本發(fā)明屬于軋鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軋鋼系統(tǒng)生產(chǎn)能效評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

鋼鐵生產(chǎn)流程中，能源成本占總成本的25％～30％，且我國(guó)噸鋼能耗較國(guó)外先進(jìn)指標(biāo)尚有10％～20％的差距，通過節(jié)能降低鋼鐵生產(chǎn)成本不僅可行，而且潛力很大。但是，現(xiàn)有的能耗統(tǒng)計(jì)方法、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系，已不能適應(yīng)鋼鐵企業(yè)節(jié)能和能源管理的需要。以中間產(chǎn)品(鋼)為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)體系存在許多弊端，很難滿足鋼鐵企業(yè)對(duì)能源使用的精細(xì)化管理要求?？陀^、真實(shí)、準(zhǔn)確的能源統(tǒng)計(jì)方法和數(shù)據(jù)，是指導(dǎo)鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作的主要依據(jù)，是科學(xué)評(píng)價(jià)節(jié)能降耗工作的重要手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種軋鋼系統(tǒng)生產(chǎn)能效評(píng)估方法，至少可解決現(xiàn)有技術(shù)的部分缺陷。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種軋鋼系統(tǒng)生產(chǎn)能效評(píng)估方法，計(jì)算基準(zhǔn)工序能耗值和實(shí)際工序能耗值，將所述實(shí)際工序能耗值與所述基準(zhǔn)工序能耗值比較，以評(píng)估軋鋼系統(tǒng)各工序的生產(chǎn)能效；

所述基準(zhǔn)工序能耗值與所述實(shí)際工序能耗值均采用如下公式計(jì)算：

其中，

計(jì)算所述基準(zhǔn)工序能耗值時(shí)，采用參照生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；

計(jì)算所述實(shí)際工序能耗值時(shí)，采用實(shí)際生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

作為實(shí)施例之一，建立軋鋼系統(tǒng)能耗模型如下：

其中，

e為噸鋼綜合能耗；

ei為第i種耗能工序的工序能耗。

作為實(shí)施例之一，對(duì)軋鋼工藝中各通用生產(chǎn)工序總能耗建立能耗計(jì)算模型e通，對(duì)軋鋼工藝中可能配置的生產(chǎn)工序分別建立能耗計(jì)算模型e選，根據(jù)所評(píng)估的鋼廠軋鋼系統(tǒng)的生產(chǎn)工序配置情況，將所述e通與相應(yīng)的各所述e選組合得到該軋鋼系統(tǒng)的綜合能耗。

作為實(shí)施例之一，n≧3，其中，e1為軋制工序能耗，e2為加熱工序能耗，e3為公輔工序能耗。

作為實(shí)施例之一，計(jì)算所述e1時(shí)，工藝過程及輔助生產(chǎn)能耗包括軋制工序設(shè)備電耗、水耗及氣耗，所述軋制工序設(shè)備電耗包括軋制能耗、輔助設(shè)備能耗、輔助系統(tǒng)能耗。

作為實(shí)施例之一，計(jì)算所述e2時(shí)，工藝過程及輔助生產(chǎn)能耗包括加熱爐能耗，所述加熱爐能耗包括加熱爐所用燃料消耗、水耗、電耗、氣耗及軟水消耗，回收外供能量包括加熱爐汽化冷卻產(chǎn)生的可利用蒸汽。

作為實(shí)施例之一，計(jì)算所述e3時(shí)，工藝過程及輔助生產(chǎn)能耗包括水處理能耗及空壓站能耗。

作為實(shí)施例之一，所述軋鋼系統(tǒng)能耗模型包括輸入模塊、計(jì)算模塊、輸出模塊和比較模塊，其中，

所述輸入模塊用于輸入可引起能耗波動(dòng)的相應(yīng)參數(shù)；

所述計(jì)算模塊用于計(jì)算所述軋鋼系統(tǒng)各生產(chǎn)工序的工序能耗值；

所述輸出模塊用于輸出各工序能耗值和/或所述軋鋼系統(tǒng)的綜合能耗值；

所述比較模塊用于將各實(shí)際工序能耗值與對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)工序能耗值進(jìn)行比較和/或?qū)?shí)際綜合能耗值與基準(zhǔn)綜合能耗值進(jìn)行比較。

作為實(shí)施例之一，工藝過程及輔助生產(chǎn)能耗計(jì)算包括常量值能耗單元計(jì)算部分和變量值能耗單元計(jì)算部分，其中，常量值能耗單元的能耗按常理處理，對(duì)變量值能耗單元建立能耗計(jì)算模型。

本發(fā)明實(shí)施例至少具有如下有益效果：計(jì)算工序能耗時(shí)，引入了長(zhǎng)期忽略的但也是最有價(jià)值的原料初始載能和外供產(chǎn)品載能，使得計(jì)算得到的工序能耗更加準(zhǔn)確、客觀、真實(shí)，因而更加具有評(píng)估價(jià)值。另外，引入基準(zhǔn)工序能耗這一參照值，通過計(jì)算得到的實(shí)際工序能耗值與該基準(zhǔn)工序能耗值進(jìn)行比較，有助于辨識(shí)能效較低的生產(chǎn)工序或企業(yè)，或者說可以評(píng)估企業(yè)生產(chǎn)過程能效的提升潛力，在可行性和成本效率分析的基礎(chǔ)上通過現(xiàn)有技術(shù)和相應(yīng)措施對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的軋鋼系統(tǒng)能耗模型的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種軋鋼系統(tǒng)生產(chǎn)能效評(píng)估方法，具體包括：計(jì)算基準(zhǔn)工序能耗值和實(shí)際工序能耗值，將所述實(shí)際工序能耗值與所述基準(zhǔn)工序能耗值比較，以評(píng)估軋鋼系統(tǒng)各工序的生產(chǎn)能效；

所述基準(zhǔn)工序能耗值與所述實(shí)際工序能耗值均采用如下公式計(jì)算：

其中，

計(jì)算所述基準(zhǔn)工序能耗值時(shí)，采用參照生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；

計(jì)算所述實(shí)際工序能耗值時(shí)，采用實(shí)際生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

本實(shí)施例中，重新設(shè)計(jì)了一種軋鋼生產(chǎn)工序的能耗計(jì)算方法，計(jì)算工序能耗時(shí)，引入了長(zhǎng)期忽略的但也是最有價(jià)值的原料初始載能和外供產(chǎn)品載能，使得計(jì)算得到的工序能耗更加準(zhǔn)確、客觀、真實(shí)，因而更加具有評(píng)估價(jià)值。另外，引入基準(zhǔn)工序能耗這一參照值，通過計(jì)算得到的實(shí)際工序能耗值與該基準(zhǔn)工序能耗值進(jìn)行比較，有助于辨識(shí)能效較低的生產(chǎn)工序或企業(yè)，或者說可以評(píng)估企業(yè)生產(chǎn)過程能效的提升潛力，在可行性和成本效率分析的基礎(chǔ)上通過現(xiàn)有技術(shù)和相應(yīng)措施對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

上述的基準(zhǔn)工序能耗值是一個(gè)先進(jìn)理論值，在計(jì)算該基準(zhǔn)工序能耗值時(shí)，采用的是參照生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝參數(shù)，即將待評(píng)估工序/軋鋼系統(tǒng)與該參照工序/軋鋼系統(tǒng)進(jìn)行比較，以評(píng)估分析與該參照工序/軋鋼系統(tǒng)之間的差距。該參照生產(chǎn)線應(yīng)是先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)、合理規(guī)模的生產(chǎn)線，可以是以現(xiàn)有的先進(jìn)軋鋼生產(chǎn)線或相應(yīng)的先進(jìn)生產(chǎn)工序?yàn)閰⒄?，獲得其生產(chǎn)工藝參數(shù)，或，按照理論的先進(jìn)生產(chǎn)原則擬定該參照生產(chǎn)線的工藝技術(shù)參數(shù)、設(shè)備配置、原燃料條件、產(chǎn)品產(chǎn)量及工序成材率等，以及最大限度地利用現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)回收輸出的能量。

接續(xù)上述軋鋼系統(tǒng)生產(chǎn)能效評(píng)估方法，上述原料載能和產(chǎn)品載能指的是對(duì)應(yīng)坯料中可以被利用的熱量，可以采用如下公式計(jì)算：

q＝c×m×δt＝c×m×(t-t0)

其中，q為有效物理熱，j；c為原料或產(chǎn)品的比熱容，j/(kg·℃)；m為原料或產(chǎn)品的質(zhì)量，kg；t為原料或產(chǎn)品的有效溫度，℃；t0為環(huán)境溫度，℃。

接續(xù)上述軋鋼系統(tǒng)生產(chǎn)能效評(píng)估方法，上述回收外供能量依據(jù)具體的生產(chǎn)工序而定，如對(duì)于加熱工序，該回收外供能量包括加熱爐汽化冷卻產(chǎn)生的可利用蒸汽，該可利用蒸汽一般為低壓蒸汽。

上述評(píng)估方法可以用于對(duì)某一生產(chǎn)工序的能耗進(jìn)行評(píng)估，也可以用于對(duì)整個(gè)軋鋼生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合能耗進(jìn)行評(píng)估；對(duì)于后者，建立軋鋼系統(tǒng)能耗模型如下：

其中，

e為噸鋼綜合能耗，kgce/t；

ei為第i種耗能工序的工序能耗，kgce/t。

上述ei根據(jù)具體的軋鋼生產(chǎn)線所包含的工序確定；一般地，對(duì)于熱軋系統(tǒng)其主要耗能工序可分為軋制工序、加熱工序及公輔工序，消耗的能源介質(zhì)主要包括電、煤氣、工業(yè)新水、軟水、氮?dú)?、氧氣、乙炔以及壓縮空氣等，回收利用的能源主要包括加熱爐汽化冷卻產(chǎn)生的低壓蒸汽等。也即：n≧3，其中，e1為軋制工序能耗，包括使用水、電、氣等所對(duì)應(yīng)的能耗，kgce/t；e2為加熱工序能耗，主要是加熱爐生產(chǎn)過程中消耗的物質(zhì)能，主要包括使用煤氣、電力、壓縮空氣、氮?dú)?、水等所?duì)應(yīng)的能耗，含回收利用的能量，kgce/t；e3為公輔工序能耗，是公輔設(shè)施生產(chǎn)過程中消耗的物質(zhì)能，主要包括使用電力、壓縮空氣以及補(bǔ)充的工業(yè)新水等所對(duì)應(yīng)的能耗，kgce/t。如圖1，具體地：

計(jì)算所述e1時(shí)，工藝過程及輔助生產(chǎn)能耗包括軋制工序設(shè)備電耗、水耗及氣耗，所述軋制工序設(shè)備電耗包括軋制能耗、輔助設(shè)備能耗、輔助系統(tǒng)能耗；

計(jì)算所述e2時(shí)，工藝過程及輔助生產(chǎn)能耗包括加熱爐能耗，所述加熱爐能耗包括加熱爐所用燃料消耗、水耗、電耗、氣耗及軟水消耗，回收外供能量包括加熱爐汽化冷卻產(chǎn)生的可利用蒸汽；

計(jì)算所述e3時(shí)，工藝過程及輔助生產(chǎn)能耗包括水處理能耗及空壓站能耗。

進(jìn)一步優(yōu)選地，上述工藝過程及輔助生產(chǎn)能耗計(jì)算包括常量值能耗單元計(jì)算部分和變量值能耗單元計(jì)算部分，其中，常量值能耗單元的能耗按常理處理，對(duì)變量值能耗單元建立能耗計(jì)算模型。上述常量值能耗單元是指在主要生產(chǎn)工藝參數(shù)改變時(shí)其能耗值變化較小或基本不變，則其能耗值可按常理處理；上述變量值能耗單元是指生產(chǎn)過程中，在主要生產(chǎn)工藝參數(shù)改變時(shí)其能耗值變化較大。以軋制工序?yàn)槔?/p>

其中的常量值能耗單元包括軋線輔助生產(chǎn)設(shè)備、輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等，變量值能耗單元主要包括軋機(jī)主電機(jī)；

e1＝e軋制+c；

上述e軋制主要是軋機(jī)主電機(jī)在軋制過程中的能耗，計(jì)算過程為通過具體的連軋孔型求出軋制的力能參數(shù)(包括軋制力、軋制力矩、軋制功率、電機(jī)力矩、電機(jī)軸端功率等)，其后通過傳動(dòng)效率、電機(jī)效率等求出軋制過程中的電耗。進(jìn)一步地，軋機(jī)主電機(jī)能耗計(jì)算模型是坯料、產(chǎn)量、鋼種、軋制速度、電機(jī)參數(shù)以及軋制規(guī)程等的函數(shù)，即：

e軋制＝f(x，y，z...)

＝f(坯料，產(chǎn)量，鋼種，軋制速度，溫度，電機(jī)參數(shù)，軋制規(guī)程參數(shù)...)

接續(xù)上述軋鋼系統(tǒng)生產(chǎn)能效評(píng)估方法，所述軋鋼系統(tǒng)能耗模型包括輸入模塊、計(jì)算模塊、輸出模塊和比較模塊，其中，

所述輸入模塊用于輸入可引起能耗波動(dòng)的相應(yīng)參數(shù)；進(jìn)一步是用于輸入由于客觀原因可能引起能耗波動(dòng)的相應(yīng)參數(shù)，這根據(jù)工序的不同而不同，如熱裝溫度、坯料規(guī)格、鋼種、產(chǎn)品規(guī)格、軋制規(guī)程等參數(shù)，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員易于確定的。所述計(jì)算模塊用于計(jì)算所述軋鋼系統(tǒng)各生產(chǎn)工序的工序能耗值。所述輸出模塊用于輸出各工序能耗值和/或所述軋鋼系統(tǒng)的綜合能耗值。所述比較模塊用于將各實(shí)際工序能耗值與對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)工序能耗值進(jìn)行比較和/或?qū)?shí)際綜合能耗值與基準(zhǔn)綜合能耗值進(jìn)行比較。

進(jìn)一步優(yōu)化上述軋鋼系統(tǒng)生產(chǎn)能效評(píng)估方法，針對(duì)不同鋼廠、不同工序進(jìn)行能效評(píng)估時(shí)，應(yīng)遵循以下兩點(diǎn)：

1)由于不同鋼廠其軋鋼生產(chǎn)線所包含的工序可能存在差異，能效評(píng)估時(shí)，可以將鋼廠可能存在差異的工序設(shè)置為獨(dú)立的計(jì)算模塊，當(dāng)對(duì)不同的鋼廠進(jìn)行能效評(píng)估時(shí)，即將與該廠工序相對(duì)應(yīng)的計(jì)算模塊進(jìn)行組合，這樣既可滿足不同工序流程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的要求，又便于計(jì)算和評(píng)估；具體地，可采用如下方法：

對(duì)軋鋼工藝中各通用生產(chǎn)工序總能耗建立能耗計(jì)算模型e通，對(duì)軋鋼工藝中可能配置的生產(chǎn)工序分別建立能耗計(jì)算模型e選，根據(jù)所評(píng)估的鋼廠軋鋼系統(tǒng)的生產(chǎn)工序配置情況，將所述e通與相應(yīng)的各所述e選組合得到該軋鋼系統(tǒng)的綜合能耗。

2)能效評(píng)估時(shí)，必須建立相應(yīng)的基準(zhǔn)，這種基準(zhǔn)應(yīng)按照先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)、合理規(guī)模的原則，通過理論計(jì)算的基準(zhǔn)工序能耗值。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。