1.一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動分析方法,其特征在于:包括以下步驟:
步驟1、建立包括能量輸入和能量利用的整個能量流動過程的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型;
步驟2、基于步驟1所述的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型,建立包括能量輸入、能量消耗和能量輸出的鋼鐵企業(yè)能量流動網(wǎng)絡(luò),并通過對鋼鐵企業(yè)能量消耗過程中能量轉(zhuǎn)換過程的能量流進(jìn)行分析,建立鋼鐵企業(yè)的能量流動模型,進(jìn)而對鋼鐵企業(yè)內(nèi)部能源流動進(jìn)行分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動分析方法,其特征在于:所述步驟1的具體步驟包括:
(1)根據(jù)能量守恒定律,建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量流動公式如下:
EI=EC+EL
上式中,EI表示能量輸入,EC表示能量消耗,EL表示能量損耗;
(2)建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量輸入公式可表示為:
EI=EP+EF
上式中,EP表示電能輸入,EF表示化石能源輸入;
(3)建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量消耗公式可表示為:
上式中,Ei(i=1,2,...,n)表示工業(yè)用戶各終端負(fù)荷的能量消耗;
(4)建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量損耗公式可表示為:
EL=Epl+Efl
上式中,Epl表示電能網(wǎng)絡(luò)損耗,Efl表示化石能源輸送損耗;
其中,電能網(wǎng)絡(luò)損耗主要包括電能傳輸過程中的線路損耗和變壓器損耗;
①線路損耗是指電能流經(jīng)導(dǎo)線時以熱能形式散發(fā)的功率損失,計算公式如下:
上式中,P、Q分別為流經(jīng)路線的有功功率和無功功率;U為路線上與P、Q同一點(diǎn)測得的電壓;R為線路的電阻,與導(dǎo)線的截面、導(dǎo)線的材料和線路的長度有關(guān);
②變壓器損耗是指電能流經(jīng)變壓器時以熱能形式散發(fā)的功率損耗,計算公式如下:
ΔPT=PFe+Pcu=P0+β2Pk
上式中,PFe為鐵損,Pcu為銅損,P0為空載損耗,PK為額定負(fù)載損耗,β為平均負(fù)載系數(shù);
其中,化石能源輸送損耗是化石能源在傳遞過程中的損耗,是鋼鐵企業(yè)用能統(tǒng)計期內(nèi)損耗的化石能源實物量按規(guī)定的計算方法和單位分別折算成標(biāo)準(zhǔn)煤后的總量,其計算公式如下:
上式中,n表示化石能源品種數(shù),ei表示能量傳遞過程中第i種化石能源的損耗實物量,pi表示第i種化石能源的折算系數(shù),按能量的當(dāng)量值或能源等價值折算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的所述的一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動分析方法,其特征在于:所述步驟2的鋼鐵企業(yè)能量輸入包括電能輸入和化石能源輸入;能量輸出包括產(chǎn)品和副產(chǎn)品;能量消耗過程中能量轉(zhuǎn)換過程的能量流由能量轉(zhuǎn)換單元、能量轉(zhuǎn)換工序和能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成;其中,能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)由若干個能量轉(zhuǎn)換工序組成,每個能量轉(zhuǎn)換工序又由若干個能量轉(zhuǎn)換單元組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的所述的一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動分析方法,其特征在于:所述步驟2的鋼鐵企業(yè)的能量轉(zhuǎn)換單元的能量流動模型為:能量轉(zhuǎn)換單元能量流由五部分組成,分別是:外部能量、前一單元轉(zhuǎn)換后的能量、能量損失、回收自用、能源產(chǎn)品和副產(chǎn)品輸出;
設(shè)任一能量轉(zhuǎn)換工序第i個能量轉(zhuǎn)換單元能量流組成部分分別為:外部能量Eini、前一單元轉(zhuǎn)換后的能量Evi-1、能量損失Elossi、回收自用Erei、能源產(chǎn)品和副產(chǎn)品輸出Eouti,則可以得到如下所示的第i個能量轉(zhuǎn)換單元的能量流動模型:
Eini+Evi-1+Erei=Elossi+Eouti。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的所述的一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動分析方法,其特征在于:所述步驟2的鋼鐵企業(yè)的能量轉(zhuǎn)換工序的能量流動模型為:能量轉(zhuǎn)換工序是由多個能量轉(zhuǎn)換單元組成的,能量轉(zhuǎn)換工序能量流由五部分組成,分別是:外部能量、前一工序轉(zhuǎn)換后的能量Evj-1、能量損失、回收自用Erej、能源產(chǎn)品和副產(chǎn)品輸出Eoutj;
設(shè)第j個能量轉(zhuǎn)換工序共mj個能量轉(zhuǎn)換單元,則基于所述第i個能量轉(zhuǎn)換單元的能量流動模型,可以得到如下第j個能量轉(zhuǎn)換工序的能量流動模型:
6.根據(jù)權(quán)利要求3的所述的一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動分析方法,其特征在于:所述步驟2的鋼鐵企業(yè)的能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的能量流動模型為:能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)由多個能量轉(zhuǎn)換工序組成,能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)能量流由四部分組成,分別是:外部能量、能量損失、回收自用Ere、能源產(chǎn)品和副產(chǎn)品輸出Eout;
設(shè)能量流動網(wǎng)絡(luò)有l(wèi)個工序,基于所述第j個能量轉(zhuǎn)換工序的能量流動模型,可以得到如下能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的能量流動模型: