我国钢铁企业所消耗的一次能源以煤为主，二次能源大多由煤或外购电经加工转换而成。以往的钢铁工业系统节能是以工序为研究对象，注重的是工序中结构的优化节能，而从能源介质方面的纵向研究较少。本文以具有代表性的二次能源介质——蒸汽作为研究对象，从生产、使用和分配等方面对其进行供需变化规律分析及合理利用研究。　　钢铁联合企业的蒸汽消耗占吨钢综合能耗的6.4％左右，是企业能源系统的重要组成部分。过去为满足动力和热力需求，企业建立了完善的燃煤锅炉供应网络。目前,随着热电联产和余热回收技术的成熟，单一的燃煤锅炉逐渐被替代。而且，蒸汽作为工艺生产中的动力源、热源或者冷却剂，在满足工艺需求的同时，也对环境造成了一定的污染，少用蒸汽甚至不用蒸汽已成为企业努力的方向。因此，研究合理的蒸汽需求及利用方式对企业的能源节约具有重要意义。以此为研究背景，本文分析了钢铁企业蒸汽的生产与利用工艺，以及蒸汽系统的供需关系，研究了剩余蒸汽采用热电联产方式对减少蒸汽放散和降低企业综合能耗的影响;运用热力学原理和钢铁工业系统节能理论，构建了蒸汽系统的评价指标，建立了蒸汽预测模型、优化分配数学模型，为企业合理利用蒸汽提供了理论依据和努力方向。本文主要研究内容如下:　　1.调查和分析了钢铁企业蒸汽系统的现状，剖析了蒸汽生产、使用的工艺过程，建立了燃料锅炉火用效率指标和余热蒸汽回收模型。研究表明，目前钢铁企业蒸汽系统存在的主要问题包括:①余热蒸汽回收量低②蒸汽发生、使用和放散呈季节性变化③供汽方式存在不合理现象,供汽、用汽之间不匹配;火用效率用以衡量燃料锅炉能源转换程度，较热效率更能全面地反映能源损失与利用的程度;余热蒸汽回收模型则表明了余热资源条件、热工操作和生产工艺过程对余热蒸汽回收的影响最大。　　2.建立了钢铁企业蒸汽供需分析模型，构建了1000万t规模企业的蒸汽理想化供需模式。模型表明，影响企业吨钢蒸汽产量、吨钢蒸汽消耗量及吨钢蒸汽剩余量的因素主要是各个工序的单位蒸汽产量、单位蒸汽消耗量和钢比系数;采用热电联产用以调节蒸汽的发生和使用波动，特别是余热蒸汽用于发电，可显著降低企业能耗。蒸汽理想化供需模式的研究表明，采用合理替换蒸汽工艺及富余蒸汽进行热电联产后，企业最小吨钢蒸汽消耗为18.4kgce/t钢，最大富余余热蒸汽量为45.5kgce/t钢，可为企业发电48540万kWh，共节能14560万tce，年效益近2.4亿元人民币。　　3.提出了与钢铁企业吨钢能耗有关的蒸汽系统评价指标及其分析方法。一是以热力学原理为依据，分别推导出蒸汽供汽用汽之间的能级差及余热蒸汽回收利用的工序节能量指标，研究表明:减温减压装置的使用对能级匹配的影响最大，而余热蒸汽采用热回收还是动力回收直接影响着工序节能量的大小。二是以钢铁工业系统节能理论为依据，推导出影响吨钢综合能耗大小的吨钢蒸汽消耗量指标，并探讨了吨钢耗汽量和供汽煤耗对指标的影响情况，该指标应用到首钢和宝钢的结果表明:首钢的吨钢蒸汽消耗量为61.3kgce/t钢，高出宝钢32.7kgce/t钢，其中，因吨钢耗汽量不同，首钢的蒸汽使用高出宝钢0.17t/t钢;因供汽煤耗不同，首钢的供汽煤耗高出宝钢的26.4kgce/t汽。指出首钢要想降低蒸汽消耗对吨钢综合能耗的影响，应在余热蒸汽回收上加大力度。　　4.建立了蒸汽需求预测和优化分配两大模型。需求预测模型采用统计分析法建立，分为生产和生活用汽预测模型，修正了季节性变化和数据误差对模型准确性的影响，以此指导企业蒸汽的合理生产。优化分配模型则是在蒸汽系统网络图的基础上，以余热蒸汽优先使用、蒸汽用户的介质可替性、管网设置的合理性等为约束条件，旨在对企业的蒸汽资源进行合理分配，增大余热蒸汽的回收利用，减少蒸汽放散损失，最终使得满足生产工艺条件下的吨钢蒸汽消耗量最小。优化分配模型的研究表明，余热蒸汽的生产不仅取决于余热资源的“质量”和“数量”，而且还应综合考虑管网设置及蒸汽用户对蒸汽品位的需求;热电联产用以调节蒸汽供需波动，既能减少余热蒸汽的放散量，又可为企业带来良好的节能效果和经济效益。上述蒸汽需求预测模型和优化分配模型为企业确定最佳的蒸汽用能方案，提供了有利的指导工具。　　5.将上述的蒸汽系统分析方法和合理利用研究应用到鞍钢和南钢。针对企业的生产实际和蒸汽系统现状，建立了鞍钢蒸汽优化分配模型，并根据不同生产工况、余热蒸汽充分回收、等级匹配使用后蒸汽能源的供需变化，给出了鞍钢蒸汽系统优化分配、高效利用的指导方案，该方案表明:应用优化分配模型后，鞍钢的供汽煤耗、吨钢耗汽量及吨钢蒸汽消耗量均有不同程度的下降，下降率分别达到7.6％、9.4％和14.6％，且热电联产机组的使用平衡和稳定了蒸汽的供需，实现了富余蒸汽的零放散;对南钢应用蒸汽需求预测模型后，实现了有计划地安排蒸汽生产，且在满足用户蒸汽需求的同时，充分回收利用了富余蒸汽，减少了余热蒸汽放散，全年节能在2万tce左右。