專利名稱：高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)能效分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能效分析技術(shù)，特別是一種在煉鐵高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的能效分析方法。
背景技術(shù)：
冶金流程工業(yè)既是能源、各種原材料的產(chǎn)生者，也是能源的主要消耗者，節(jié)能降耗至關(guān)重要。我國冶金工業(yè)綜合能耗水平遠(yuǎn)高于全球的平均水平。以2007年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為例， 2007年我國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)平均煉鐵燃料比為529. 9kg/t,首鋼煉鐵燃料比為46^g/t，寶鋼集團(tuán)為483kg/t，太鋼為491kg/t，湘鋼為501kg/t，馬鋼股份為503kg/t，邢鋼為520kg/t。 據(jù)國際鋼鐵協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2006年德國Chland為4^kg/t，中國臺灣為48mcg/t，歐盟15國平均為494kg/t，南美洲為4%kg/t，日本為4^kg/t。從以上情況可以看出，國際先進(jìn)水平的煉鐵燃料比是低于500kg/t。我國的首鋼、寶鋼、武鋼等企業(yè)已達(dá)到國際先進(jìn)水平。但是，全國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)大多數(shù)煉鐵廠仍存在較大差距。煉鐵系統(tǒng)是焦化、燒結(jié)、煉鐵等工序的總稱。該系統(tǒng)直接消耗的能源占鋼鐵聯(lián)合企業(yè)總能耗的70%左右，是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)節(jié)能的重點(diǎn)。高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)作為煉鐵系統(tǒng)的心臟，其能耗也占據(jù)煉鐵系統(tǒng)的主要部分。高爐鼓風(fēng)消耗在煉鐵工序能耗中所占比例較大。高爐鼓風(fēng)能耗約占煉鐵工序能耗10% 15%。因此對高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能降耗對于冶金行業(yè)的節(jié)能減排具有重要的意義。為了能控制低鼓風(fēng)系統(tǒng)的能源消耗，首先就是要對高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的能效進(jìn)行綜合評估與分析，并在適當(dāng)時(shí)候發(fā)出能耗偏高的預(yù)警或提示。同時(shí)，能耗分析的結(jié)果還能為提高能耗的提供準(zhǔn)確的方向。高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)涉及的流程和設(shè)備復(fù)雜，其中還包含了非常多的化學(xué)反應(yīng)以及物理過程，因此如何對高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的能效進(jìn)行分析、評價(jià)及預(yù)警，建立一種可應(yīng)用于實(shí)際的分析方法是冶金行業(yè)節(jié)能減排過程中急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)能效分析及預(yù)警方法。為解決其技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方法是提供一種高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)能效分析及預(yù)警方法，包括以下步驟(1)采集高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)中用于能效分析各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳送至上位機(jī)；(2)利用內(nèi)置于上位機(jī)中的電動(dòng)機(jī)能效計(jì)算模塊、鼓風(fēng)機(jī)能效計(jì)算模塊、透平機(jī)能效計(jì)算模塊、熱風(fēng)爐能效計(jì)算模塊根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)分別得到電動(dòng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、透平機(jī)和熱風(fēng)爐的能效數(shù)據(jù)；(3)利用一階滯后濾波算法模塊對得到的能效數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，以去除噪聲；(4)根據(jù)下述公式得到高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的能效數(shù)值η α = Ii1+ Ii2C1+ η 3 + rI4C3
上式中，1^、n2, n3> n4為經(jīng)濾波處理后的熱風(fēng)爐、電動(dòng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、透平機(jī)的能效數(shù)據(jù)；其中，能耗最高的設(shè)備賦予加權(quán)系數(shù)為1，根據(jù)耗能比設(shè)定其他設(shè)備的耗能系數(shù)為 C” c2> C3 ；(5)將獲得的能效數(shù)值以電信號形式傳送并顯示于顯示裝置中。本發(fā)明中，當(dāng)最終獲得的高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)能效數(shù)值超過設(shè)定的范圍時(shí)，上位機(jī)發(fā)出
警報(bào)信號。本發(fā)明的步驟O)中，電動(dòng)機(jī)能效計(jì)算模塊直接采用電動(dòng)機(jī)的效率曲線計(jì)算得到其能效數(shù)據(jù)，或者直接采用其額定效率。本發(fā)明的步驟O)中，鼓風(fēng)機(jī)的能效根據(jù)采集到的靜葉開度ε b、鼓風(fēng)機(jī)出口壓縮比及出口流量的測量數(shù)據(jù)，利用鼓風(fēng)機(jī)的效率曲線獲得。本發(fā)明的步驟O)中，透平機(jī)的能效是通過下述方式獲得的步驟一，通過下述方式獲得鼓風(fēng)機(jī)空氣的焓值增量P3(單位為kW)(1)將標(biāo)態(tài)下測量的出口流量QNb。轉(zhuǎn)換為Qb。
101.32(273.15 + Γ,ο)
Ubo - iJNbo (^o+101 32)(273.15)3600(2)出口處空氣的密度P b0
(
權(quán)利要求
1.一種高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)能效分析方法，包括以下步驟(1)采集高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)中用于能效分析的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳送至上位機(jī)；(2)利用內(nèi)置于上位機(jī)中的電動(dòng)機(jī)能效計(jì)算模塊、鼓風(fēng)機(jī)能效計(jì)算模塊、透平機(jī)能效計(jì)算模塊、熱風(fēng)爐能效計(jì)算模塊根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)分別得到電動(dòng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、透平機(jī)和熱風(fēng)爐的能效數(shù)據(jù)；(3)利用一階滯后濾波算法模塊對得到的能效數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，以去除噪聲；(4)根據(jù)下述公式得到高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的能效數(shù)值 na = H1+ H2C1+ Il3C2+ 1I4C3上式中，ι、n2> n3> n4為經(jīng)濾波處理后的熱風(fēng)爐、電動(dòng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、透平機(jī)的能效數(shù)據(jù)；其中，能耗最高的設(shè)備賦予加權(quán)系數(shù)為1，根據(jù)耗能比設(shè)定其他設(shè)備的耗能系數(shù)為Cl、C2、C3 ；(5)將獲得的能效數(shù)值以電信號形式傳送并顯示于顯示裝置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)最終獲得的高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)能效數(shù)值超過設(shè)定的范圍時(shí)，上位機(jī)發(fā)出警報(bào)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟O)中，電動(dòng)機(jī)能效計(jì)算模塊直接采用電動(dòng)機(jī)的效率曲線計(jì)算得到其能效數(shù)據(jù)，或者直接采用其額定效率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟O)中，鼓風(fēng)機(jī)的能效根據(jù)采集到的靜葉開度ε b、鼓風(fēng)機(jī)出口壓縮比及出口流量的測量數(shù)據(jù)，利用鼓風(fēng)機(jī)的效率曲線獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟O)中，透平機(jī)的能效是通過下述方式獲得的步驟一，通過下述方式獲得鼓風(fēng)機(jī)空氣的焓值增量P3(單位為kw)(1)將標(biāo)態(tài)下測量的出口流量QNb。轉(zhuǎn)換為Qb。 101.32(273.15 + 1)
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟O)中，熱風(fēng)爐的能效是通過下述方式獲得的(1)熱風(fēng)單位質(zhì)量的焓值增加為(單位為kj/kg)
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述濾波是通過下述公式獲得的
全文摘要
本發(fā)明涉及能效分析技術(shù)，旨在提供一種高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)能效分析方法。該方法包括(1)采集高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后傳送至上位機(jī)；(2)根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)分別得到電動(dòng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、透平機(jī)和熱風(fēng)爐的能效數(shù)據(jù)；(3)利用一階滯后濾波算法模塊對得到的能效數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，以去除噪聲；(4)得到高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的能效數(shù)值；(5)將獲得的能效數(shù)值以電信號形式傳送并顯示于顯示裝置中。本發(fā)明能夠?qū)Ω郀t鼓風(fēng)系統(tǒng)的能效進(jìn)行綜合評估與分析，并在能耗偏高時(shí)發(fā)出預(yù)警或提示。同時(shí)，能耗分析的結(jié)果還能為提高能耗的提供準(zhǔn)確的方向。有助于技術(shù)人員根據(jù)系統(tǒng)提供的各設(shè)備能效數(shù)據(jù)，提出對應(yīng)的處理方案。
文檔編號G06F19/00GK102559969SQ201210011258
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者吳平, 楊春節(jié), 王小華, 郁輝球, 麻劍鋒, 黃龍誠 申請人:杭州哲達(dá)科技股份有限公司