[发明专利]一种工业用能诊断分析系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能源管理系统，具体涉及一种工业用能诊断分析系统及方法。

背景技术

中国是世界上最大的能源消耗国之一，能源成本在总成本中占比例较高，因而节能降耗已成为我国各生产企业的重点任务。许多大中型工业企业已提出了一系列方法与措施来推进节能降耗。企业能源管理是节能降耗工作的基础，通过对企业能耗情况直观的描述，找到企业对车间或工序等这些用能系统在能源利用过程中的薄弱环节，提出改进方向和措施。

企业用能分析中能耗模型的建立通常以数学模型为主，如系统辨识方法等，通常用于企业个体能耗单元建模，针对企业特定装置开发，模型通用性差。这些建模方法能在一定程度上反映能耗成本分析、投入产出等生产规模和能耗情况，但不能体现系统耗能结构等用于深层用能分析的用能评价指标。因而目前亟需一种能够在继承单元设备模型的基础上，以直观的角度建立一个同时体现装置整体及单元设备用能状况的层次化模型，实现企业全面能量分析、评估和诊断的目标。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种以用能系统为对象，建立同时反映用能系统整体以及过程设备用能状况的层次化模型，以便对各个层次采用不同的分析方法，根据热力学分析结果对用能系统整体及过程设备单体的用能状态做出诊断，输出用能系统总体性能的定量结论以及各过程设备能量利用及损失情况，提供具有针对性的评价指标的工业用能诊断分析系统；以及工业用能诊断分析方法。

本发明的技术方案如下：

一种工业用能诊断分析系统，用于用能系统的用能诊断分析，其特征在于：它包括过程数据采集电路、过程数据库、过程数据计算电路和系统配置模块；所述过程数据采集电路采集工业过程设备的指定时间内的工业过程数据，并按照仪表位号将所述工业过程数据分别输入所述过程数据库和过程数据计算电路，所述过程数据库根据所述工业过程数据建立以用能系统中包含的过程设备为对象的过程设备模型，所述过程设备模型中的元素包括设备名称、设备输入输出能量介质名称、能量介质参数；所述过程数据计算电路根据所述工业过程数据获取所述仪表位号对应的能量介质的焓、并将所述焓、输入所述过程数据库中作为能量介质参数保存；

所述系统配置模块包括结构配置模块和参数配置模块，所述参数配置模块包括焓分析参数配置模块和分析参数配置模块；其中所述结构配置模块由所述过程设备模型的输入输出能量介质中选取所述用能系统的输入输出能量介质，输入所述参数配置模块的分析参数配置模块；所述焓分析参数配置模块从所述过程设备模型的能量介质参数中读取焓值，用于计算焓分析结果，所述分析参数配置模块从所述过程设备模型的能量介质参数中读取值，用于计算分析结果。

所述能量平衡表、能两衡算指标、能量分布指标；所述能量平衡表，包含输入输出各项能量介质的能量值、收入项与支出项比例；所述能量衡算指标，包括能量回收率、能量输出率、能量排出率及能量利用率；所述能量分布指标，包括供给能分布、输入能分布、排出能分布、输出能分布及回收能分布。

所述分析结果包括用能系统热力学完善度、用能系统效率、用能系统中各过程设备损系数、用能系统损系数；过程设备热力学完善度、过程设备效率、过程设备损系数。

所述焓分析结果和分析结果输入分析结果输出集中进行输出和显示。

所述过程数据计算电路中包括数据结构关联数据库和能量计算电路，所述数据结构关联数据库根据所述工业过程数据计算出对应的中间数据，并将所述中间数据输入所述能量计算电路，所述能量计算电路包含对应各能量介质的能量计算模型，所述能量计算模型调用所述中间数据和工业过程数据计算并输出对应的焓和

所述工业过程数据包括质量参数、流量参数、电量参数、平均压力参数、平均温度参数；所述数据结构关联数据库包括对应各能量介质的工艺过程混合气体组分表、折标系数表、饱和蒸汽热力学数据表、过热蒸汽热力学数据表、混合气体热力学参数总表和液体热力学参数表。

所述能量计算电路的能量计算模型包括燃料能量计算模型、蒸汽能量计算模型、混合液体能量计算模型和混合气体能量计算模型。

一种工业用能诊断分析方法，其步骤包括：

1)通过过程数据采集电路采集工业过程设备的过程数据，并将所述过程数据输入过程数据计算电路；根据所述工业过程数据计算所述能量介质对应的焓、并将输入焓、输出到过程数据库；

2)在所述过程数据库中建立以用能系统中的过程设备为对象的过程设备模型，过程设备模型是由设备名称、设备输入输出能量介质名称、能量介质参数组成的数据结构关系；所述能量介质参数为所述能量介质的焓、