[发明专利]钢铁企业煤气动态仿真系统

说明书

技术领域

本发明属于冶金能源仿真技术领域，提供了一种钢铁企业煤气动态仿真系统，对钢铁企业能源介质煤气的产生、运输、存储和消耗的动态过程仿真，用于模拟钢铁企业能源介质煤气系统的动态过程。

背景技术

国家对我国2010年单位GDP能耗、污染物排放总量规定有约束性指标，钢铁行业迅速发展也加剧了国内能源、资源紧张，并造成了严重的环境污染。钢铁工业总能耗约占全国的15％，是耗能、耗水和排污的大户，同时也是节能减排潜力最大的行业之一。

我国煤炭资源比较丰富，钢铁企业能源结构以煤为主，副产煤气量占总能耗的30～40％，是钢铁企业能源收入的重要部分，对能源系统的平衡和调节起到重要作用。钢铁制造流程是一个有序、动态的运行结构，能源介质煤气的发生和使用存在瞬时的不平衡，用静态的工序、装置排列等孤立、静止的方法研究具有一定的片面性和局限性。仿真技术利用多领域专业技术知识，以动态生产过程和众多工序有机结合的整个生产流程系统为研究对象，提供对钢铁企业的煤气系统进行动态的、全面的研究和分析的工具和手段。从而提高钢铁企业能源利用效率，优化能源平衡，回收生产环节中放散的能源和能量，最终不仅有利于降低生产成本，提高企业市场竞争力，也有益于环境保护和可持续发展。

目前，国内外针对钢铁企业煤气系统仿真的研究有钢铁企业某段时间煤气平衡，各工序煤气产生、消耗模型和煤气平衡调度。这些仿真研究大多是针对煤气在较长一段时间内的静态研究，仅转炉工序涉及到了动态的煤气的产生，以上工作对于动态、全面的研究钢铁企业煤气系统有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢铁企业煤气动态仿真系统，用于模拟钢铁企业能源介质煤气的产生、运输、存储和消耗过程。

本发明从煤气介质涉及的各个生产工序着手，对各个生产工序煤气介质的产生和消耗动态过程进行建模，同时考虑煤气柜对煤气的存储、调节，以及煤气管网的运输过程，在生产物流的基础上，将煤气系统各环节集成起来，实现对钢铁企业煤气动态产生、消耗、存储和运输的模拟，同时提供煤气调度的接口，使仿真系统可接受调度命令，对煤气平衡进行实时调度，实现了钢铁企业煤气动态仿真系统对煤气调度的支持，该系统不仅可以仿真煤气介质的发生、消耗、存储和运输过程，还可以验证煤气调度算法的合理性和实施效果。

本发明由Ethernet局域网络17连接的钢铁企业各煤气产生和消耗工序仿真机、煤气调度仿真器14、煤气管网仿真机15和监控显示设备16。

煤气产生和消耗工序仿真机分为煤气产生工序仿真机、主生产工序煤气消耗仿真机、辅助工序煤气消耗仿真机、和煤气调节用户仿真机4种类型；煤气产生工序仿真机模拟焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气的产生，主生产工序煤气消耗仿真机模拟煤气在主生产工序的消耗，辅助工序煤气消耗仿真机模拟煤气在辅助工序的消耗，煤气调节用户仿真机模拟煤气在煤气调节用户发电厂和锅炉的消耗；各煤气产生和消耗工序仿真机分别通过局域网络17与煤气管网仿真机15交互煤气的产生和消耗情况，共同构成钢铁企业煤气系统。

煤气产生和消耗工序仿真机包括：转炉工序仿真机1、焦炉工序仿真机2、高炉工序仿真机3、竖炉工序仿真机4、烧结工序仿真机5、加热炉工序仿真机6、退火炉工序仿真机7、混铁炉工序仿真机8、烘烤工序仿真机9、超细粉工序仿真机10、石灰窑工序仿真机11、发电厂煤气消耗仿真机12和锅炉煤气消耗仿真机13。