一種鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煤氣的平衡、調(diào)度系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本實(shí)用新型涉及冶金行業(yè)節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煤氣的平衡、調(diào)度系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的高爐一轉(zhuǎn)爐流程是典型的鐵一煤化工過(guò)程，包括燒結(jié)/球團(tuán)、焦化、煉鐵、煉鋼、乳鋼等生產(chǎn)工序。煤氣是這一流程中副產(chǎn)的清潔能源，也是鋼鐵企業(yè)中重要的二次能源，占企業(yè)能源消耗的30%左右。這些能源作為氣體燃料，燃燒最容易控制，燃燒的效率也最高，是企業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)和寶貴資源。由高爐煤氣（BFG)、焦?fàn)t煤氣（C0G)和轉(zhuǎn)爐煤氣（LDG)等組成的煤氣系統(tǒng)不僅涉及煤氣生產(chǎn)、配比、輸送、貯存、分配、使用、調(diào)整運(yùn)行等諸多環(huán)節(jié)，而且還關(guān)系到多種工序產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的提高、原材料成本的降低、環(huán)境污染的改善等一系列問(wèn)題。我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展越來(lái)越多地受到能源、資源和環(huán)境因素的制約，鋼鐵廠以往不被重視的煤氣資源，逐漸成為企業(yè)節(jié)能降耗、降低成本、提高效益的突破口。
[0003]企業(yè)煤氣產(chǎn)量的高低以及煤氣供應(yīng)量與需求量之間的平衡程度，對(duì)企業(yè)的產(chǎn)品成本和能源消耗影響極大。企業(yè)只有自覺(jué)地維持煤氣供需平衡，才有條件把鋼鐵產(chǎn)品的能耗和成本大幅度地降下來(lái)。如果煤氣供需不平衡，必然帶來(lái)兩種后果：一種可能是煤氣相對(duì)短缺，企業(yè)不得不外購(gòu)重油為燃料以補(bǔ)充煤氣之不足；另一種可能是煤氣相對(duì)過(guò)剩，導(dǎo)致煤氣放散嚴(yán)重。
[〇〇〇4]目前，我國(guó)主要鋼企的主體生產(chǎn)工藝和主要技術(shù)裝備雖達(dá)到先進(jìn)水平，但煤氣系統(tǒng)在供需平衡、緩沖能力、系統(tǒng)優(yōu)化等方面還存在許多問(wèn)題。尤其是地處北方的鋼鐵企業(yè)在冬、夏季節(jié)性煤氣平衡問(wèn)題矛盾突出，煤氣放散率一直居高不下，與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)相比，煤氣資源利用潛力很大。煤氣產(chǎn)、供、用之間的平衡，對(duì)新一代高爐一轉(zhuǎn)爐流程的能源消耗影響極大。煤氣有效利用程度是反映鋼鐵聯(lián)合企業(yè)能源管理水平的“晴雨表”，我國(guó)多數(shù)大型鋼企已經(jīng)建立了生產(chǎn)管控中心，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)煤氣資源平衡調(diào)度系統(tǒng)顯得尤為重要。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?00710016562.5(申請(qǐng)日為2007年8月23日）的中國(guó)專利公開(kāi)了一種“基于柜位預(yù)測(cè)的鋼鐵企業(yè)煤氣動(dòng)態(tài)平衡實(shí)時(shí)控制方法”，該方法利用煤氣柜位預(yù)測(cè)模塊采用回歸模型預(yù)測(cè)煤氣系統(tǒng)趨勢(shì)，并綜合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度人員的各種平衡經(jīng)驗(yàn)，動(dòng)態(tài)給出可調(diào)整用戶使用煤氣量或混合站調(diào)整熱值的操作建議。但對(duì)于很多鋼鐵聯(lián)合企業(yè)而言，煤氣柜所能存儲(chǔ)的煤氣量相對(duì)于總的煤氣量而言是很小的，因此基于煤氣柜位很難準(zhǔn)確進(jìn)行煤氣數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)及平衡。申請(qǐng)?zhí)枮?01120562315. 7 (申請(qǐng)日為2011年12月29日）的中國(guó)專利公開(kāi)了一種“基于動(dòng)態(tài)平衡調(diào)度的煤氣系統(tǒng)”，該系統(tǒng)的煤氣動(dòng)態(tài)平衡調(diào)度單元與煤氣發(fā)生單元、煤氣消耗單元和煤氣緩沖單元相連接，能夠有效輔助調(diào)度人員針對(duì)各種煤氣供需不平衡進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確調(diào)度。但該系統(tǒng)對(duì)于如何進(jìn)行動(dòng)態(tài)平衡調(diào)度沒(méi)有給出詳細(xì)敘述。申請(qǐng)?zhí)枮?01310320627.0(申請(qǐng)日為2013年7月26日）的中國(guó)專利公開(kāi)了 “一種鋼鐵企業(yè)煤氣優(yōu)化調(diào)度裝置”，該裝置通過(guò)優(yōu)化器采用改進(jìn)的分布估算法對(duì)煤氣分配進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的原則是使煤氣的放散量最低和采購(gòu)量最少。該方法以滿足工序最低熱量需求為原則，首先分配焦?fàn)t煤氣，然后分配轉(zhuǎn)爐煤氣，最后分配高爐煤氣；但對(duì)于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煤氣系統(tǒng)而言，這種簡(jiǎn)單的對(duì)焦、轉(zhuǎn)、高煤氣進(jìn)行按序分配，難以滿足煤氣系統(tǒng)平衡調(diào)度要求。
[0006]由此可見(jiàn)，目前對(duì)于鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煤氣系統(tǒng)的平衡調(diào)度問(wèn)題仍然存在很多不足，許多企業(yè)在保證煤氣平衡方面仍采用根據(jù)相關(guān)文件或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行手工平衡的方式，采用自動(dòng)平衡方式的企業(yè)很少，煤氣平衡的自動(dòng)化程度普遍較低。因此，研究探索更加及時(shí)、有效的煤氣平衡調(diào)度方法與系統(tǒng)是非常必要的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型提供了一種鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煤氣的平衡、調(diào)度系統(tǒng)，將鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)組成整體煤氣管網(wǎng)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一平衡調(diào)度，按比例定向輸送煤氣；可大大降低煤氣系統(tǒng)多種原因造成的管網(wǎng)不平衡對(duì)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的影響，最大限度地利用煤氣資源，減少煤氣系統(tǒng)的煤氣放散量，降低能源消耗，減少溫室氣體排放。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0009]—種鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煤氣的平衡、調(diào)度系統(tǒng)，包括通過(guò)煤氣輸送管道相連接并形成整體煤氣管網(wǎng)的高爐煤氣調(diào)度區(qū)、焦?fàn)t煤氣調(diào)度區(qū)、轉(zhuǎn)爐煤氣調(diào)度區(qū)、高焦煤氣調(diào)度區(qū)和高焦轉(zhuǎn)煤氣調(diào)度區(qū)，所述高爐煤氣調(diào)度區(qū)由高爐及分別通過(guò)煤氣輸送管道與高爐連接的高爐煤氣柜、高爐煤氣直接用戶和高爐煤氣放散塔組成；焦?fàn)t煤氣調(diào)度區(qū)由焦?fàn)t及分別通過(guò)煤氣輸送管道與焦?fàn)t連接的焦?fàn)t煤氣柜、焦?fàn)t煤氣直接用戶和焦?fàn)t煤氣放散塔組成；轉(zhuǎn)爐煤氣調(diào)度區(qū)由轉(zhuǎn)爐及分別通過(guò)煤氣輸送管道與轉(zhuǎn)爐連接的轉(zhuǎn)爐煤氣柜、轉(zhuǎn)爐煤氣放散塔和轉(zhuǎn)爐煤氣直接用戶組成；高焦煤氣調(diào)度區(qū)由通過(guò)煤氣輸送管道連接的高焦煤氣混合加壓站和高焦煤氣用戶組成；高焦轉(zhuǎn)煤氣調(diào)度區(qū)由通過(guò)煤氣輸送管道連接的高焦轉(zhuǎn)煤氣混合加壓站和高焦轉(zhuǎn)煤氣用戶組成；高爐、焦?fàn)t另外通過(guò)煤氣輸送管道與高焦煤氣混合加壓站連接，高焦煤氣混合加壓站、轉(zhuǎn)爐煤氣柜另外通過(guò)煤氣輸送管道與高焦轉(zhuǎn)煤氣混合加壓站連接。
[0010]所述高爐煤氣調(diào)度區(qū)、焦?fàn)t煤氣調(diào)度區(qū)、轉(zhuǎn)爐煤氣調(diào)度區(qū)、高焦煤氣調(diào)度區(qū)和高焦轉(zhuǎn)煤氣調(diào)度區(qū)組成的煤氣管網(wǎng)各段煤氣輸送管道上均設(shè)有煤氣切斷閥、煤氣調(diào)節(jié)閥、煤氣流量測(cè)量裝置及煤氣壓力測(cè)量裝置，各煤氣切斷閥、煤氣調(diào)節(jié)閥、煤氣流量測(cè)量裝置及煤氣壓力測(cè)量裝置分別與PLC連接組成煤氣平衡調(diào)度控制系統(tǒng)。
[〇〇11] 所述高爐煤氣直接用戶為煉鐵、化工、發(fā)電企業(yè)；焦?fàn)t煤氣直接用戶為化工、煉鋼、耐火、煤氣公司、發(fā)電企業(yè)；轉(zhuǎn)爐煤氣直接用戶為耐火、發(fā)電企業(yè)；高焦煤氣用戶為燒結(jié)工段、冷乳及其它二次成材工段和鋼鐵外圍企業(yè)；高焦轉(zhuǎn)煤氣用戶為熱乳及其它一次成材工段。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0013]將鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣系統(tǒng)組成整體煤氣管網(wǎng)統(tǒng)一進(jìn)行平衡調(diào)度，按比例定向輸送煤氣；并進(jìn)一步劃分為5個(gè)調(diào)度區(qū)，每個(gè)調(diào)度區(qū)自平衡，各調(diào)度區(qū)之間互平衡，同時(shí)將煤氣用戶分類實(shí)行按等級(jí)優(yōu)先供應(yīng)煤氣；可大大降低煤氣系統(tǒng)多種原因造成的管網(wǎng)不平衡對(duì)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的影響，最大限度地利用煤氣資源，減少煤氣系統(tǒng)的煤氣放散量，降低能源消耗，減少溫室氣體排放。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型所述煤氣平衡、調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型所述煤氣平衡、調(diào)度系統(tǒng)的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0017]見(jiàn)圖1，是本實(shí)用新型所述煤氣平衡、調(diào)度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型一種鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煤氣的平衡、調(diào)度系統(tǒng)，包括通過(guò)煤氣輸送管道相連接并形成整體煤氣管網(wǎng)的高爐煤氣調(diào)度區(qū)、焦?fàn)t煤氣調(diào)度區(qū)、轉(zhuǎn)爐煤氣調(diào)度區(qū)、高焦煤氣調(diào)度區(qū)和高焦轉(zhuǎn)煤氣調(diào)度區(qū)，所述高爐煤氣調(diào)度區(qū)由高爐及分別通過(guò)煤氣輸送管道與高爐連接的高爐煤氣柜、高爐煤氣直接用戶和高爐煤氣放散塔組成；焦?fàn)t煤氣調(diào)度區(qū)由焦?fàn)t及分別通過(guò)煤氣輸送管道與焦?fàn)t連接的焦?fàn)t煤氣柜、焦?fàn)t煤氣直接用戶和焦?fàn)t煤氣放散塔組成；轉(zhuǎn)爐煤氣調(diào)度區(qū)由轉(zhuǎn)爐及分別通過(guò)煤氣輸送管道與轉(zhuǎn)爐連接的轉(zhuǎn)爐煤氣柜、轉(zhuǎn)爐煤氣放散塔和轉(zhuǎn)爐煤氣直接用戶組成；高焦煤氣調(diào)度區(qū)由通過(guò)煤氣輸送管道連接的高焦煤氣混合加壓站和高焦煤氣用戶組成；高焦轉(zhuǎn)煤氣調(diào)度區(qū)由通過(guò)煤氣輸送管道連接的高焦轉(zhuǎn)煤氣混合加壓站和高焦轉(zhuǎn)煤氣用戶組成；高爐、焦?fàn)t另外通過(guò)煤氣輸送管道與高焦煤氣混合加壓站連接，高焦煤氣混合加壓站、轉(zhuǎn)爐煤氣柜另外通過(guò)煤氣輸送管道與高焦轉(zhuǎn)煤氣混合加壓站連接。
[0018]所述高爐煤氣調(diào)度區(qū)、焦?fàn)t煤氣調(diào)度區(qū)、轉(zhuǎn)爐煤氣調(diào)度區(qū)、高焦煤氣調(diào)度區(qū)和高焦轉(zhuǎn)煤氣調(diào)度區(qū)組成的煤氣管網(wǎng)各段煤氣輸送管道上均設(shè)有煤氣切斷閥、煤氣調(diào)節(jié)閥、煤氣流量測(cè)量裝置及煤氣壓力測(cè)量裝置，各煤氣切斷閥、煤氣調(diào)節(jié)閥、煤氣流量測(cè)量裝置及煤氣壓力測(cè)量裝置分別與PLC連接組成煤氣平衡調(diào)度控制系統(tǒng)。
[0019]所述高爐煤氣直接用戶為煉鐵、化工、發(fā)電企業(yè)；焦?fàn)t煤氣直接用戶為化工、煉鋼、耐火、煤氣公司、發(fā)電企業(yè)；轉(zhuǎn)爐煤氣直接用戶為耐火、發(fā)電企業(yè)；高焦煤氣用戶為燒結(jié)工段、冷乳及其它二次成材工段和鋼鐵外圍企業(yè)；高焦轉(zhuǎn)煤氣用戶為熱乳及其它一次成材工段；以上用戶又劃分為四個(gè)類別，每個(gè)類別各用戶按優(yōu)先等級(jí)順序排列，其中一類用戶為煉鐵、化工、煉鋼、燒結(jié)企業(yè)；二類用戶為熱乳及其它一次成材工段、冷乳及其它二次成材工段；三類用戶為耐火、煤氣公司、鋼鐵外圍企業(yè)；發(fā)電企業(yè)和煤氣柜為緩沖用戶。
[0020]本實(shí)用新型一種鋼鐵聯(lián)合企業(yè)煤氣的平衡、調(diào)度系統(tǒng)的煤氣平衡、調(diào)度方法如下：
[0021]1)高爐產(chǎn)生的80 %?90 %高爐煤氣供給高爐煤氣直接用戶，其余10 %?20 %的高爐煤氣進(jìn)入高焦煤氣混合加壓站，當(dāng)高爐煤氣富余時(shí)，存儲(chǔ)到高爐煤氣柜中，如高爐煤氣柜無(wú)法容納全部富余煤氣，則將高爐煤氣通過(guò)高爐煤氣放散塔進(jìn)行放散；
[0022]2)焦?fàn)t產(chǎn)生的40 %?60 %焦?fàn)t煤氣供給焦?fàn)t煤氣直接用戶，其余40 %?60 %的焦?fàn)t煤氣進(jìn)入高焦煤氣混合加壓站，當(dāng)焦?fàn)t煤氣富余時(shí)，存儲(chǔ)到焦?fàn)t煤氣柜中，如焦?fàn)t煤氣柜無(wú)法容納全部富余焦?fàn)t煤氣，則將富余焦?fàn)t煤氣通過(guò)焦?fàn)t煤氣放散塔進(jìn)行放散；