專利名稱：一種提高bprt系統(tǒng)運(yùn)行能效的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高透平機(jī)同軸驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的高爐煤氣能量回收系統(tǒng)(Blast Furnace Power Recovery Turbine，簡(jiǎn)稱BPRT)的運(yùn)行能效的方法。更具體的說，是針對(duì)煉鐵高爐的BPRT系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行能效的優(yōu)化。
背景技術(shù)：
冶金流程工業(yè)既是能源、各種原材料的產(chǎn)生者，也是能源的主要消耗者，節(jié)能降耗至關(guān)重要。我國冶金工業(yè)綜合能耗水平遠(yuǎn)高于全球的平均水平。煉鐵系統(tǒng)是焦化、燒結(jié)、煉鐵等工序的總稱。該系統(tǒng)直接消耗的能源占鋼鐵聯(lián)合企業(yè)總能耗的70%左右，是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)節(jié)能的重點(diǎn)。高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)作為煉鐵系統(tǒng)的心臟，其能耗也占據(jù)煉鐵系統(tǒng)的主要部分。高爐鼓風(fēng)消耗在煉鐵工序能耗中所占比例較大。高爐鼓風(fēng)能耗約占煉鐵工序能耗10% 15%。因此對(duì)高爐鼓風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能降耗對(duì)于冶金行業(yè)的節(jié)能減排具有重要的意義。BPRT系統(tǒng)是透平機(jī)同軸驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的高爐煤氣能量回收系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。該裝置通過將高爐煤氣引入透平機(jī)，驅(qū)動(dòng)透平機(jī)機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，直接同軸驅(qū)動(dòng)高爐鼓風(fēng)機(jī)，使TRT原有的龐大系統(tǒng)簡(jiǎn)化合并，取消發(fā)電機(jī)及發(fā)配電系統(tǒng)，合并自控系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、動(dòng)力油系統(tǒng)等，并將回收的能量直接作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能補(bǔ)充在軸系上，避免能量轉(zhuǎn)換的損失，使驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)降低電流而節(jié)能。因此在我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展而能源又嚴(yán)重不足的今天，為高爐配套BPRT系統(tǒng)逐漸成為了高爐節(jié)能減排的主要途徑。目前BPRT系統(tǒng)都是簡(jiǎn)單的進(jìn)行透平機(jī)與鼓風(fēng)機(jī)的同軸驅(qū)動(dòng)，透平機(jī)能效問題還沒有得到優(yōu)化，往往處于效率的低點(diǎn)，影響了 BPRT系統(tǒng)的能源利用效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種提高BPRT系統(tǒng)運(yùn)行能效的方法。為解決其技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是提供一種提高BPRT系統(tǒng)運(yùn)行能效的方法，包括以下步驟(1)在保持煤氣流量不變的情況下，逐步調(diào)整透平機(jī)入口蝶閥的開度；記錄不同閥門開度時(shí)所對(duì)應(yīng)的透平機(jī)能效與鼓風(fēng)機(jī)的電機(jī)電流；選取其中電機(jī)電流最小或者透平機(jī)能效最高時(shí)的蝶閥開度(以電流最小為優(yōu)先)，作為該煤氣流量下入口蝶閥的最佳開度；(2)改變煤氣流量條件，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；在獲取足夠數(shù)據(jù)后，建立煤氣流量與蝶閥開度對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；(3)根據(jù)BPRT系統(tǒng)運(yùn)行過程中的煤氣流量，通過所述數(shù)學(xué)模型獲得對(duì)應(yīng)的入口蝶閥最佳開度，并據(jù)此對(duì)透平機(jī)入口蝶閥的控制，從而實(shí)現(xiàn)BPRT運(yùn)行在能效最佳狀態(tài)。本發(fā)明中，所述透平機(jī)能效數(shù)據(jù)是通過下述方式獲得的(1)采集BPRT系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，包括透平機(jī)入口流量Qti (m3/s)、出口流量Qt。(m3/s)、入口溫度Tti (K)、出口溫度Tto (K)、軸功率N(kW)； (2)通過下述公式獲得透平機(jī)入口煤氣帶入的熱量(qtl，kff)
權(quán)利要求
1.一種提高BPRT系統(tǒng)運(yùn)行能效的方法，包括以下步驟(1)在保持煤氣流量不變的情況下，逐步調(diào)整透平機(jī)入口蝶閥的開度；記錄不同閥門開度時(shí)所對(duì)應(yīng)的透平機(jī)能效與鼓風(fēng)機(jī)的電機(jī)電流；選取其中電機(jī)電流最小或者透平機(jī)能效最高時(shí)的蝶閥開度，作為該煤氣流量下入口蝶閥的最佳開度；(2)改變煤氣流量條件，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；在獲取足夠數(shù)據(jù)后，建立煤氣流量與蝶閥開度對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；(3)根據(jù)BPRT系統(tǒng)運(yùn)行過程中的煤氣流量，通過所述數(shù)學(xué)模型獲得對(duì)應(yīng)的入口蝶閥最佳開度，并據(jù)此對(duì)透平機(jī)入口蝶閥的控制，從而實(shí)現(xiàn)BPRT系統(tǒng)運(yùn)行在能效最佳狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述透平機(jī)能效數(shù)據(jù)是通過下述方式獲得的(1)采集BPRT系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，包括透平機(jī)入口流量Qti(m3/s)、出口流量Qt。(m3/S)、入口溫度Tti(K)、出口溫度Tto(K)、軸功率N(kW)；(2)通過下述公式獲得透平機(jī)入口煤氣帶入的熱量(qtl，kW)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在獲得透平機(jī)的能效數(shù)據(jù)后，根據(jù)下述公式采用一階滯后濾波算法對(duì)其進(jìn)行濾波處理以去除噪聲
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，調(diào)整入口蝶閥的開度時(shí)， 其調(diào)節(jié)幅度控制在5%至30%的開度范圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及能效分析技術(shù)，旨在提供一種提高BPRT系統(tǒng)運(yùn)行能效的方法。該方法包括(1)在保持煤氣流量不變的情況下，逐步調(diào)整透平機(jī)入口蝶閥的開度；選取其中電機(jī)電流最小或者透平機(jī)能效最高時(shí)的蝶閥開度作為最佳開度；(2)改變煤氣流量條件，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，建立煤氣流量與蝶閥開度對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型；(3)根據(jù)BPRT系統(tǒng)運(yùn)行過程中的煤氣流量，通過所述數(shù)學(xué)模型獲得對(duì)應(yīng)的入口蝶閥最佳開度，并據(jù)此對(duì)透平機(jī)入口蝶閥的控制，從而實(shí)現(xiàn)BPRT系統(tǒng)運(yùn)行在能效最佳狀態(tài)。本發(fā)明可對(duì)透平機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行全面的了解，有效的減少由于采樣帶來的噪聲而引起的能效計(jì)算數(shù)據(jù)錯(cuò)誤；優(yōu)化計(jì)算進(jìn)口蝶閥的開度，提高BPRT系統(tǒng)的能效。
文檔編號(hào)F01D17/00GK102536345SQ201210011248
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者吳平, 楊春節(jié), 王小華, 郁輝球, 麻劍鋒, 黃龍誠 申請(qǐng)人:杭州哲達(dá)科技股份有限公司