CN112947643A - 一种冶金能源控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冶金能源控制系统和方法，包括：控制设备、冶金设备、电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备；冶金设备、电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备分别与控制设备电连接；电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备分别与冶金设备连接；其中，控制设备用于从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中确定目标发热设备，通过目标发热设备为冶金设备提供冶金能源。本申请的控制设备可以根据能源实际情况，从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中，确定目标发热设备为冶金设备提供能源，避免冶金设备的能量损失，也即避免冶金设备的温度降低，进而避免冶金品质降低，以及避免冶炼失败的情况发生。

Description

一种冶金能源控制系统和方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种冶金能源控制系统和方法。

背景技术

冶金，是指从矿物中提取金属或金属化合物，用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。冶金就是将金属溶液中的杂质(非意向元素)通过熔融(加热到熔点之上)进行造渣、除渣给予消除，同时某些化学成分通过除渣、脱碳、去氧等得到相对的纯净合金成分的过程。

冶金过程中，需要保证各个冶金点的温度处于目标温度。然而，相关技术中，由于冶金行业分布的地域差异，冶金行业常规的热量来源较为单一，而单一能源的抗风险能力极低。例如，当单一能源出现短缺时，会造成热量损失，导致冶金品质降低，甚至会出现冶炼失败的情况。

发明内容

本申请实施例通过提供一种冶金能源控制系统和方法，解决了现有技术中单一能源的抗风险能力极低的技术问题，实现了以多种能源来源为冶金设备提供冶金能源，提高抗风险能力的技术效果。

第一方面，本申请提供了一种冶金能源控制系统，包括控制设备、冶金设备、电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备；

冶金设备、电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备分别与控制设备电连接；

电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备分别与冶金设备连接；

其中，控制设备用于从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中确定目标发热设备，通过目标发热设备为冶金设备提供冶金能源。

进一步地，系统还包括：

监控设备，电连接冶金设备和控制设备，用于监控冶金设备的工作状态。

进一步地，监控设备包括：

视频监控设备，用于获取冶金设备的实时画面；

温度监控设备，用于获取冶金设备的实时工作温度；

材料监控设备，用于获取冶金设备的原材料消耗数据。

进一步地，系统还包括：

热量调节设备，电连接控制设备、电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备，用于调节目标发热设备为冶金设备提供的冶金能源。

进一步地，系统还包括：

煤炭研磨设备，连接控制设备和煤炭发热设备，用于为煤炭发热设备提供煤灰；其中，煤灰是煤炭经过煤炭研磨设备研磨后形成的。

进一步地，系统还包括：

煤灰调量设备，连接煤炭研磨设备和煤炭发热设备，用于调整煤灰的供应量。

进一步地，系统还包括：

余热回收设备，连接控制设备和冶金设备，用于回收冶金设备散发的热量。

进一步地，混合发热设备包括：

电力发热子设备、蒸汽发热子设备、天然气发热子设备和煤炭发热子设备。

进一步地，冶金设备的数量为多个。

第二方面，本申请提供了一种冶金能源控制方法，方法包括：

从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中确定目标发热设备，通过目标发热设备为冶金设备提供冶金能源。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请的控制设备可以根据能源实际情况，从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中，确定目标发热设备为冶金设备提供能源，避免冶金设备的能量损失，也即避免冶金设备的温度降低，进而避免冶金品质降低，以及避免冶炼失败的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种冶金能源控制系统的结构示意图；

图2为本申请在图1的基础上增加监控设备的一种冶金能源控制系统的结构示意图；

图3为本申请在图2的基础上增加热量调节设备的一种冶金能源控制系统的结构示意图；

图4为本申请的目标发热设备为煤炭发热设备时对应的一种冶金能源控制系统的结构示意图；

图5为本申请在图4基础上增加煤灰调量设备的一种冶金能源控制系统的结构示意图；

图6为本申请在图3基础上增加余热回收设备的一种冶金能源控制系统的结构示意图；

图7为本申请在图1基础上提供的另一种冶金能源控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种冶金能源控制系统，解决了现有技术中单一能源的抗风险能力极低的技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种冶金能源控制系统，包括：控制设备、冶金设备、电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备；冶金设备、电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备分别与控制设备电连接；电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备分别与冶金设备连接；其中，控制设备用于从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中确定目标发热设备，通过目标发热设备为冶金设备提供冶金能源。

本申请的控制设备可以根据能源实际情况，从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中，确定目标发热设备为冶金设备提供能源，避免冶金设备的能量损失，也即避免冶金设备的温度降低，进而避免冶金品质降低，以及避免冶炼失败的情况发生。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请提供了如图1所示的一种冶金能源控制系统，包括：控制设备、冶金设备、电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备；冶金设备、电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备分别与控制设备电连接；电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备分别与冶金设备连接。其中，控制设备用于从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中确定目标发热设备，通过目标发热设备为冶金设备提供冶金能源。

控制设备可以是冶金工控机；冶金设备主要指冶金炉。

电力发热设备是指以电力为能量来源的设备；煤炭发热设备是指以燃烧煤炭为能量来源的设备；混合发热设备是指以多种不同能源进行发热的设备，混合发热设备包括：电力发热子设备、蒸汽发热子设备、天然气发热子设备和煤炭发热子设备。其中，电力发热子设备与电力发热设备类似，以电力为能量来源；煤炭发热子设备与煤炭发热设备类似，以燃烧煤炭为能量来源；蒸汽发热子设备是以产生蒸汽为动力提供能量来源的设备；天然气发热子设备是以天然气为能量来源的设备。

控制设备与冶金设备电连接，控制设备对各个冶金设备的工作状态信息进行采集，并对各个冶金设备进行控制。当冶金设备的数量为多个时，控制设备协调各个冶金设备之间的工作过程，根据不同的工况对各个冶金设备进行控制。

电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备分别与控制设备电连接。在电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中，至少有一个发热设备作为目标发热设备为冶金设备提供能量来源，其余发热设备则作为备用发热设备。控制设备监控目标发热设备的工作状态，当目标发热设备出现故障时，则控制备用发热设备作为新的目标发热设备为冶金设备提供能源，避免冶金设备的能量损失，也即避免冶金设备的温度降低，进而避免冶金品质降低，以及避免冶炼失败的情况发生。

目标发热设备的故障根据能源类型的不同而不同。例如，当目标发热设备是电力发热设备时，对应的故障可能是停电、电力设备故障、跳闸等故障。当目标发热设备是煤炭发热设备时，对应的故障可能是煤炭存储不足等。当目标发热设备是混合发热设备时，对应的故障分为电力发热子设备故障、蒸汽发热子设备故障、天然气发热子设备故障和煤炭发热子设备故障。电力发热子设备故障可能是停电、电力设备故障、跳闸等；蒸汽发热子设备故障可能是蒸汽不够、蒸汽设备破损导致泄露等；天然气发热子设备故障可能是天然气供应不足灯；煤炭发热子设备故障可能是煤炭存储不足等。不过，混合发热设备是由多台不同的发热子设备提供能源，多台不同的发热子设备同时出现故障的可能性较低，因此，使用混合发热设备作为目标发热设备的抗风险能力最高，不过，由于需要同时启用多台不同类型的发热设备，可能会存在控制复杂、能耗成本较高的问题。因此，通常情况下，将混合发热设备作为备用发热设备，以应对紧急状况的发生。

电力和煤炭是常用能源，因此，电力发热设备和煤炭发热设备可以作用常用目标发热设备为冶金设备提供能源。由于冶金的地域差异性较大，可以根据地域特点从电力发热设备和煤炭发热设备中选择一个主要发热设备作为最常用目标发热设备。例如，对于煤炭资源较为丰富的地域，可以以煤炭发热设备作为最常用目标发热设备。对于电力资源较为丰富的地域，可以以电力发热设备作为最常用目标发热设备。

本申请的控制设备可以根据能源实际情况，从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中，确定目标发热设备为冶金设备提供能源，避免冶金设备的能量损失，也即避免冶金设备的温度降低，进而避免冶金品质降低，以及避免冶炼失败的情况发生。

在图1提供的一种冶金能源控制系统的基础上，增加监控设备，形成如图2所示的一种冶金能源控制系统。如图2所示，监控设备，电连接冶金设备和控制设备，用于监控冶金设备的工作状态；也就是冶金设备和控制设备分别与监控设备电连接；监控设备用于监控冶金设备的工作状态。监控设备包括：视频监控设备、温度监控设备和材料监控设备；视频监控设备用于获取冶金设备的实时画面；温度监控设备用于获取冶金设备的实时工作温度；材料监控设备用于获取冶金设备的原材料消耗数据。

监控设备对冶金设备的工作温度进行监控，并将实时工作温度传输至控制设备，控制设备判断实时工作温度是否超过第一预设温度阈值，或者是否低于第二预设温度阈值，第一预设温度阈值大于第二预设温度阈值。当实时工作温度超过第一预设温度阈值时，控制设备则控制目标发热设备减少能源供应。当实时工作温度低于第二预设温度阈值时，控制设备则控制目标发热设备增加能源供应。当目标发热设备的数量为多个时，可以通过增减目标发热设备的数量以实现能源供应的增减。当目标发热设备的数量为一个时，可以通过增减自身能源供应的方式实现增减。当然，增减目标发热设备的数量以及增减自身能源供应，可以叠加使用。

能源供应的增减可以通过热量调节设备实现，如图3所示，热量调节设备，电连接控制设备、电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备。热量调节设备用于调节目标发热设备为冶金设备提供的冶金能源。控制设备通过控制热量调节设备，达到调节目标发热设备为冶金设备提供的能源供应。热量调节设备包括多个调节模块，多个调节模块可以根据控制设备的计算结果，以及不同工况和不同成本测算的结果，调节各个设备(包括图3中的各个设备)的工作强度，达到生产成本最优的效果。

当目标发热设备是煤炭发热设备时，提供了如图4所示的一种冶金能源控制系统，煤炭研磨设备与控制设备电连接，煤炭研磨设备与煤炭发热设备连接。煤炭研磨设备用于为煤炭发热设备提供煤灰，煤灰是煤炭经过煤炭研磨设备研磨后形成的。煤炭研磨设备对煤炭进行研磨，使得煤炭的颗粒更细小，进而可以提高煤炭燃烧效率，一方面可以节约煤炭资源，提高煤炭利用率，降低对环境造成的影响；另一方面也可以降低煤炭的消耗量，进而降低成本。

当目标发热设备是煤炭发热设备时，能源供应的增减还可以通过煤灰调量设备实现，如图5所示，煤灰调量设备，连接煤炭研磨设备和煤炭发热设备，即煤炭研磨设备、煤灰调量设备和煤炭发热设备依次连接；煤灰调量设备用于调整煤灰的供应量。煤灰调量设备为冶金设备供应的煤灰越多，能量供应越充足，反之，供应的煤灰越少，能量供应越少。控制设备通过控制煤灰调量设备，达到调节目标发热设备为冶金设备提供的能源供应。在实际应用时，可以结合煤灰调量设备和热量调节设备，可以提高热量调节的效率。煤灰调量设备包括多个调量模块，多个调量模块对应不同调节速度的设备，主要是调节煤炭消耗量。

在图3所示的一种冶金能源控制系统的基础上，增加余热回收设备。余热回收设备，连接控制设备和冶金设备，用于回收冶金设备散发的热量。如图6所示，余热回收设备与控制设备电连接；余热回收设备与冶金设备连接；余热回收设备用于回收冶金设备散发的热量。余热回收设备包括多个热交换设备，利用水循环进行余热回收，具体地，根据不同的热量大小使用功率不同的回收设备，功率越大，回收效率越高。

冶金设备本身的热量损失较为严重，增加余热回收设备，可以减少冶金设备的热量损失，进而达到节约能源的目的。

在实际应用中，冶金设备的数量通常为多个。多个冶金设备同时进行冶炼，如图7所示，控制设备、电力发热设备、煤炭发热设备、混合发热设备同时为多个冶金设备服务，可以减少控制系统的复杂程度，也可以更好地调节各个冶金设备冶炼过程中的能量分配。此外，图1至图7所示的一种冶金能源控制系统可以相互结合使用。

本申请中的各个设备(包括控制设备、监控设备、冶金设备、电力发热设备、煤炭发热设备、混合发热设备、热量调节设备、余热回收设备、煤灰研磨设备、煤灰调量设备)，将自身数据上传到区块链中，进而对对应的数据进行处理和存储；在区块链中，各个设备的数据形成数据共识，同时区块链中的数据无法被篡改，可以保证数据的安全性。

基于同一发明构思，本申请提供了一种冶金能源控制方法，应用于控制设备，方法包括：

步骤S81，从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中确定目标发热设备，通过目标发热设备为冶金设备提供冶金能源。

在步骤S81之后，还包括：

步骤S82，当目标发热设备出现故障时，则将备用发热设备作为新的目标发热设备为冶金设备提供冶金能源。备用发热设备与目标发热设备相对应。将步骤S81中除目标发热设备之外的发热设备作为备用发热设备。

本申请的控制设备可以根据能源实际情况，从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中，确定目标发热设备为冶金设备提供能源，避免冶金设备的能量损失，也即避免冶金设备的温度降低，进而避免冶金品质降低，以及避免冶炼失败的情况发生。

由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，故而基于本申请实施例中所介绍的信息处理的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备，都属于本申请所欲保护的范围。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种冶金能源控制系统，其特征在于，包括控制设备、冶金设备、电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备；

所述冶金设备、所述电力发热设备、所述煤炭发热设备和所述混合发热设备分别与所述控制设备电连接；

所述电力发热设备、所述煤炭发热设备和所述混合发热设备分别与所述冶金设备连接；

其中，所述控制设备用于从所述电力发热设备、所述煤炭发热设备和所述混合发热设备中确定目标发热设备，通过所述目标发热设备为所述冶金设备提供冶金能源。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

监控设备，电连接所述冶金设备和所述控制设备，用于监控所述冶金设备的工作状态。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述监控设备包括：

视频监控设备，用于获取所述冶金设备的实时画面；

温度监控设备，用于获取所述冶金设备的实时工作温度；

材料监控设备，用于获取所述冶金设备的原材料消耗数据。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

热量调节设备，电连接所述控制设备、所述电力发热设备、所述煤炭发热设备和所述混合发热设备，用于调节所述目标发热设备为所述冶金设备提供的冶金能源。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

煤炭研磨设备，连接所述控制设备和所述煤炭发热设备，用于为所述煤炭发热设备提供煤灰；其中，所述煤灰是煤炭经过所述煤炭研磨设备研磨后形成的。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：

煤灰调量设备，连接所述煤炭研磨设备和所述煤炭发热设备，用于调整所述煤灰的供应量。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

余热回收设备，连接所述控制设备和所述冶金设备，用于回收所述冶金设备散发的热量。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合发热设备包括：

电力发热子设备、蒸汽发热子设备、天然气发热子设备和煤炭发热子设备。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冶金设备的数量为多个。

10.一种冶金能源控制方法，其特征在于，所述方法包括：

从电力发热设备、煤炭发热设备和混合发热设备中确定目标发热设备，通过所述目标发热设备为冶金设备提供冶金能源。

Images