[发明专利]钢铁联合企业全工序能况在线分析诊断系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁企业生产全流程节能减排在线系统诊断的技术领域，特别涉及一套钢铁联合企业开展生产全流程生产运行状况在线系统诊断的方法。

背景技术

钢铁制造流程是一类由不同功能但又相互关联、相互支撑、相互制约的多种工序和多种装置及相关设施构成的、工序串联并集成运行的复杂过程系统。目前已发展成包含资源、能源的转换和利用，产品质量控制和新产品开发，环境保护和工业生态等方面内容的工程技术大系统。因此，开展钢铁企业的节能减排工作需要从系统节能减排的层次实施。目前不仅钢铁企业自身，包括各类研究机构，都投入很多精力在系统节能和工艺节能灯方面，取得了不少积极成果，对全行业节能减排做出了积极贡献。但很多钢铁企业，尤其是中小型钢铁企业，在系统节能过程所遇阻力很大，节能减排过程中过多关注具体技术与环节的节能改造，缺乏系统性、工艺等层面的节能减排。导致一方面由于终端用能设备节能水平影响系统节能的效果，另一方面很大一部分系统节能技术未真正发挥其应用效果。

基于钢铁企业系统节能减排面临的现状，归根结底在于钢铁企业缺乏整个生产流程系统性的诊断分析方法，进而导致在开展或应用系统节能减排技术/产品时，偏重局部环节效率、指标或功能效果。对于开展钢铁企业生产全流程系统性的诊断分析方面，目前还没有成熟的方法供借鉴参考。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种钢铁联合企业全工序能况在线分析诊断系统及方法，本发明一方面能直接指导钢铁企业开展系统性、全面性节能减排诊断和规划，另一方面能为专业化钢铁技术服务公司延伸业务范围，充分发挥自身优势开展钢铁企业的节能减排技术服务工作提供一种重要的技术方法。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：钢铁联合企业全工序能况在线分析诊断系统运行在线诊断工作站上，包括依次相连的驱动程序、流程建模和仿真模块、生产数据获取和处理模块、流程网络仿真模块、耗能计算及对标分析模块、生产运行状况维护模块和在线优化诊断模块；

驱动程序启动该在线分析诊断系统，与各数据库进行数据和画面的衔接；

流程建模和仿真模块实现钢铁企业生产全流程的建模和过程仿真；

生产数据获取和处理模块实现生产数据的提取、甄别、处理和测试；

流程网络仿真模块将生产数据对应相应的监控位置，实现带有信息流的流程网络仿真；

耗能计算及对标分析模块获取工序能耗和单耗，形成半定量的节能减排诊断；

生产运行状况维护模块实现生产各环节的资源、能量产耗和生产运行的信息设定；

在线优化诊断模块完成各环节运行状况和资源、能量产耗现状的在线优化诊断。

所述的系统的诊断方法，包括以下步骤：

S1)启动在线诊断工作站(1)上的驱动程序，运行钢铁联合企业全工序能况在线分析诊断系统，并通过网络与生产调度中心数据库(3)、生产主体厂数据库(4)和能源管控中心数据库(5)提供的画面有机衔接；

S2)流程建模和仿真模块根据生产调度中心数据库(3)提供的物流信息流程图、生产主体厂数据库(4)提供的各生产主体厂车间的生产工艺流程图、能源管控中心数据库(5)提供的能源介质工作流程图，实现生产全流程所有终端设备、终端设备之间通路及工序之间通路定位，然后按照物质流和能源流流向实现建模和过程仿真；

S3)生产数据获取和处理模块基于钢铁企业生产全流程的建模和过程仿真结果，确定生产数据取样参数类型及列表；然后通过与生产调度中心数据库(3)、生产主体厂数据库(4)和能源管控中心数据库(5)的衔接，实现生产数据的提取，并在此基础上进行合理性甄别和处理；同时该模块通过现场测试参数维护工作站(6)对未监测重要环节的关键参数进行现场测试；

S4)流程网络仿真模块基于基于钢铁企业生产全流程的建模和过程仿真结果，将甄别、处理的生产数据和现场测试参数维护工作站(6)得到的现场监测数据与相应的监控位置进行对应，实现带有信息流的钢铁生产全流程模型；

S5)耗能计算及对标分析模块根据钢铁生产全流程模型中各生产工序的能源产耗数据及各种能源介质的折标系数获取工序能耗和单耗；然后将计算获取的工序能耗和单耗与理论优化范围进行对比分析，形成半定量的节能减排诊断；

S6)生产运行状况维护模块从钢铁生产全流程模型中的单体设备、通路及工序进行配置水平、运行状况、管理操作水平和自动化水平四方面的分析诊断，并将分析诊断结果传递到在线诊断数据库(2)；