[发明专利]一种马蹄焰玻璃窑能耗建模与局部能耗标杆方法

说明书

本发明公开了一种马蹄焰玻璃窑能耗建模与局部能耗标杆方法，烧空间能耗模型、熔化池能耗模型和蓄热室能耗模型；步骤B，将马蹄焰玻璃窑的墙壁散热损失分为三大控制体边界，建立窑壁散热损失模型；步骤C，通过获取燃烧空间能耗模型、熔化池能耗模型和蓄热室能耗模型的能耗预测数据，建立玻璃窑局部能耗标杆，并通过玻璃窑局部能耗标杆分析马蹄焰玻璃窑的能耗，优化玻璃窑的比能耗。反映了玻璃窑各关键模块能源消耗情况、能源浪费百分比、能耗标杆管理效率以及玻璃窑节能潜力所在，为企业制定切实可行的目标和采取节能降耗工作提供了重要依据。

技术领域

本发明涉及玻璃窑领域，尤其涉及一种马蹄焰玻璃窑能耗建模与局部能耗标杆方法。

背景技术

蓄热式马蹄焰玻璃熔窑的燃烧空间有一宗火焰流股回转形成U型火焰并在回转处形成热带，由于对火焰长度的限制以及对回转动力的要求，因此该窑形短宽，结构紧凑。玻璃生产是一个高耗能行业，其中玻璃窑耗能量占全厂能耗的80％以上，其能源成本占据总生产成本的50％以上。玻璃窑作为玻璃生产的核心设备，对企业而言，是企业的“心脏”。其普遍存在保温措施方面不够合理、操作工艺水平落后和不尽完善的能源管理造成能流损失严重的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种马蹄焰玻璃窑能耗建模与局部能耗标杆方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种马蹄焰玻璃窑能耗建模与局部能耗标杆方法，包括以下步骤：

步骤A，采集马蹄焰玻璃窑的生产数据，根据物料守恒与热平衡，分别建立燃烧空间能耗模型、熔化池能耗模型和蓄热室能耗模型；步骤B，将马蹄焰玻璃窑的墙壁散热损失分为三大控制体边界，所述三大控制体边界由燃烧空间碹顶和炉墙、熔化池池底和池壁以及蓄热室碹顶和墙壁组成，并建立窑壁散热损失模型；步骤C，通过获取燃烧空间能耗模型、熔化池能耗模型和蓄热室能耗模型的能耗预测数据，建立玻璃窑局部能耗标杆，并通过玻璃窑局部能耗标杆分析马蹄焰玻璃窑的能耗，优化玻璃窑的比能耗。

优选地，所述步骤A中建立熔化池能耗模型具体为：步骤A5，采集马蹄焰玻璃窑的熔化池的生产数据，根据质量平衡原理，在不考虑溢流的情况下输入的配合料总质量流量等于玻璃液质量流量加上玻璃反应产生的气体质量流量，即熔化池的质量平衡为：从熔化池输入输出角度得：为单位时间输入的配合料质量流量，为单位时间输出的玻璃液质量流量；

从熔化池输入配合料成分角度得：为单位时间输入的原料质量流量，为单位时间输入的碎玻璃质量流量，为单位时间输入的配合料水分质量流量；步骤A6，根据热平衡原理，熔化池的玻璃液面从燃烧空间中接收热量并将热量用在玻璃液的显热和玻璃反应，从而熔化池能耗模型为：

即

其中为配合料带入显热，为玻璃熔融反应热，为玻璃液带走的显热，为玻璃反应产生的气体带走的显热，为玻璃窑池与池壁的散热损失，C_batch为入熔化池时配合料的比热，C_glass为熔融时玻璃液的比热，C_batch,flue为玻璃反应气体的平均比热。

优选地，所述步骤C中建立玻璃窑局部能耗标杆具体为：

步骤C1，分别对燃烧空间能耗模型、熔化池能耗模型和蓄热室能耗模型的输入参数进行采样，并将获得的采样数据对应输入到所述燃烧空间能耗模型、熔化池能耗模型和蓄热室能耗模型，利用MATLAB在多个燃烧工艺周期下迭代循环实现逐次代换计算并求解出采样点下的模型输出响应结果；

步骤C2，定义一个燃烧工艺周期为T_b，定义燃烧空间为关键模块A，定义熔化池为关键模块B，定义蓄热室为关键模块C，分别计算出多个燃烧工艺周期下关键模块A、B、C的对应的平均能耗值E_ave、最大能耗值E_max和能耗最小值E_min：