической обработки
   На стадии графитизации использование внутренне нагреваемых каскадных (LWG) печей вместо традиционных печей Ачесона позволяет сократить время включения (9-15 часов для LWG-печей против 50-80 часов для печей Ачесона) и снизить электропотребление на 30-50%.
   Точное регулирование температуры графитизации (2300-3000°C) позволяет избежать энергопотерь от перегрева и обеспечить преобразование углеродной структуры в трехмерно упорядоченный графитовый кристалл, повышая электропроводность.
2. Утилизация отходящего тепла
   На стадии охлаждения графитизационных печей отходящее тепло используется для предварительного нагрева сырья или производства горячей воды, что позволяет сократить потребление вспомогательных энергоресурсов. Например, благодаря системе утилизации отходящего тепла одна компания экономит более 500 000 кубометров природного газа в год.

III. Усиление управления производственным оборудованием и энергоресурсами

1. Повышение энергоэффективности оборудования
   Использование высокоэффективных экструдеров, винтовых экструдеров и другого формовочного оборудования позволяет снизить потери на трение; применение технологии регулирования скорости вращения двигателя с переменной частотой для адаптации к производственной нагрузке и снижения энергопотребления в холостом ходу.
   Регулярное техническое обслуживание ключевого оборудования, такого как обжигательные и графитизационные печи, обеспечивает герметичность и снижает потери тепла. Например, модернизация теплоизоляционного слоя печи может снизить энергопотребление одной печи на 8-12%.
2. Мониторинг и оптимизация энергопотребления
   Внедрение системы энергоменеджмента (EMS) позволяет осуществлять мониторинг потребления электроэнергии, газа и тепла на каждом этапе процесса в реальном времени и оптимизировать производственные планы на основе анализа данных. Например, динамическая корректировка загрузки обжигательных печей в соответствии с заказами позволяет избежать ситуации, когда «мощности превышают потребности».
   Внедрение стратегии дифференцированного тарифа на электроэнергию в зависимости от времени суток, при которой энергоемкие процессы (например, графитизация) проводятся в периоды низкого тарифа, позволяет снизить затраты на электроэнергию.

IV. Распространение энергосберегающих технологий и использование чистых энергоресурсов

1. Применение технологий низкотемпературного формования
   Использование технологий низкотемпературного или изостатического формования вместо традиционного высокодавлного формования позволяет снизить энергопотребление на нагрев. Например, благодаря технологии низкотемпературного формования одна компания снизила энергопотребление на формование одной тонны электродов на 20%.
2. Замена традиционных энергоресурсов чистыми
   Постепенное внедрение природного газа и биотоплива вместо угля на стадиях обжига и обжига сырья позволяет сократить выбросы углерода и снизить затраты на энергоресурсы. Некоторые компании уже достигли более 60% доли природного газа, сократив годовые выбросы CO₂ более чем на 10 000 тонн.
3. Генерация электроэнергии за счет отходящего тепла и закупка «зеленой» электроэнергии
   Использование отходящего тепла графитизационных печей для производства электроэнергии позволяет частично удовлетворять потребности производства в электроэнергии; закупка «зеленой» электроэнергии (например, ветровой или солнечной) снижает зависимость от ископаемых энергоресурсов и обеспечивает низкоуглеродное производство.

V. Внедрение комплексного энергосберегающего управления на всех этапах производства

1. Оптимизация производственного плана
   Объединение схожих процессов (например, централизованное пропитывание и обжиг) позволяет сократить количество запусков и остановок оборудования и снизить энергопотребление в режиме ожидания. Например, благодаря оптимизации производственного графика одна компания сэкономила более 2 млн кВт⋅ч электроэнергии в год.
2. Обучение персонала энергосберегающим методам работы
   Регулярное проведение обучения персонала методам энергосберегающей работы повышает осведомленность о необходимости энергосбережения. Например, стандартизация процедур включения и выключения оборудования, оптимизация маршрутов перемещения материалов и другие мелкие детали могут в совокупности снизить энергопотребление на 5-8%.

Примеры из практики
Одна крупная компания по производству графитовых электродов: благодаря модернизации графитизационных печей LWG, внедрению системы EMS и замене угля природным газом компания снизила совокупное энергопотребление на 35%, удельные выбросы углерода — на 40% и экономит более 50 млн юаней в год.
Практика отраслевых лидеров: некоторые компании, используя модель утилизации отходящего тепла и закупки «зеленой» электроэнергии, достигли «почти нулевого» уровня выбросов углерода в процессе производства, что соответствует глобальным тенденциям к углеродной нейтральности и повышает конкурентоспособность на рынке.