[发明专利]一种对高炉能源使用热效率的评估方法

摘要

一种对高炉能源使用热效率的评估方法，属于钢铁企业节能分析技术领域。包括以下步骤：统计热量收入，统计能源回收量，统计铁水产量并计算有效利用的能源，计算高炉热效率。为节能分析提供了重要的基础。优点在于：通过计算高炉能源热效率，可以衡量企业不同生产班组、不同操作制度下的高炉生产效率。对于计算出现的异常值，可以表征企业生产的异常状况；不同企业之间对比高炉能源热效率，可以分许不同企业之间的能耗差距，为下一步节能减排打好基础。

主权项

1.一种对高炉能源使用热效率的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1统计热量收入：钢铁企业在高炉生产中使用的能源种类为：焦炭、电、水、氧气、氮气、压缩空气、高炉鼓风、中压蒸汽、高炉煤气、焦炉煤气、喷吹煤粉共计11种能源，这些能源中，能够带来热量收入的有焦炭、煤粉、热风，部分喷吹重油、废塑料或者其他物质的也可以带入热量；另外，高炉冶炼过程中，CaO、MgO同酸性氧化物生成炉渣也放出热量；所以在热量收入部分的计算中包括下面几个部分：1)计算热风、焦炭和煤粉提供的氧化热。氧化热是由炉顶煤气中的CO和CO2计算得到C+O2→CO2+4.18×4275kJ/m3焦炭煤粉氧化产生的热量需要测量炉顶煤气中的CO和CO2含量，按下面公式计算焦炭和煤粉产生的热量；Q氧化＝4.18×(1254Vco+4275VCO2)  (KJ)V为气体体积2)计算热风带入的物理热，热风带入物理热计算式为：式中Vb——单位生铁需要的风量，m3tb——热风温度，℃Cpb——空气从基准温度上升到热风温度的平均等压热容kJ/(m3·℃)CH2O——水蒸气从基准温度上升到热风温度的平均等压热容kJ/(m3·℃)——鼓风湿度其中生铁的所需风量是单位时间内鼓风量的累加除以单位时间内产生的生铁质量得到的；3)当有喷吹重油或者废塑料带来的热量收入，通过测试单位质量的燃料产生的燃烧热，由此计算替代性能源带来的热量；4)计算成渣热：每千克CaO或者MgO成渣放热为4.18×270kJ；在实际生产中，大量使用烧结矿，烧结过程中的CaO、MgO已经成渣，所以成渣热只计算由熔剂和生矿带入的CaO、MgO成渣放热；Q成渣＝4.18×270×(MCaO+MMgO)式中，MCaO，MMgO——CaO、MgO的质量，Kg5)炉料物理热:使用冷矿时，忽略不计，使用热烧结矿时，这项热量由烧结矿量、温度和比热容求得Q炉料。以上四部分相加得到的即是高炉收入的总热量Q收入＝Q氧化+Q热风+Q成渣+Q炉料步骤2统计能源回收量。高炉能源回收是TRT发电、高炉煤气、炉渣显热；发电量直接计量，高炉煤气含有显热和化学热两种能量，高炉煤气化学热为800×4.18kJ/m3，通过测单位时间段内的高炉煤气体积进行计算；煤气显热通过热力学公式计算：C煤气×M煤气×T；C、M、T分别为高炉煤气的比热容、质量、温度；最终能源回收量为Q回收＝QTRT+Q煤气+Q炉渣步骤3统计铁水产量并计算有效利用的能源：有效利用的能源是铁矿石被还原为铁并且从高炉中产出铁水所带的能量，铁水能量使用热力学公式计算Q有效利用＝C铁水×M铁水×T，其中C铁水为铁的比热容为789.6J/(kg·℃)，M为铁水质量,T为铁水温度；步骤4计算高炉能源使用效率：以上各个统计和计算量都是单位时间内的计算量，由此在时间维度上计算高炉热效率，计算高炉能源效率使用下面算式进行计算：