【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能效诊断及优化的，具体地说是一种基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法及系统。
技术介绍
1、钢铁工业为节能减排的重点实施对象。国家标准“gbt_28924-2012”中规定了钢铁企业能效指数的计算方法，即通过引入基准能耗的概念（一般是企业确定的一定阶段的单元能耗或综合能耗的基准值），将统计报告期的单位能耗与基准能耗作比，得到单元能效指数，最后通过加权求和得出综合能效指数以评价钢铁企业的能效水平。而这些指标不能完整地反映钢铁生产过程的热力学完善性，因此需要依赖热力学手段。
2、通常，对于能量转化过程的分析，可以采用两种不同的方法：一种是基于热力学第一定律的热平衡方法，另一种是基于热力学第二定律的㶲平衡方法。热力学第一定律主要关注能量数量的转化，而不考虑其品质，因此难以直观地反映在过程中一次能源介质（例如高炉煤粉、动力煤、焦煤等）和二次能源介质（例如煤气、蒸汽、电力、氧气、氮气、氩气等）之间的品质变化。此外，它也无法充分反映能量转换过程中的节能潜力。
技术实现思路
1、为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法及系统，其通过对生产过程中的关键参数进行㶲分析，以提升能效诊断的准确性，降低误诊率，其全面性使其能够处理复杂的生产环境和多变的工艺条件。
2、本专利技术采用如下的技术方案：一种基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其包括：
3、步骤1），对钢铁生产系统内所有能流的㶲值进
4、步骤2），将钢铁生产系统按工序划分为若干个子系统，根据能量传递关系和各个能源设备的属性，分析其中的匹配关系，列出物料投入和产出总量、㶲总值和㶲值占比，构建钢铁生产系统能量输入输出矩阵和设备的基本信息物元矩阵；
5、步骤3），基于各个子系统中能源流的能值计算，对各子系统进行投入产出分析建模，计算各个子系统的㶲效率和钢铁生产系统的㶲效率；
6、步骤4），根据㶲平衡方法，针对具体工序环节进行㶲损失计算，包括工序内部产生和稳定流动系统产生的㶲损失，以确定钢铁生产系统的㶲损失分布情况；
7、步骤5），诊断钢铁生产系统能效和分析节能减排潜力；
8、步骤6），基于能源系统结构、能源及设备约束，以㶲效率最大为目标确定目标函数和约束条件，从而获得能源系统的最优参数配置。
9、本专利技术可以克服原有能效诊断方法不能完整反映钢铁生产过程的热力学完善性、无法直观展现投入产出能源介质的品质变化、无法充分反映能量转换过程中的节能潜力方面的不足，从而提升能效诊断的准确性，降低误诊率。
10、进一步地，所述步骤1）中，㶲值计算分为燃料的化学㶲、工质的焓㶲和电能㶲三类；
11、燃料的化学㶲由下式计算：
12、，
13、式中， ex,f,c为燃料的化学㶲，kj/kg； qnet,ar为收到基低位发热量，kj/kg； r为汽化潜热，kj/kg； w为水分；
14、理想气体工质的焓㶲由下式计算：
15、，
16、式中， ex,h为1nm3工质的焓㶲，kj/nm3； h为某给定状态1nm3工质的焓，kj/nm3； h0为环境状态1nm3工质的焓，kj/nm3； s为某给定状态1nm3工质的熵，kj/(nm3·k)； s0为环境状态1nm3工质的熵，kj/(nm3·k)； t0为环境热力学温度，k；
17、对于理想气体，单位体积的熵变为：
18、，
19、式中， cp,av为气体温度从 t0至 t的平均定压比热，kj/(nm3·k)； t为给定状态气体的热力学温度，k； p为给定状态气体的压力，kpa； p0为环境状态的压力，kpa； r为1nm3气体的气体常数， r=0.371kj/(nm3·k)；
20、固体或液体工质的焓㶲也由下式计算：
21、
22、对于固体或液体，单位质量的熵变为：
23、
24、式中， cav为固体或液体温度从 t0至 t的平均比热，kj/(kg·k)；
25、得出以上焓㶲后，工质㶲值：，
26、其中， dx,h为工质质量，kg。
27、进一步地，所述步骤2）中，所述的若干个子系统包括球团、焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢工序；
28、根据能量传递关系，对钢铁生产系统的能量输入和输出进行映射，并以矩阵形式进行数学描述，即钢铁生产系统的能量输入输出矩阵表示为：
29、
30、式中，表示钢铁生产系统第n个能量流；表示能量从第 m个输入流到第 n个输出流的传递比例；
31、构建设备的基本信息物元矩阵：
32、
33、式中，e为能源设备类型；{ ec1 ,ec2 ,…,ecn}为能源设备属性，包括电能消耗值、物料消耗值、温湿度监测值和气压监测值；{ ve,1 ,ve,2 ,…,ve,n}表示设备的属性特征值。
34、进一步地，所述步骤3）中，㶲效率由下式计算：
35、31）钢铁生产系统㶲效率
36、或
37、式中， ext,in为输入钢铁生产系统的㶲，kj； ext.out为钢铁生产系统有效利用㶲，kj； ext,in为输入环节单个项目的㶲，kj； ext,out为输出环节单个项目的㶲，kj； ext,loss为钢铁生产系统损失的总㶲，kj；为钢铁生产系统㶲效率；
38、输入钢铁生产系统的项目有动力煤、洗精煤、无烟煤本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，所述步骤1）中，㶲值计算分为燃料的化学㶲、工质的焓㶲和电能㶲三类；
3.根据权利要求1所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，所述步骤2）中，所述的若干个子系统包括球团、焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢工序；
4.根据权利要求3所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，所述步骤3）中，㶲效率由下式计算：
5.根据权利要求1所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，所述步骤4）中，㶲平衡方法采用如下方程：
6.根据权利要求1所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，所述步骤5）具体为：基于㶲分析和前述步骤中的㶲值计算、能量输入输出矩阵、㶲效率分析结果，得出钢铁生产系统的能效诊断结论，这些结论包括能源利用情况的评估、生产过程中的能效瓶颈、能源损失的主要来源；
7.根据权利要求5所述的基于
8.根据权利要求7所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，所述步骤6）还包括：
9.根据权利要求7所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，所述步骤62）中，用能量质量因子代替能量品质，达到量化不同形式品质能量的目的，这样就得到能量Ei与㶲量Ex,i之间的关系，方便后续优化：
10.一种基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，所述步骤1）中，㶲值计算分为燃料的化学㶲、工质的焓㶲和电能㶲三类；
3.根据权利要求1所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，所述步骤2）中，所述的若干个子系统包括球团、焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢工序；
4.根据权利要求3所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，所述步骤3）中，㶲效率由下式计算：
5.根据权利要求1所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其特征在于，所述步骤4）中，㶲平衡方法采用如下方程：
6.根据权利要求1所述的基于㶲分析的钢铁生产过程能效诊断及优化方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王佳颖，陆春光，肖涛，严华江，黄鑫，傅国豪，徐航，童浩峥，刘志凯，李亦龙，洪旭洋，赵泽翔，欧阳欣愉，于海跃，丁一，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：
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