[发明专利]一种提升氧气管网压力波动控制工艺的方法

权利要求书

1.一种提升氧气管网压力波动控制工艺的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取转炉及炼铁设备耗氧数据，接收炼钢生产信号，接收炼铁生产信号；

2)建立耗氧流量动态预测模型，耗氧流量动态预测模型包括转炉耗氧流量模型、高炉耗氧流量模型、总耗氧流量模型、球罐压力计算模型；

3)球罐压力上限设定为2.2Mpa，下限设定为1.4Mpa，在球罐压力预测值超出2.2Mpa或低于1.4Mpa时，将结果反馈到制氧设备操作人员，提示其进行相关调节，建立起氧气动态供需平衡调度优化策略；

所述步骤2)中转炉耗氧流量模型的设计过程如下：

1)通过积分算法计算出最近一段时间内设备的耗氧量，再以此计算出该设备的平均耗氧情况，得出转炉单炉耗氧量预测模型如下：

其中，S_z：最近4炉转炉吹炼氧气流量平均值，m³/h；t₀：当前炉次开始吹炼时间；t₁：当前炉次结束吹炼时间；

2)将转炉的每个生产周期划分为若干个小周期，每个步骤对应一个小周期，设计转炉生产步骤模型：

T_now＝T_step-T_spent

其中，T_step：当前炉次在执行当前步骤时的剩余周期时间，h；s_znow：当前炉次正在执行步骤信号；s_step1…s_stepn：转炉执行步骤信号；T_now：当前炉次运行周期剩余时间，h；T_spent：当前执行步骤已用时间，h；

3)根据转炉生产步骤模型相应的确定转炉的吹炼时间，得出转炉耗氧流量模型如下：

其中，S_znow；转炉当前信号吹氧流量，m³/h；s_zstop：转炉停机信号，计划停机或非计划停机；s_zblow：转炉吹炼信号；

所述步骤2)中高炉耗氧流量模型的设计过程如下：

1)通过积分算法计算出最近一段时间内设备的耗氧量，再以此计算出该设备的平均耗氧情况，得出高炉单炉耗氧量预测模型如下：

其中，S_g：最近4个小时高炉富氧流量平均值，m³/h；t_now：当前时间点；t_now-4：前4小时时间点；

2)高炉在生产过程中会连续用氧，高炉耗氧流量模型设计如下：

其中，S_gnow：高炉当前信号氧气消耗流量，m³/h；s_gnow：高炉当前执行信号；s_gstop：高炉停机信号，表示高炉休风；

所述步骤2)中总耗氧流量模型的设计过程如下：其他用氧设备耗氧流量模型同高炉耗氧模型，总耗氧流量模型如下：

S_htotal＝∑S_znow+∑S_gnow+∑S_onow

其中，S_htotal：高炉当前信号氧气消耗流量，m³/h；S_onow：其他用户当前信号氧气消耗流量，m³/h；

所述步骤2)中球罐压力计算模型的设计过程如下：

1)多台制氧设备氧气产出总流量计算方法如下：

S_ctotal＝∑S_cnow

其中，S_ctotal：氧气产出总流量，rn³/h；S_cnow：单台制氧设备当前产出流量，m³/h；

2)球罐压力计算模型采用如下理论计算模型：

P_now＝(S_ctotal-S_htotal)/46500+P_last

其中，P_now：当前时刻压力，当前时刻流量差异乘以流量压力转换常数，再加上上一时刻压力，Mpa；P_last：上一时刻压力，Mpa；46500：流量压力转换常数，m³/(Mpa·h)；

所述步骤3)中球罐压力预测值超出2.2Mpa时系统报警，将结果反馈到制氧设备操作人员，提示其进行调节；球罐压力预测值低于1.4Mpa时，提示制氧设备操作人员投入液氧汽化补充；

所述步骤3)中氧气动态供需平衡调度优化策略如下：

1)氧气产出流量调节以球罐压力不超出2.2Mpa为目标，氧气产出流量超出消耗流量计算模型如下：

其中，ΔS：氧气超产流量，m³/h；P_u：预测最近时刻压力超出上限点的压力，Mpa；t_u：预测压力超出上限时刻；t_now：当前时刻；

2)调节量分配按照比例进行分配，以各个制氧设备理论产出流量为基础，计算出各个设备的调节量：

其中，ΔS_i：单个制氧设备需调节流量，m³/h；S_i：制氧设备理论产出流量，m³/h。