[發明專利]一種轉爐系統煤氣回收優化綜合評價方法

有效

• 申請號: 202210053323.1
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114381569B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 楊靖輝;張朋剛;耿勝松
• 申請（專利權）人: 南京罕華流體技術有限公司
• 主分類號: C21C5/28
• 分類號: C21C5/28;C21B11/06
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 王榮亮

一種轉爐系統煤氣回收優化綜合評價方法，解決由于提高噸鋼煤氣產生量過程涉及物料種類多、操作復雜，鋼廠缺乏有效的核算考核手段和分析診斷方法，對成本消耗、經濟損失和收益情況無法給出合理評價的問題。該綜合評價方法，建立針對性的、覆蓋全面的耦合模型群，通過所建立的“雙維度?四層次”規則分析法，來使鋼鐵行業煤氣回收評價混亂問題有合理判據可依、有完整核算體系可循?？蓪︿搹S各類增加煤氣量的操作進行合理性判斷，明確提高噸鋼轉爐煤氣回收量的正確方法，提升節能空間；在保證煤氣回收熱值品質的條件下、增加煤氣回收量，實現煤氣回收與物料投入成本核算的在線監測與優化評估，消除原材料無效損耗現象，優化煉鋼廠負能煉鋼水平。

技術領域

本發明屬于冶金自動化的工業人工智能技術領域，具體涉及一種可對鋼廠各類增加煤氣量的操作進行合理性判斷，明確提高噸鋼轉爐煤氣回收量的正確方法，提升節能空間，能夠在保證煤氣回收熱值品質的條件下、增加煤氣回收量，實現煤氣回收與物料投入成本核算的在線監測與優化評估，消除原材料的無效損耗現象，進一步優化煉鋼廠負能煉鋼水平的轉爐系統煤氣回收優化綜合評價方法。

背景技術

轉爐煤氣(LDG)是轉爐冶煉過程中的副產品，因其熱值高、流量大，鋼鐵企業普遍重視對其的高效回收與利用，因此，噸鋼轉爐煤氣回收量一直是各鋼廠關注的重點。但是，與增加噸鋼轉爐煤氣回收量相對應的另一個矛盾問題，便是煤氣熱值品質的下降。我國鋼廠2010年左右轉爐煤氣回收量約為90Nm³/t鋼，對應煤氣熱值7800kJ/Nm³。而現在，有些鋼廠轉爐煤氣回收量已達到140Nm³/t鋼、甚至更高，但是，對應的轉爐煤氣熱值卻已經降至4000kJ/Nm³以下。這種情況，無疑是為了提升轉爐煤氣回收量而損失煤氣品質，導致以轉爐煤氣作為燃料的鋼廠爐窯低效生產，甚至由于爐窯溫度升不上去，而導致出現廢品等情況。

目前，鋼廠均采用噸鋼轉爐煤氣回收量為考核指標，要求該值越大越好。于是，鋼廠在操作過程中，會想盡一切辦法提高噸鋼煤氣產量，甚至不惜以降低煤氣熱值為代價、或投入更多含碳物料來增加轉爐冶煉系統的含碳量，同時增加吹氧時間和供氧量，并通過延長冶煉時間增加轉爐煤氣產生量，其結果導致轉爐系統的生產成本顯著增加，鋼廠損失經濟效益。所以，僅依靠行業現有的模型和指標，無法對鋼廠操作過程做出準確的優劣評定，故有必要對現有鋼鐵行業的全面衡量轉爐系統煤氣回收合理性的評價方式予以改進。

發明內容

本發明就是針對上述問題，提供一種可對鋼廠各類增加煤氣量的操作進行合理性判斷，明確提高噸鋼轉爐煤氣回收量的正確方法，提升節能空間，能夠在保證煤氣回收熱值品質的條件下、增加煤氣回收量，實現煤氣回收與物料投入成本核算的在線監測與優化評估，消除原材料的無效損耗現象，進一步優化煉鋼廠負能煉鋼水平的轉爐系統煤氣回收優化綜合評價方法。

本發明所采用的技術方案是：該轉爐系統煤氣回收優化綜合評價方法包括如下步驟：

步驟一、構建物質量核算模型群；物質量核算模型群包括轉爐煤氣產生量模型、轉爐煤氣回收熱值模型、轉爐煤氣回收熱量模型和轉爐各類原料需求量模型；

步驟二、構建成本效益模型群；成本效益包括三部分內容：一是轉爐冶煉過程中投入的與轉爐煤氣發生相關的物料成本的增加量，二是不同操作導致輔助動力系統成本增加量，三是所產生的轉爐煤氣價值的增加量；

步驟三、建立“雙維度-四層次”判斷規則策略；維度1依據一系列模型，并通過讀取設備基本參數、投入物料參數等，核算出噸鋼轉爐煤氣量、煤氣熱值、噸鋼回收煤氣熱量及總成本效益等，作為系列標準值；維度2則為轉爐運行過程與之對應的一系列實際運行值；維度1與維度2分別對應四個診斷優化層，即：依次對回收煤氣量、煤氣熱值、回收煤氣總熱量及總成本經濟性，進行分析對比，從而，診斷鋼鐵企業的實際改進操作是否合理，并輸出相應的規則優化策略。

所述步驟一，轉爐煤氣產生量模型采用碳平衡思路建立，與行業常用模型的區別是，本模型全面考慮投入轉爐含碳物料量，而不僅僅考慮入爐鐵水量；