【摘要】 本发明涉及能效分析技术，旨在提供一种高炉鼓风系统能效分析方法。该方法包括：(1)采集高炉鼓风系统运行数据，经模数转换后传送至上位机；(2)根据运行数据分别得到电动机、鼓风机、透平机和热风炉的能效数据；(3)利用一阶滞后滤波算法模块对得到的能效数据进行滤波处理，以去除噪声；(4)得到高炉鼓风系统的能效数值；(5)将获得的能效数值以电信号形式传送并显示于显示装置中。本发明能够对高炉鼓风系统的能效进行综合评估与分析，并在能耗偏高时发出预警或提示。同时，能耗分析的结果还能为提高能耗的提供准确的方向。有助于技术人员根据系统提供的各设备能效数据，提出对应的处理方案。 【专利类型】发明授权 【申请人】杭州哲达科技股份有限公司 【申请人类型】企业 【申请人地址】310012 浙江省杭州市西湖区教工路88号立元大厦6楼 【申请人地区】中国 【申请人城市】杭州市 【申请人区县】西湖区 【申请号】CN201210011258.2 【申请日】2012-01-13 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102559969B 【公开公告日】2014-12-17 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102559969B 【授权公告日】2014-12-17 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】G06F19/00 【发明人】吴平; 麻剑锋; 杨春节; 王小华; 郁辉球; 黄龙诚 【主权项内容】一种高炉鼓风系统能效分析方法，包括以下步骤：(I)采集高炉鼓风系统中用于能效分析的各种运行数据，经模数转换后传送至上位机；(II)利用内置于上位机中的电动机能效计算模块、鼓风机能效计算模块、透平机能效计算模块、热风炉能效计算模块根据运行数据分别得到电动机、鼓风机、透平机和热风炉的能效数据；(III)利用一阶滞后滤波算法模块对得到的能效数据进行滤波处理，以去除噪声；(IV)根据下述公式得到高炉鼓风系统的能效数值：ηa＝η1+η2c1+η3c2+η4c3上式中，η1、η2、η3、η4为经滤波处理后的热风炉、电动机、鼓风机、透平机的能效数据；其中，能耗最高的设备赋予加权系数为1，根据耗能比设定其他设备的耗能系数为c1、c2、c3；(V)将获得的能效数值以电信号形式传送并显示于显示装置中；在步骤(II)中，透平机的能效是通过下述方式获得的：步骤一，通过下述方式获得鼓风机空气的焓值增量P3，单位为kW：(1)将标态下测量的出口流量QNbo转换为Qbo：Qbo=QNbo101.32(273.15+Tbo)(Pbo+101.32)(273.15)3600]]>式中，Tbo为为鼓风机出口温度；Pbo为鼓风机出口压力；(2)出口处空气的密度ρbo：ρ bo=(Pbo+101.32)1000R(Tbo+273.15)]]>R=RMM]]>式中，对于空气其M值为28.98kg/kmol；RM为8314J/(kmol·K)；出口流量QNbo的单位为Nm3/h；Qbo的单位为m3/s；ρbo的单位为kg/m3；(3)单位质量的焓降为：温度T下的理想气体定压摩尔热容Cp，m由下式获得：Cp，m＝a0+a1T+a2T2+a3T3式中，Cp，m的单位为kJ/(kmol·K)；T的单位为K；a0、a1、a2、a3表示理想气体定压摩尔热容的参数；则，单位质量的焓值增量Δhbo为Δ hbo=∫ 12cpdT=1M∫ 12Cp, mdT=1M[a0(Tbo-Tbi)+a12(Tbo2-Tbi2)+a23(Tbo3-Tbi3)+a34(Tbo4-Tbi4)]]]>式中，Δhbo的单位为kJ/kg；Tbo为鼓风机出口温度；Tbi为鼓风机进口温度；则，P3＝QboρboΔhbo步骤二，根据采集到的静叶开度εb、鼓风机出口压缩比及出口流量的测量数据，利用鼓风机的效率曲线获得鼓风机的效率ηb；步骤三，通过下述方式获得鼓风机的轴功率P4，单位为kW：P4＝P3/ηb，P4单位为kW步骤四，通过下述方式获得电动机的输出轴功率P2，单位为kW：(1)根据采集的运行参数获得电动机的输入功率P1，单位为kW：式中，电压输入U，单位为V；电流输入I，单位为A；为功率因数；(2)电动机的输出轴功率P2，单位为kW：P2＝P1ηe式中，电动机的能效为ηe，通过电动机的效率曲线或者额定效率获得；步骤五，通过下述方式获得透平机的输出轴功率P5，单位为kW：P5＝P4-P2步骤六，通过下述方式获得高炉炉顶煤气中各成分的焓值增量P6，单位为kW：(1)采集数据中，透平机入口流量为Qti，单位为m3/s；入口压力为pti，单位为kPa；出口压力为pto，单位为kPa；入口温度为Tti，单位为K；出口温度为Tto，单位为K：标态下的流量QNti，单位为Nm3/h，转换为透平机入口流量：Qti=QNti101.32(273.15+Tti)(Pti+101.32)(273.15)3600]]>(2)高炉炉顶煤气中的主要成分是：CO2、CO、N2、H2、CH4、O2，其体积含量分别表示为xCO(％)，入口各成分的体积，单位为m3/s：Qtico2=Qtixco2; Qtico=Qtixco; QtiN2=QtixN2; QtiH2=QtixH2; QtiCH4=QtixCH4; Qtio2=Qtixo2; ]]>入口处各成分的密度，单位为kg/m3：ρ ti=(Pti+101.32)1000R(Tti+273.15)]]>R=RMM]]>对于CO2、CO、N2、H2、CH4、O2，其M值分别为：44kg/kmol，28kg/kmol，28kg/kmol，2kg/kmol，16kg/kmol，32kg/kmol；RM为气体常数8314J/(kmol·K)；(3)各成分单位质量的焓降，单位为kJ/kg：Δ h=∫ 12cpdT=1M∫ 12Cp, mdT=1M[a0(Tto-Tti)+a12(Tto2-Tti2)+a23(Tto3-Tti3)+a34(Tto4-Tti4)]]]>(4)各成分的焓值增量：P6＝∑QtiρtiΔh步骤七，得到透平机的能效ηt为：η t=P5P6; ]]>在步骤(II)中，热风炉的能效是通过下述方式获得的：(1)热风单位质量的焓值增加为，单位为kJ/kg：hh=1M(a0Δ Th+a12Δ Th2+a23Δ Th3+a34Δ Th4)]]>式中，ΔTh为热风炉进出口温差；则，增加焓值：Ph＝mbohh式中，mbo为热风炉的进口质量流量；(2)高炉炉顶煤气各成分的体积，单位为m3/s：Qtico2=Qtixco2; Qtico=Qtixco; ]]>QtiN2=QtixN2; QtiH2=QtixH2; QtiCH4=QtixCH4; Qtio2=Qtixo2; ]]>(3)高炉炉顶煤气各成分的密度，单位为kg/m3：ρ ti=(Pti+101.32)1000R(Tti+273.15)]]>R=RMM]]>对于CO2、CO、N2、H2、CH4、O2，其M值分别为：44kg/kmol，28kg/kmol，28kg/kmol，2kg/kmol，16kg/kmol，32kg/kmol；3)使用煤气单位质量的焓值计算为：hg=1M(a0Tti+a12Tti2+a23Tti3+a34Tti4)]]>煤气流量为Qti，单位为m3/s；入口压力为pti，单位为kPa；出口压力为pto，单位为kPa；入口温度为Tti，单位为K；出口温度为Tto，单位为K；煤气的焓值为Pti＝∑Qtiρtihg热风炉的能效为：η h=PhPti.]]> 【当前权利人】杭州哲达科技股份有限公司 【当前专利权人地址】浙江省杭州市西湖区教工路88号立元大厦6楼 【专利权人类型】其他股份有限公司(非上市) 【统一社会信用代码】9133010070421842XT 【家族引证次数】3.0 【家族被引证次数】5

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