[发明专利]一种连续式工业加热炉的有效燃料单耗的计算方法

说明书

本发明涉及一种连续式工业加热炉的有效燃料单耗的计算方法，属于冶金技术领域。通过加热炉的生产状态和物料的表面热流密度等参数去计算加热炉的无效加热状态，再计算无效加热期间的燃料消耗量，最终计算加热炉的有效燃料单耗。本发明把加热炉的生产过程分为有效加热和无效加热两种情况，先计算加热炉无效加热时的燃料消耗量，再计算有效燃料单耗。通过总燃料单耗和有效燃料单耗的纵向对比，可以评估计划排产、上下游工序匹配等生产意外因素对单耗的影响；通过不同工艺、不同班组、不同加热炉等因素下的有效燃料单耗的横向对比，可以优化生产工艺、评估班组操作水准、评估加热炉的行业技术水平等。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种连续式工业加热炉的有效燃料单耗的计算方法。

背景技术

连续式工业加热炉是指在生产过程中持续进行装出料、物料在炉内从装料端持续位移到出料端的大型工业加热装置。由于生产的不间断性，它具有产量高、能耗大等特点，是工厂中的耗能大户。准确统计此工序过程中的单耗有助于进行生产成本、生产管理和生产工艺的分析和优化，从而达到节能降耗、降碳减排的目的。

工业加热炉工序通常使用生产周期内的燃料累计消耗量除以产量的方法去计算单耗，虽然这种计算方法比较便捷，但仅能反映整体成本因素，缺乏对能耗不利因素的影响评估，也无法进行横行对比。例如在钢铁厂热轧车间，经常因设备维护或轧机故障等原因导致加热炉的生产暂停，引起加热炉的单耗增加，而上述常规方法计算出单耗因为没有排除生产暂停过程中的燃料消耗，难以精确评估生产暂停对能耗的影响，同时也难以精准地用加热炉的单耗进行班组评比、行业水平对比等。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种连续式工业加热炉的有效燃料单耗的计算方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先计算加热炉的无效加热状态，再计算无效加热状态时的燃料用量，最后计算有效燃料单耗。如附图1所示，本发明的整个计算过程包含5个并行计算流程，其中(1)主流程计算有效燃料单耗和总燃料单耗，包括数据初始化、有效燃料单耗计算和生产统计周期循环，其计算所需的主要参数由子流程4提供；(2)子流程1在发生装料和出料生产事件时，计算物料的有效生产变动时刻；(3)子流程2在发生物料在炉内的位移事件时，计算位移的有效性和物料的有效生产变动时刻；(4)子流程3计算和记录物料表面的平均热流密度；(5)子流程4根据子流程1到3提供的参数，计算加热炉是否处于无效加热状态，以及统计周期内的总燃料用量和无效燃料用量。

本发明的技术解决方案所述算法包括如下步骤：

1、初始化当前统计周期内的无效加热燃料用量Q_inv为零，总燃料用量Q_t为零，即

Q_inv＝Q_t＝0 (1)

其中，Δt_sta按统计需求，可以等于每班工作时长，或24小时等。

2、根据物料装出料装置的动作事件，刷新物料的最近的物料有效生产的变动时刻t₁。即当加热炉装料或出料完成时，进行如下计算：

t₁＝t_now (2)

上式中，下标now表示当前时刻。

3、记录物料在炉内的位移状态，并计算位移的生产有效性。

物料在内每发发生一次前进或后退事件，记录下物料的位移距离l_2,i和发生时刻t_2,i，下标i表示记录点在记录链表(按时间排序)中的序号。

当物料后退时，仅进行记录，此时l_2,i小于零。