一种连退机组炉区能耗建模的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种连退机组炉区能耗建模的方法及系统，连续退火产线中的能量消耗主要以热消耗为主，在本发明专利技术中，主要针对连续退火产线炉区中预热、加热及均热段的能量走向进行建模，建立能量输入与输出平衡模型。利用了能量流的理论方法并结合热力学知识，先分析退火炉的热传递过程以及能量的流向，求解能量输入、输出与各工艺参数之间存在的内在联系，建立了能量消耗与各工艺参数之间的平衡方程。采用完善的建模方法考虑能耗与带钢各工艺参数与加工参数之间存在的关系，意义明显、合理、简单而准确，解决了连续退火产线退火炉的能耗计算问题，能够有效的为后续研究能量效率优化研究提供基础，也可进行加工能耗评估与预测。

A method and system for modeling energy consumption of continuous annealing unit area

In this invention, the energy consumption of continuous annealing line is mainly heat consumption. In this invention, the energy trend of preheating, heating and heat sharing section of continuous annealing line furnace area is modeled, and the energy input and output balance model is built. Based on the theoretical method of energy flow and the knowledge of thermodynamics, the heat transfer process and the flow direction of the energy are analyzed first, and the internal relations between the energy input and the output and the process parameters are solved, and the equilibrium equation between the energy consumption and the parameters of the process is established. A perfect modeling method is adopted to consider the relationship between the energy consumption and the parameters of the strip and the processing parameters. The significance is obvious, reasonable, simple and accurate. It solves the energy consumption calculation problem of the annealing furnace with continuous annealing line. It can provide the basis for the further research on the optimization of energy efficiency and can also carry out the processing energy consumption. Assessment and prediction.

【技术实现步骤摘要】
一种连退机组炉区能耗建模的方法及系统
本专利技术属于连退机组的能耗优化领域，涉及到一种连退产线炉区的能耗建模方法及系统。
技术介绍
我国钢铁业是能源消耗大户，能源消耗率远高于其他国家。根据统计，在工序能耗中轧制工艺能耗更是落后于国际先进水平，同时钢铁工业作为我国能耗大户，而能源利用率却不到56％。因此，对连退机组能要的研究优化，具有重要的意义。建立连续退火产线退火炉的能量收支模型，不仅可以用于描述和评估连退机组的能源使用情况，还可以知道后续的能量利用率的优化研究。在当前的能效评估的研究中，在连续退火产线的研究中比较少，而“能量流(EnergyFlow)”已经成为一种评估制造业能效的有效方法，并且在机床领域的研究已经达到了比较成熟的层次，黄拯滔提出的一种基于能量守恒原理的数控车削能耗模型的精度已经达到99％以上(HUANGZhengtao,ZHANGChaoyong,LUOMin.AnAssessmentModelofEnergyConsumptionforNCTurningProcessBasedonPrincipleofConservationofEnergy[J].Chinese本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连退机组炉区能耗建模方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取训练数据，获取的训练数据包括如下各个类别下的数据：连续退火工艺过程中，退火炉区中热收入与带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数、有效热支出；S2、利用所述训练数据进行训练，建立包括所述热收入以及带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数中各个类别与有效热支出之间的模型。

【技术特征摘要】
1.一种连退机组炉区能耗建模方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取训练数据，获取的训练数据包括如下各个类别下的数据：连续退火工艺过程中，退火炉区中热收入与带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数、有效热支出；S2、利用所述训练数据进行训练，建立包括所述热收入以及带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数中各个类别与有效热支出之间的模型。2.根据权利要求1所述的连退机组炉区能耗建模方法，其特征在于，步骤S1中所述热收入是根据如下步骤得到：获取步骤S1热收入类别下数据中各个管道的通气量qn；根据公式计算出热收入Q燃；式中，α为空气过剩系数且为预设值，Qd为燃烧气体热值且为预设值，n为通气管道数量。3.如权利要求2所述的连退机组炉区能耗建模方法，其特征在于，退火炉的有效热支出即第一热支出Q1为退火产线带钢加热带走能量，是根据如下步骤得到：获取步骤S1有效热支出类别下数据中带钢出加热炉的温度T1、环境温度T0；根据公式计算出钢的热容CG；获取带钢带速ν、带宽l、带厚d、密度ρ；根据公式计算出退火炉的第一热支出Q1。4.如权利要求3所述的连退机组炉区能耗建模方法，其特征在于，步骤S1中获取的训练数据还包括退火炉的第二热支出Q2，步骤S2中具体为：建立包括所述热收入以及带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数中各个类别与第一热支出Q1、第二热支出Q2之间的模型；退火炉的第二热支出Q2为退火产线废气最终散失的能量，是根据如下步骤得到：获取步骤S2中第二热支出Q2中废气温度T3、环境温度T0、单位理论空气消耗量L0；根据公式计算出退火炉的第二热支出Q2；式中，Cf为废气热容且为设定值。5.如权利要求4所述的连退机组炉区能耗建模方法，其特征在于，退火炉的第三热支出Q3为退火产线墙壁通过热对流与热辐射散失掉的能量，是根据如下步骤得到的：建立包括所述热收入以及带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数中各个类别与第一热支出Q1、第二热支出Q2、第三热支出Q3之间的模型；获取步骤S2中第三热支出Q3中对象的内表面积An、对应对象的外表面积Aw、预热炉内温度T41、炉墙各层材料厚度δk、加热段炉温T42、带钢入口温度T0、带钢出口温度T5、钢出口温度和带钢入口温度的平均值T；根据公式

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，胡琦，肖亭，许昊，李志健，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42