[发明专利]一种钢铁企业转炉煤气优化控制系统

说明书

一种钢铁企业转炉煤气优化控制系统，属于流程工业优化控制技术领域。该系统包括：模型仿真模块、优化模型及求解模块、离线指导模块、在线控制模块四个部分。模型仿真模块、优化模型及求解模块、离线指导模块运行在客户端，在线控制模块运行在服务器端。模型仿真模块建立煤气柜、加压机、阀门、管网等设备的数学模型并进行仿真，仿真结果给优化模型及求解；优化模型及求解模块建立加压机的启停及转速模型、阀门开关及开度模型、煤气柜柜容与压力模型、发电机能源消耗模型、管网模型等设备的优化数学模型，优化模型及求解模块的结果需要模型仿真模块的验证；离线指导模块，利用优化模型及求解模块验证通过的优化结果给出设备运行方案。优点在于，解决多转炉煤气柜、多用户、多加压机、不同压力等级的转炉煤气供应问题。

技术领域

本发明属于流程工业优化控制技术领域，特别是涉及一种钢铁企业转炉煤气优化控制系统。

背景技术

转炉煤气由钢铁生产过程中转炉炼钢工序产生，作为钢铁企业重要的二次能源，转炉煤气作为中等热值的煤气，在钢铁企业生产过程中有独特的作用：

(1)替代焦炉煤气或天然气用于炼钢烘烤。目前，在炼钢车间配合蓄热式烘烤装置的应用，转炉煤气可用于钢包烘烤；与焦炉煤气混合可用于中间包烘烤。

(2)用于活性石灰生产。和焦炉煤气、高炉煤气比较,转炉煤气热值适中非常适合气烧石灰窑的生产，并且基本不含S,是生产炼钢用低硫石灰的优质燃料。

(3)满足其它工序需求。富裕的煤气，转炉煤气可以送入全厂管网，综合利用。如发电、轧钢加热炉、炼铁热风炉等的需要。

(4)用于化工生产。转炉煤气含CO较高,是一种优质的化工原料。

目前，钢铁企业转炉煤气系统存在的主要问题是：(1)气柜多且柜容不均衡，由于受到管损、大用户距离影响，气柜的加压机出口压力不同(即向管网送气的难易程度不同)，容易出现某个气柜柜容很高，而另一个气柜柜容很低的情况；(2)气柜的加压机维修频繁，维修成本高，劳动强度大；(3)不合理的出口压力造成能源浪费，风机提高出口压力，压力能被管路消耗造成风机的电能浪费，同时对风机本身也是一种伤害，易使风机产生振动，缩短风机使用周期；(4)进混合煤气管网入口压力低，转炉煤气输送不过去，高炉换炉时高炉煤气压力上升，在混合煤气管网入口处将转炉煤气顶住，使转炉煤气送不进发电。

与转炉煤气控制有关的研究多集中在回收控制装置方面，没有对转炉煤气管网及用户进行系统全面的研究，也没有提出对整个系统的优化控制。例如，2012年8月15日公开的马鞍山伏斯特自控技术有限公司申请的实用新型专利《转炉煤气回收优化控制装置》(CN202380016U)是一种转炉煤气回收优化控制装置，包括检测控制设备和系统及控制软件组成，2017年9月19日公开的北京凯德中天科技发展有限公司申请的实用新型专利《OG法转炉煤气回收及风机节能优化控制系统》(CN206502834U)是针对OG法转炉煤气回收、风机变速节能技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢铁企业转炉煤气优化控制系统，解决多转炉煤气柜、多用户、多加压机、不同压力等级的转炉煤气供应问题。该系统实现了易于交互和理解的优化控制，从而帮助企业平衡转炉煤气管网压力，提高控制系统的反应速度，减少制氧设备调节频率，提高转炉煤气效益，降低转炉煤气输送能耗，提高生产稳定性。