[發明專利]一種評價冷軋帶鋼生產綜合能量效率的方法

在審

• 申請號: 201710649959.1
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107392491A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 楊杰;宋健;胡琦;許昊;肖亭
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司42238
• 代理人: 郝明琴

技術領域

本發明涉及冷軋機組的能耗優化領域，尤其涉及一種評價冷軋帶鋼生產綜合能量效率的方法。

背景技術

冷軋工藝能耗巨大，而目前關于冷軋能耗的研究很少，關于冷軋能量效率的計算的研究也難以找到。

冷軋作為半連續制造、多機協同工作、混合能量輸入加工系統，它的酸洗連軋生產線、連續退火生產線、鍍鋅生產線等單獨來看，都屬于連續生產類型；但整個冷軋生產，鋼卷要經過這些不同的生產線，從總的流程上看此時冷軋工序又可以歸類為離散制造，所以也有稱冷軋為半離散制造。在酸軋線當中，能量輸入有電功率輸入，在連退鍍鋅等生產線，能量輸入為熱功率輸入，因此也很難用簡單的有用功比上總功，來衡量其總體的能量效率。再加上現有的冷軋技術關注點主要集中在產品質量和交貨期等因素上，很少考慮到冷軋的能量效率，因此在冷軋領域能量效率的研究很少。

在冷軋節能研究中，能量效率必將是重要的評價指標。冷軋工序是一個復雜的系統，需要多種方法、并從多個角度對其進行能量效率優化進行評價，對不同的優化方法以及不同的優化結果，也很難用一般簡單的能量效率來衡量。

在其他的制造業領域，能量效率的研究卻正在迅速發展，尤其是數控機床領域，近幾年出現了很多關于能量效率的研究。冷軋系統與機床系統在很多方面有相似之處，比如都包含離散制造，都包含由變頻電機控制的機組等，因此很多能量效率的計算方法可以借鑒。

目前，沒有一種綜合的冷軋能量效率的計算方法，在冷軋生產中，了解生產過程中的能量使用的效率，可以了解生產過程中的能量消耗情況，并評價和衡量后續能量效率優化的結果。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種能準確了解生產過程中的能量消耗情況，并評價和衡量后續能量效率優化的結果冷軋帶鋼生產的綜合能量效率計算方法。

本發明的實施例提供一種評價冷軋帶鋼生產綜合能量效率的方法,包括以下步驟：

S1.計算冷軋帶鋼生產產線機組的能量利用率，并用于評價機組工藝參數優化的能效結果；

S2.計算冷軋帶鋼生產工序成品的比能，并用于評價生產過程工藝路線優化的能效結果；

S3.利用步驟S1工藝參數優化的能效結果和步驟S2生產過程工藝路線優化的能效結果評價綜合能量效率。

進一步，所述能量利用率通過以下方法得到：

S1.1.獲取機組加工工藝所需的功率、機組加工的總功率和冷軋損失的功率；

S1.2.根據步驟S1.1的結果計算能量利用率，計算公式如下：

式中，P_tech為機組加工工藝所需的功率，P_all為機組加工的總功率，P_loss為冷軋損失的功率。

進一步，所述機組包括多臺軋機時，所述冷軋損失的功率包括軋機內部機械傳動以及軸頸與軸輥之間摩擦所消耗的能量、軋機的軋輥頻繁進行變速所消耗的動能、軋機驅動軋輥的變頻電機消耗的鐵損與軋機驅動軋輥的變頻電機消耗的銅損。

進一步，所述比能通過以下方法得到：

S2.1.獲取冷軋帶鋼生產所產出的帶鋼的總重量、冷軋生產工序中各機組用于加工所消耗的功率和冷軋生產工序中損失的功率；

S2.2.根據步驟S2.1的結果計算比能，計算公式如下：

式中，M_steel為一批次冷軋帶鋼生產所產出的帶鋼的總重量，P_tech位冷軋生產工序中各機組用于加工所消耗的功率，P_loss為冷軋生產工序中損失的功率，ρ_i為鋼卷i的密度，b_i為鋼卷i的寬度，R_iw為鋼卷i的外徑，R_in為鋼卷i的內徑。

進一步，所述冷軋生產工序中損失的功率包括冷軋生產工序中各機組由于自身原因而損失掉的能量、冷軋帶鋼的熱消耗、殘次品帶鋼消耗的能量和其余消耗的能量，冷軋生產工序中各機組由于自身原因而損失掉的能量包括軋機的摩擦損耗和退火爐的散熱。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1.針對冷軋工序屬于半連續制造、多源能量輸入、多機協調工作，不利于描述其整體能量消耗情況的特點，本發明提出了一種評價冷軋生產綜合能量效率的方法，該方法可以從多個角度對冷軋生產的能量效率進行描述，使對綜合能量效率的評價更為準確。