[發明專利]一種陽極爐能效實時評估方法及系統

有效

• 申請號: 202010545601.6
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111798103B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 闕錦龍;姚俊峰
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 北京金咨知識產權代理有限公司 11612
• 代理人: 嚴業福

1.一種陽極爐能效實時評估方法，其特征在于，該方法包括：

步驟1：采集統計期內陽極爐運行數據；

具體采集統計期內陽極爐的消耗數據，消耗數據包括電、天然氣、氧氣、電能、氮氣和壓縮空氣，統計期內以Δt為時間單位，k為時間單位的個數，讀取數值方式包括DCS在線讀取值、人工設定值、人工每爐期的輸入值，其中，DCS在線讀取值為瞬時量，采樣周期為1分鐘，整分時刻采集，人工每爐期的輸入值針對陽極爐間歇式生產的特點，對每個爐期進行熱平衡計算時，根據當天的報表，輸入相應爐期需要的值來進行熱效率的計算；

步驟2：構建陽極爐能效評價指標模型：

2.1、計算統計期內陽極爐消耗天然氣量Q_{AR_AF1_mathane}：

其中t₁為統計期初始時刻，t₂為統計期結束時刻，k為時間單位的編號，N為統計期包含的時間單位，q_{AR_AF1_methane1}(k·△t)為k·△t時刻還原用天然氣流量，單位為Nm³/h，

q_{AR_AF1_methane2}(k·△t)為k·△t時刻燃燒用天然氣流量，單位為Nm³/h，t_{AR_AF1_start}為統計期初始時刻；t_{AR_AF1_end}為統計期結束時刻，在當前的采樣周期設置條件下，t_{AR_AF1_start}-t_{AR_AF1_end}為陽極爐一個爐期；

2.2、計算統計期內陽極爐消耗氧氣量QAR_AF1_Q2:

其中，為陽極爐J管氧氣流量，單位為Nm³/h，為陽極爐L管氧氣流量，單位為Nm³/h，陽極爐通過J管和L管輸入氧氣；

2.3、計算統計期內陽極爐消耗氮氣量QAR_AF1_N2:

其中，為k·△t時刻還原用氮氣流量，單位為Nm³/h，為k·△t時刻透氣磚氮氣流量，單位為Nm³/h；

2.4、計算統計期內統計期內陽極爐消耗壓縮空氣量Q_{AR_AF1_comp_air}：

其中，q_{AR_AF1_comp_air}為k·△t時刻壓縮空氣流量，單位為Nm³/h；

2.5、計算統計期內陽極爐電能消耗量Q_{AR_AF1_electric}：

Q_{AR_AF1_electric}＝Q_{electric_AF1_low_electric}，

其中，Q_{electric_AF1_low_electric}為統計期內陽極爐低壓配電室對陽極爐供電量，單位為kW·h；

2.6、計算統計期內陽極爐綜合能耗E_P：

E_p＝∑Q_{AF1_i}×p_i，

其中：Q_{AF1_i}(i＝methane,Q₂,N₂,comp_air)為各種耗能工質消耗量，p_i為能源折算系數，按能源的折標準煤系數或耗能工質的能源等價值計算；

2.7、計算陽極爐一個爐期陽極銅產量MAR_AF1_copper：

M_{AR_AF1_copper}＝△t_{AR_AF1_JZ}·m_{M_AR_disk_out}，

其中，m_{M_AR_disk_out}為圓盤澆鑄機每小時的出銅量，單位為t/h；△t_{AR_AF1_JZ}為該爐期澆鑄時間長度，單位為h；

2.8、計算統計期內陽極爐單位產品天然氣消耗量eAR_AF1_methane：

2.9、計算統計期內陽極爐單位產品氧氣消耗量eAR_AF1_Q2：

2.10、計算統計期內陽極爐單位產品氮氣消耗量eAR_AF1_N2：

2.11、計算統計期內陽極爐單位產品壓縮空氣消耗量e_{AR_AF1_Q2}：

2.12、計算統計期內陽極爐單位產品電能消耗量e_{AR_AF1_electric}：

2.13、計算統計期內陽極爐單位產品綜合能耗e_p1：

e_p1＝∑(e_i×p_i),tce/t；

其中，e_i＝methane,Q₂,N₂,comp_air,electric分別代表陽極爐消耗的五種主要能源天然氣、氧氣、氮氣、壓縮空氣、電能；p_i為能源i的折算系數，按能源的折標準煤系數或耗能工質的能源等價值計算；

步驟3，基于陽極爐單位產品天然氣消耗量、陽極爐單位產品氧氣消耗量、陽極爐單位產品氮氣消耗量、陽極爐單位產品壓縮空氣消耗量、陽極爐單位產品電能消耗量、陽極爐單位產品綜合能耗六個指標對陽極爐進行優化及評價，并將評價結果進行展示。