CN108595383B - 一种余热资源分析方法及系统 - Google Patents

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CN108595383B CN201810273482.6A CN201810273482A CN108595383B CN 108595383 B CN108595383 B CN 108595383B CN 201810273482 A CN201810273482 A CN 201810273482A CN 108595383 B CN108595383 B CN 108595383B
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2300/00—Process aspects
    • C21B2300/04—Modeling of the process, e.g. for control purposes; CII

Abstract

本发明提供了一种余热资源分析方法及系统，所述方法包括：接收铁前工序各余热点的原始余热数据；当需要对目标余热点的余热资源进行分析时，判断所述目标余热点的余热资源是否被回收，若没有，则继续判断所述目标余热点是否为固体余热点；若所述目标余热点为所述固体余热点，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量；若所述目标余热点不是所述固体余热点时，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量；所述目标余热点包括一个或多个余热点；如此，可以快速准确地对任意一个余热点的余热量进行单独分析，也可以综合分析整个铁前工序的余热资源，不但确保了分析效率及准确性，也可以准确评估整个钢铁企业的余热回收潜力及回收效果。

Description

一种余热资源分析方法及系统
技术领域
本发明属于钢铁余热利用技术领域，尤其涉及一种余热资源分析方法及系统。
背景技术
钢铁冶金行业是我国基础工业中最为重要的行业之一，同时也是一个高能耗的行业。可回收的余热资源十分丰富，占总能耗的1/3左右。余热资源的回收利用，是钢铁企业节能减排的重要途径。
铁前工序余热资源种类多，数量大，尤其是中低温余热资源较多，是钢铁企业余热利用及节能减排的重中之重。而科学准确的对各工序余热资源进行评估及余热回收潜力、回收效果的可靠分析，是余热资源有效回收的重要依据和前提，对实现进一步的节能减排意义十分重大。
目前，余热资源统计及利用率的确定仍然是通过人工计算处理，统计周期长，计算及评价分析过程复杂，严重影响余热分析的分析效率和准确性。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种余热资源分析方法及系统，用于解决现有技术中在对铁前工序的余热资源进行统计分析时，分析的效率及准确率得不到保证的技术问题。
本发明提供一种余热资源分析方法，所述方法包括：
接收铁前工序各余热点的原始余热数据；
当需要对目标余热点的余热资源进行分析时，判断所述目标余热点的余热资源是否被回收，若没有，则继续判断所述目标余热点是否为固体余热点；
若所述目标余热点为所述固体余热点，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量；
若所述目标余热点不是所述固体余热点时，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量；其中，所述目标余热点包括一个或多个余热点。
上述方案中，若所述目标余热点的余热资源被回收，还包括：
确定所述目标余热点的余热总量及已被回收的余热量；
根据所述余热总量及已被回收的余热量确定所述目标余热点的余热回收效率。
上述方案中，若所述目标余热点为所述固体余热点，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量，包括：
根据公式Q1＝cp1m(t-t1)确定所述目标余热点的余热量Q1；其中，所述cp1为固体余热资源的平均比热，所述m为所述固体余热资源的年产量，所述t为所述固体余热资源回收之前的温度，所述t1为当前环境温度。
上述方案中，若所述目标余热点不是所述固体余热点，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量，包括：
若所述目标余热点为气体余热点或液体余热点时，根据公式Q2＝cp2v(t-t2)确定所述目标余热点的余热量Q2；其中，所述cp2为气体余热的平均比热或液体余热的平均比热，所述v为气体余热流量或液体流量，所述t为所述固体余热或液体余热回收之前的温度，所述t2为当前环境温度。
上述方案中，所述余热点包括：焦化余热点、烧结余热点及炼铁余热点；其中，
所述焦化余热点包括：红焦显热、焦炉荒煤气显热及焦炉烟气显热；
所述烧结余热点包括：烧结机烟气余热及环冷废气余热；
所述炼铁余热点包括：高炉煤气显热、高炉渣显热及热风炉烟气余热。
本发明还提供一种余热资源分析系统，所述系统包括：
接收单元，用于接收铁前工序各余热点的原始余热数据；
判断单元，用于当需要对目标余热点的余热资源进行分析时，判断所述目标余热点的余热资源是否被回收，若没有，则继续判断所述目标余热点是否为固体余热点；
第一确定单元，用于当所述目标余热点为所述固体余热点时，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量；
第二确定单元，用于当所述目标余热点不是所述固体余热点时，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量；其中，所述目标余热点包括一个或多个余热点。
上述方案中，所述系统还包括：第三确定单元，用于当所述目标余热点的余热资源被回收时，确定所述目标余热点的余热总量及已被回收的余热量；
根据所述余热总量及已被回收的余热量确定所述目标余热点的余热回收效率。
上述方案中，所述第一确定单元具体用于：
根据公式Q1＝cp1m(t-t1)确定所述目标余热点的余热量Q1；其中，所述cp1为固体余热资源的平均比热，所述m为所述固体余热资源的年产量，所述t为所述固体余热资源回收之前的温度，所述t1为当前环境温度。
上述方案中，若所述目标余热点为气体余热点或液体余热点时，所述第二确定单元具体用于：
根据公式Q2＝cp2v(t-t2)确定所述目标余热点的余热量Q2；其中，所述cp2为气体余热资源的平均比热或液体余热资源的平均比热，所述v为气体余热流量或液体流量，所述t为所述气体余热资源或液体余热资源回收之前的温度，所述t2为当前环境温度。
上述方案中，所述余热点包括：焦化余热点、烧结余热点及炼铁余热点；其中，
所述焦化余热点包括：红焦显热、焦炉荒煤气显热及焦炉烟气显热；
所述烧结余热点包括：烧结机烟气余热及环冷废气余热；
所述炼铁余热点包括：高炉煤气显热、高炉渣显热及热风炉烟气余热。
本发明提供了一种余热资源分析方法及系统，所述方法包括：接收铁前工序各余热点的原始余热数据；当需要对目标余热点的余热资源进行分析时，判断所述目标余热点的余热资源是否被回收，若没有，则继续判断所述目标余热点是否为固体余热点；若所述目标余热点为所述固体余热点，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量；若所述目标余热点不是所述固体余热点时，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量；其中，所述目标余热点包括一个或多个余热点；如此，可以快速准确地对任意一个余热点的余热量进行单独分析，也可以综合分析整个铁前工序的余热资源，不但确保了分析效率及准确性，也可以准确评估整个钢铁企业的余热回收潜力及回收效果。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的余热资源分析方法流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的余热资源分析系统结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中在对铁前工序的余热资源进行统计分析时，分析的效率及准确率得不到保证的技术问题，本发明实施例提供了一种余热资源分析方法及系统，所述方法包括接收铁前工序各余热点的原始余热数据；当需要对目标余热点的余热资源进行分析时，判断所述目标余热点的余热资源是否被回收，若没有，则继续判断所述目标余热点是否为固体余热点；若所述目标余热点为所述固体余热点，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量；若所述目标余热点不是所述固体余热点时，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量；其中，所述目标余热点包括一个或多个余热点。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种余热资源分析方法，如图1所示，所述方法包括：
S110，接收铁前工序各余热点的原始余热数据；
本步骤在接收铁前工序各余热点的原始余热数据之前，还需确定出铁前工序的各余热点。
一般来说，铁前工序主要包括三个流程：焦化、烧结以及炼铁；相应地，余热点包括：焦化余热点、烧结余热点及炼铁余热点。本实施例中确定出的焦化余热点包括：红焦显热、焦炉荒煤气显热及焦炉烟气显热；烧结余热点包括：烧结机烟气余热及环冷废气余热；炼铁余热点包括：高炉煤气显热、高炉渣显热(包括冲渣水显热)及热风炉烟气余热。
那么焦化过程的原始数据包括：红焦出炉温度、焦炭平均比热、焦炭年产量、荒煤气温度、荒煤气量、烟气温度、烟气量等；
烧结过程的原始数据包括：烧结矿产量、烧结机烟气量、烧结机烟气温度、比热容，冷却废气量、冷却废气温度、冷却废气比热容等；
炼铁过程的原始数据包括：高炉铁水产量、焦比、高炉煤气产量、温度、发热量；高炉渣温度，渣铁比、高炉渣比热、冲渣水进回水温度、流量；热风炉烟气量、烟气温度、比热等。
接收到原始数据后，还需对原始数据进行查询检查，若有错误则会提醒用户修改或删除，并将修改后的数据保存至数据库中。
S111，当需要对目标余热点的余热资源进行分析时，判断所述目标余热点的余热资源是否被回收，若没有，则继续判断所述目标余热点的余热资源是否为固体余热；
本步骤中，当需当需要对目标余热点的余热资源进行分析时，首先判断所述目标余热点的余热资源是否被回收，若被回收，则需要确定余热的回收率；若没有被回收，则需要确定目标余热点的余热量。
这里，因目标余热点有可能是固体余热、气体余热或液体余热，因此还需判断所述目标余热点是否为固体余热点。
其中，所述目标余热点可以包括一个或多个余热点，比如目标余热点可以为焦化过程的全部余热点，或者烧结过程的全部余热点，或者为炼铁过程中的全部余热点。这样的话，就可以对某一个余热点进行分析，也可以对整个焦化过程的余热进行分析，或者对烧结过程的余热进行分析，或者对炼铁过程的余热进行分析。
S112，若所述目标余热点为所述固体余热点，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量；
若目标余热点为所述固体余热点，那么该目标余热点的余热资源就为固体余热资源，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量；比如红焦显热和高炉渣显热就为固体余热。
具体地，根据公式(1)确定所述目标余热点的余热量：
Q1＝cp1m(t-t1) (1)
其中，在公式(1)中，所述cp1为固体余热资源的平均比热，所述m为所述固体余热资源的年产量，所述t为所述固体余热资源回收之前的温度，所述t1为当前环境温度。
S113，若所述目标余热点不是所述固体余热点时，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量；
若所述目标余热点为气体余热点或者液体余热点时，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量；
具体地，根据公式(2)确定所述目标余热点的余热量Q2：
Q2＝cp2v(t-t2) (2)
其中，在公式(2)中，所述cp2为气体余热资源的平均比热或液体余热资源的平均比热，所述v为气体余热流量或液体流量，所述t为所述固体余热资源或液体余热资源回收之前的温度，所述t2为当前环境温度。
这样当余热点的余热量没有被回收时，就可以确定出单个余热点的余热量。当然，将各个余热点的余热量进行统计加和，就可以确定出整个铁前工序的余热量。
当目标余热点的余热量已经被回收了，那么就可以按照以下方式确定目标余热点的余热回收效率：
同样的，需要判断出目标余热点是否是固体余热点，若是固体余热点，则按照第一公式确定出目标余热点的总余热量，根据公式(3)确定出已被回收的余热量：
Q3＝cp3m(t-t3) (3)
在公式(3)中，cp3为固体余热资源的平均比热，所述m为所述固体余热资源的年产量(单位为吨)，所述t为所述固体余热资源回收之前的温度，所述t3为固体余热资源回收后的当前温度。
当确定出目标余热点的余热总量及已被回收的余热量后，那么就可以根据公式(4)确定所述目标余热点的余热回收效率η1。
Figure GDA0001678542470000071
若是气体余热点或者液体余热点，则按照第二公式确定出目标余热点的总余热量。根据公式(5)已被回收的余热量：
Q5＝cp5v(t-t4)(5)
所述cp5为气体余热资源的平均比热或液体余热资源的平均比热，所述v为气体余热流量或液体流量，所述t为所述固体余热资源或液体余热资源回收之前的温度，所述t4为余热资源回收后的当前温度。
当确定出目标余热点的余热总量及已被回收的余热量后，那么就可以根据公式(6)确定所述目标余热点的余热回收效率η2。
Figure GDA0001678542470000072
这样确定出各个余热点可以回收的余热量以及某些余热点的余热回收效率后，可以将这些数据存储至数据库中，根据这些数据以报表或者文档的形式输出分析报告，以能供用户根据分析报告及经验数据计算出利用这些余热产生的预计效益。
实施例二
基于同样的发明构思，本发明还提供一种余热资源分析系统，如图2所示，所述系统包括：接收单元21、判断单元22、第一确定单元23及第二确定单元24；其中，
接收单元21在接收铁前工序各余热点的原始余热数据之前，还需确定出铁前工序的各余热点。
一般来说，铁前工序主要包括三个流程：焦化、烧结以及炼铁；相应地，余热点包括：焦化余热点、烧结余热点及炼铁余热点。本实施例中确定出的焦化余热点包括：红焦显热、焦炉荒煤气显热及焦炉烟气显热；烧结余热点包括：烧结机烟气余热及环冷废气余热；炼铁余热点包括：高炉煤气显热、高炉渣显热(包括冲渣水显热)及热风炉烟气余热。
那么焦化过程的原始数据包括：红焦出炉温度、焦炭平均比热、焦炭年产量、荒煤气温度、荒煤气量、烟气温度、烟气量等；
烧结过程的原始数据包括：烧结矿产量、烧结机烟气量、烧结机烟气温度、比热容，冷却废气量、冷却废气温度、冷却废气比热容等；
炼铁过程的原始数据包括：高炉铁水产量、焦比、高炉煤气产量、温度、发热量；高炉渣温度，渣铁比、高炉渣比热、冲渣水进回水温度、流量；热风炉烟气量、烟气温度、比热等。
接收单元21接收到原始数据后，还需对原始数据进行查询检查，若有错误则会提醒用户修改或删除，并将修改后的数据保存至数据库中。
当需要对目标余热点的余热资源进行分析时，判断单元21用于判断所述目标余热点的余热资源是否被回收，若被回收，则需要确定余热的回收率；若没有被回收，则需要确定目标余热点的余热量。
这里，因目标余热点有可能是固体余热、气体余热或液体余热，因此还需判断所述目标余热点是否为固体余热点垫。
其中，所述目标余热点可以包括一个或多个余热点，比如目标余热点可以为焦化过程的全部余热点，烧结过程的全部余热点，也可以为炼铁过程中的全部余热点。这样的话，就可以对某一个余热点进行分析，也可以对整个焦化过程的余热进行分析，或者对烧结过程的余热进行分析，或者对炼铁过程的余热进行分析。
若目标余热点为所述固体余热点，那么该目标余热点的余热资源就为固体余热资源，第一确定单元23则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量；比如红焦显热和高炉渣显热就为固体余热。
具体地，根据公式(1)确定所述目标余热点的余热量：
Q1＝cp1m(t-t1) (1)
其中，在公式(1)中，所述cp1为固体余热资源的平均比热，所述m为所述固体余热资源的年产量，所述t为所述固体余热资源回收之前的温度，所述t1为当前环境温度。
若所述目标余热点为气体余热点或者液体余热点，第二确定单元24则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量；
具体地，根据公式(2)确定所述目标余热点的余热量Q2：
Q2＝cp2v(t-t2) (2)
其中，在公式(2)中，所述cp2为气体余热资源的平均比热或液体余热资源的平均比热，所述v为气体余热流量或液体流量，所述t为所述固体余热资源或液体余热资源回收之前的温度，所述t2为当前环境温度。
这样当余热点的余热量没有被回收时，就可以确定出单个余热点的余热量。当然，将各个余热点的余热量进行统计加和，就可以确定出整个铁前工序的余热量。
当目标余热点的余热量已经被回收了，那么第三确定单元25就可以按照以下方式确定目标余热点的余热回收效率：
同样的，需要判断出目标余热点是否是固体余热点，若是固体余热点，则按照第一公式确定出目标余热点的总余热量，根据公式(3)确定出已被回收的余热量：
Q3＝cp3m(t-t3) (3)
在公式(3)中，cp3为固体余热资源的平均比热，所述m为所述固体余热资源的年产量(单位为吨)，所述t为所述固体余热资源回收之前的温度，所述t3为固体余热资源回收后的当前温度。
当确定出目标余热点的余热总量及已被回收的余热量后，那么就可以根据公式(4)确定所述目标余热点的余热回收效率η1。
Figure GDA0001678542470000101
若是气体余热点或者液体余热点，则按照第二公式确定出目标余热点的总余热量。根据公式(5)已被回收的余热量：
Q5＝cp5v(t-t4) (5)
所述cp5为气体余热资源的平均比热或液体余热资源的平均比热，所述v为气体余热流量或液体流量，所述t为所述固体余热资源或液体余热资源回收之前的温度，所述t4为余热资源回收后的当前温度。
当确定出目标余热点的余热总量及已被回收的余热量后，那么就可以根据公式(6)确定所述目标余热点的余热回收效率η2。
Figure GDA0001678542470000102
这样确定出各个余热点可以回收的余热量以及某些余热点的余热回收效率后，可以将这些数据存储至数据库中，根据这些数据输出分析报告，以能供用户根据分析报告及经验数据计算出利用这些余热产生的预计效益。
本发明提供的余热资源分析方法及系统能带来的有益效果至少是：
本发明提供了一种余热资源分析方法及系统，所述方法包括：接收铁前工序各余热点的原始余热数据；当需要对目标余热点的余热资源进行分析时，判断所述目标余热点的余热资源是否被回收，若没有，则继续判断所述目标余热点是否为固体余热点；若所述目标余热点为所述固体余热点，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量；若所述目标余热点不是所述固体余热点时，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量；如此，可以快速准确地对任意一个余热点的余热量进行单独分析，也可以对各个过程(比如焦化过程、烧结过程或者炼铁过程)产生的余热量进行综合分析，也可以综合分析整个铁前工序的余热资源，操作灵活，不但确保了分析效率及准确性，也可以准确评估整个钢铁企业的余热回收潜力及回收效果；并且由于因不同阶段的数据都保存至数据库中，因此可以对不同阶段的余热回收量或者余热回收效率进行对比分析，对工程实践有着非常重要的指导意义。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种余热资源分析方法，其特征在于，所述方法包括：
接收铁前工序各余热点的原始余热数据；
当需要对目标余热点的余热资源进行分析时，判断所述目标余热点的余热资源是否被回收，若没有，则继续判断所述目标余热点是否为固体余热点；
若所述目标余热点为所述固体余热点，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量；
若所述目标余热点不是所述固体余热点时，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量；其中，
所述目标余热点为所述固体余热点，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量，包括：
根据公式Q1＝cp1m(t-t1)确定所述目标余热点的余热量Q1；其中，所述cp1为固体余热资源的平均比热，所述m为所述固体余热资源的年产量，所述t为所述固体余热资源回收之前的温度，所述t1为当前环境温度；
若所述目标余热点不是所述固体余热点，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量，包括：
若所述目标余热点为气体余热点或液体余热点时，根据公式Q2＝cp2v(t-t2)确定所述目标余热点的余热量Q2；其中，所述cp2为气体余热的平均比热或液体余热的平均比热，所述v为气体余热流量或液体流量，所述t为所述固体余热或液体余热回收之前的温度，所述t2为当前环境温度；所述目标余热点包括一个或多个余热点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述目标余热点的余热资源被回收，还包括：
确定所述目标余热点的余热总量及已被回收的余热量；
根据所述余热总量及已被回收的余热量确定所述目标余热点的余热回收效率。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述余热点包括：焦化余热点、烧结余热点及炼铁余热点；其中，
所述焦化余热点包括：红焦显热、焦炉荒煤气显热及焦炉烟气显热；
所述烧结余热点包括：烧结机烟气余热及环冷废气余热；
所述炼铁余热点包括：高炉煤气显热、高炉渣显热及热风炉烟气余热。
4.一种余热资源分析系统，其特征在于，所述系统包括：
接收单元，用于接收铁前工序各余热点的原始余热数据；
判断单元，用于当需要对目标余热点的余热资源进行分析时，判断所述目标余热点的余热资源是否被回收，若没有，则继续判断所述目标余热点是否为固体余热点；
第一确定单元，用于当所述目标余热点为所述固体余热点时，则按照第一公式确定所述目标余热点的余热量；
第二确定单元，用于当所述目标余热点不是所述固体余热点时，则按照第二公式确定所述目标余热点的余热量；其中，
所述第一确定单元具体用于：
根据公式Q1＝cp1m(t-t1)确定所述目标余热点的余热量Q1；其中，所述cp1为固体余热资源的平均比热，所述m为所述固体余热资源的年产量，所述t为所述固体余热资源回收之前的温度，所述t1为当前环境温度；
若所述目标余热点为气体余热点或液体余热点时，所述第二确定单元具体用于：
根据公式Q2＝cp2v(t-t2)确定所述目标余热点的余热量Q2；其中，所述cp2为气体余热资源的平均比热或液体余热资源的平均比热，所述v为气体余热流量或液体流量，所述t为所述气体余热资源或液体余热资源回收之前的温度，所述t2为当前环境温度；所述目标余热点包括一个或多个余热点。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第三确定单元，用于当所述目标余热点的余热资源被回收时，确定所述目标余热点的余热总量及已被回收的余热量；
根据所述余热总量及已被回收的余热量确定所述目标余热点的余热回收效率。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述余热点包括：焦化余热点、烧结余热点及炼铁余热点；其中，
所述焦化余热点包括：红焦显热、焦炉荒煤气显热及焦炉烟气显热；
所述烧结余热点包括：烧结机烟气余热及环冷废气余热；
所述炼铁余热点包括：高炉煤气显热、高炉渣显热及热风炉烟气余热。
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