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探析面向钢铁工业节能的冶金自动化系统

作者:孙彦广  
评论: 更新日期:2010年02月05日

(3) 先进的过程控制是节能降耗的重要手段
    利用数学模型和智能控制理论对工业炉窑进行计算机优化控制,可直接取得钢铁必威体育官方网站 显著的节能效果,典型例子有高炉专家系统、转炉炼钢终点控制模型、电炉能量输入优化模型、智能精炼炉控制系统、加热炉优化控制模型和模糊控制系统等。此外,先进的过程控制可以提高产品质量、减少设备故障、保障生产顺行,可间接达到节能降耗的目的。

(4) 生产计划和管理计算机系统是现代化炼钢-连铸-连轧生产的必要条件
    随着钢铁生产技术特别是连铸与热轧的发展,钢铁生产过程日趋紧凑、高效化的连续生产,产品生产周期大幅度缩短,要求对整个生产过程中的各工序间的物流、能流和生产时序进行准确预报,实现快速信息反馈,及时准确和灵活地调整生产工艺和产品方案,这要求能对整个复杂的钢铁生产过程实现集中统一的生产管理、信息追踪和决策调整,为保证炼钢-连铸-轧钢生产的连续稳定,一个贯穿炼钢、连铸、热轧各工序的统一的生产计划与管理系统是十分必要的。此外,实现连续生产,达到节能降耗的目的,要求生产中的各种缓冲能力或容量逐渐减少,对各工艺环节在制品的质量和合格率提出了更高的要求,如无缺陷连铸坯是保证热送热装的必要条件,这就要求钢铁企业自动化系统应具备对产品进行质量预报、在线热态无损监测和质量控制的能力。

    除上述介绍的自动化系统外,还有能源监控系统和能源管理中心,由于其与钢铁工业节能关系更密切,下面单独介绍。

4 能源监控系统

    能源监控系统是钢铁工业节能的基础。很多钢铁企业至今仍采用手工抄表、人工统计、手工键入、计算机打印报表的落后模式。没有实时准确的能量消耗数据检测和能量产生设备的控制,钢铁企业节能工作的效果就会大打折扣。
    能源监控系统通常由一些站所管理,如电力调度站、煤气调度站、水处理监控站等,它们受能源中心业务管理。一般应具有以下功能:

(1) 能源供应实绩收集
    收集各能源生产、外购、外销的实际数量及质量数据;建立相应的数据库以保存这些数据。

(2) 能源消耗实绩收集
    收集各生产厂或车间、各工序、各机组、各产品对各种能源的消耗量;建立相应的数据库以保存这些数据。

(3) 实施所管能源的实时调度。

(4) 能源设备安全监控
    对能源主体设备安全运行状况进行实时监测。紧急情况下,要启动能源中断应急措施。

(5) 监测能源生产的环境指标
    与能源设备最贴近的是检测仪表和驱动阀门开关,它们完成每个与能源有关的物理量的检测和控制。这些物理量包括:气体和液体的在线温度、压力、流量、重量、阀位、位置,以及热值、成份、物性、含量的离线分析和检测,电力的电压、电流、功率开关状态的检测和控制。
在此基础上,采用PLC和DCS技术进行具体生产过程能源的数据采集、流向控制和安全监控。涉及到该项能源的各种物理量的采集,能源站、所单体设备运行的控制,能源设备运行的安全连锁、临界报警或事故报警;能源生产相关环保护数据的检测和分析。

    能源监控系统涉及钢铁企业各个角落,需要采用必要的遥测、遥控技术;多相流体介质能源的质量、消耗量的检测精度会影响能源监控效果,需要采用一定的数据校准、核算技术;此外,需要考虑监控设备在钢铁企业恶劣的使用环境,保证设备的可靠运行。

5  能源管理中心

5.1  能源管理中心具有的功能

    为了合理利用能源,在发达国家的钢铁企业中普遍建设了能源管理中心。早在1959年,日本的八幡制铁所率先建成了世界第一座能源管理中心。日本的其它钢厂和美国、英国、德国的一些企业也相继设置了能源管理中心,其性能不断提高。建立能源中心的目的,一是确保生产用能的稳定供应;二是充分利用低价能源代替高价能源;三是集中管理与自动化操作,提高劳动生产率。

    现代化能源管理中心配备有计算机和各种监控仪表,不仅具有能源流向的监测、能源供应和使用平衡、能源信息预测预报等功能,而且具有结合生产动态情况对能源进行优化管理、优化调度和监控功能,可在一定程度上缓解能源供应紧张的局面,对企业的节能降耗、改进能源利用效率、提高经济效益有重要的作用。

能源管理中心一般具有以下功能:

(1) 能源供需平衡分析
    建立能源网络模型或能源控制模型,求解能源供需平衡,编制能源供需计划。收集整理并建立能源消耗数据库,动态收集各种能源消耗量、能源构成量、各产品能源消耗量及工序能耗,制作实际能源平衡表。

(2) 能源分析与预测
    收集整理能源历史资料,建立数据库,建立能源预测模型,以达到企业能源政策、能源供需最佳化。

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