TWI737993B - 轉爐氣產量的預測方法 - Google Patents

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陳漢龍
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Abstract

本發明之轉爐氣產量的預測方法，包含：預測轉爐吹煉的爐數，以預測在未來某個時間有多少個轉爐會進行吹煉；建立轉爐氣儲槽槽位變化率與吹煉爐數及轉爐氣儲槽槽位的關聯表；依據該關聯表以及預測出的轉爐吹煉的爐數，以預估轉爐氣儲槽在未來時間的槽位；依據統計結果建立轉爐氣儲槽槽位與轉爐氣產出的關係表；以及依據該關聯表與該關係表，以查出預估未來轉爐氣的產量。本發明之轉爐氣產量的預測方法可預測未來轉爐氣產量，提升高爐氣儲槽槽位預測的精準度，以利高爐除氣槽飽和前提早讓汽電共生場多吸收高爐氣發電，減少燃燒排放及防止廠內設備因管網壓力過低而跳機。

Description

轉爐氣產量的預測方法
本發明係有關一種預測方法，更特別有關一種轉爐氣產量的預測方法。
高爐氣儲槽係與高爐氣管網連通，其功能為儲存高爐氣及穩定管網壓力。高爐氣儲槽槽位的上升及下降由19個產量及銷量，其中申請人以轉爐一場及轉爐二場注入爐氣管網的轉爐氣（產量）影響最鉅，且難以量化。
申請人的轉爐一場包含有一號、二號及三號轉爐，其吹煉產生的轉爐氣係儲存至一號轉爐氣儲槽；轉爐二場包含有四號、五號及六號轉爐，其吹煉產生的轉爐氣係儲存至二號轉爐氣儲槽。
轉爐吹氧進行煉鋼過程所產生的轉爐氣，會先儲存至儲槽內（一至三號轉爐吹煉會讓儲槽槽位上升）。待儲槽槽位上升至25%，將啟動第一台抽氣機，儲槽內的轉爐氣會抽至高爐氣管網中，產出量為45,000Nm3 /hr。待儲槽槽位上升至45%，再啟動第二台抽氣機，產出量為70,000 Nm3 /hr。儲槽槽位上升至90％時，則透過轉爐煙囪燃燒排放至大氣。
然而，目前並沒有較好的方式預測未來轉爐氣的產量，以提升高爐氣儲槽槽位預測精準度。
為解決上述問題，本發明提出一種轉爐氣產量的預測方法，包含：預測轉爐吹煉的爐數，以預測在未來某個時間有多少個轉爐會進行吹煉；建立轉爐氣儲槽槽位變化率與吹煉爐數及轉爐氣儲槽槽位的關聯表；依據該關聯表以及預測出的轉爐吹煉的爐數，以預估轉爐氣儲槽在未來時間的槽位；依據統計結果建立轉爐氣儲槽槽位與轉爐氣產出的關係表；以及依據該關聯表與該關係表，以查出預估未來轉爐氣的產量。
較佳地，在本發明之轉爐氣產量的預測方法中，該預測轉爐吹煉的爐數包含下列步驟：a) 轉爐吹煉實績較轉爐吹煉排程早發生時，以轉爐吹煉實績為主；b) 當過了轉爐吹煉排程且實際卻沒有吹煉時，則轉爐會落後2分鐘吹煉；以及c) 轉爐吹煉排程及轉爐吹煉實績都還沒發生時，則以轉爐吹煉排程為主，其中a、b、c步驟的執行優先順序為a步驟＞b步驟＞c步驟。
依據本發明之轉爐氣產量的預測方法，可透過電腦程式預測未來轉爐氣產量，提升高爐氣儲槽槽位預測的精準度，以利高爐除氣槽飽和前提早讓汽電共生場多吸收高爐氣發電，減少燃燒排放及防止廠內設備因管網壓力過低而跳機。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文特舉本發明實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下。
本發明之轉爐氣產量的預測方法係應用於預測複數個轉爐在吹煉製程中所產生的轉爐氣產量，該些轉爐產生的轉爐氣係儲存到同一個轉爐氣儲槽，該儲槽並連接到高爐氣管網中，其中儲槽內的轉爐氣可排放至高爐氣管網。
本發明之轉爐氣產量的預測方法包含有至少下列步驟：預測轉爐吹煉爐數、建立轉爐氣儲槽槽位變化率與吹煉爐數及轉爐氣儲槽槽位關聯表、以及建立轉爐氣儲槽槽位與轉爐氣產出關聯表。
一般來說，各轉爐皆有其吹煉排程表，會按照吹煉排程進行吹煉。但實際情況下，轉爐可能不會按照表定排程吹煉，而會早於或晚於表定時間吹煉。而預測轉爐吹煉爐數包含有下面步驟：
a) 轉爐吹煉實績較轉爐吹煉排程早發生時，以轉爐吹煉實績為主；
b) 當過了轉爐吹煉排程且實際卻沒有吹煉，則轉爐會落後2分鐘吹煉；
c) 轉爐吹煉排程及轉爐吹煉實績都還沒發生時，則以轉爐吹煉排程為主。
前述a、b、c步驟的執行優先順序為a步驟＞b步驟＞c步驟。
進一步言之，若目前時間已經有轉爐在進行吹煉，則轉爐吹煉爐數就是目前實際在進行吹煉的轉爐數。若目前已有轉爐過了吹煉排程但卻未實際進行吹煉時，則預測在兩分鐘後，該轉爐會開始進行吹煉。若目前時間沒有排定轉爐吹煉，則該轉爐預定會在其表定排程時間進行吹煉。
就轉爐氣儲槽槽位變化率與吹煉爐數及轉爐氣儲槽槽位的關聯來說，於本發明中係設定有三個轉爐連接到同一個轉爐氣儲槽。也就是說，上述三個轉爐所產出的轉爐氣會輸送到同一個轉爐氣儲槽內儲存。在某個預定時間下，可能會有同時一個、兩個或三個轉爐在進行吹煉而產出轉爐氣，並輸送到同一個轉爐氣儲槽內儲存。當然，在該預定時間下，也可能沒有任何轉爐在進行吹煉，因此就沒有轉爐氣輸送到儲槽。
在沒有轉爐氣輸送到轉爐氣儲槽的情況下，由於儲槽會不停地將槽內的轉爐氣輸送到高爐氣管網，因此，轉爐氣儲槽內的轉爐氣會逐漸減少。進一步地，當儲槽的槽位上升至25%時，會啟動第一台抽氣機抽氣，將儲槽內的轉爐氣快速地抽至高爐氣管網中；而儲槽的槽位上升至45%時，會再啟動第二台抽氣機抽氣，將儲槽內的轉爐氣更進一步地抽至高爐氣管網中。
另外，當有一個、兩個或三個轉爐進行吹煉時，轉爐氣儲槽內的槽位會逐漸上升，而且進行吹煉的轉爐愈多，槽位上升的速度也會愈快。同樣地，當儲槽的槽位上升至25%及45%時，分別會有一台及兩台抽氣機啟動抽氣。吾人可以理解，啟動抽氣機的數量愈多，槽位下降的速度也會愈快。
根據申請人累積大量數據後的統計結果，可以建立出一個轉爐氣儲槽槽位變化率與吹煉爐數及轉爐氣儲槽槽位關聯表，該關聯表如表1所示： 表1
  槽位≦25% 25%≦槽位≦45% 槽位≧45%
無吹煉 a11 a12 a13
一爐吹煉 a21 a22 a23
兩爐吹煉 a31 a32 a33
三爐吹煉 a41 a42 a43
其中，a11 -a43 的單位為%/min，且
-1＜ a11 、a12 、a13 ＜-5；
0.1＜ a21 、a22 、a23 ＜4；
0.5＜ a31 、a32 、a33 ＜6；
1＜ a41 、a42 、a43 ＜8。
較佳地，a11 =-0.7、a12 =-3.2、a13 =-4.3、a21 =3、a22 =1.5、a23 =0.24、a31 =5、a32 =2、a33 =0.8、a41 =6、a42 =3、a43 =2。
更詳言之，在轉爐氣儲槽的槽位小於25%時，並沒有任何抽氣機作動，這時，若轉爐正進行吹煉的數量為0、1、2或3時，轉爐氣儲槽的槽位變化率係分別為a11 、a21 、a31 、a41 %/min；在轉爐氣儲槽的槽位介於25%至45%時，係有一台抽氣機作動，這時，若轉爐正進行吹煉的數量為0、1、2或3時，轉爐氣儲槽的槽位變化率係分別為a12 、a22 、a32 、a42 %/min；在轉爐氣儲槽的槽位大於45%時，係有兩台抽氣機作動，這時，若轉爐正進行吹煉的數量為0、1、2或3時，轉爐氣儲槽的槽位變化率係分別為a13 、a23 、a33 、a43 %/min。
舉例來說，若已知目前轉爐氣儲槽的槽位為27.25%時，且由排程表預測出下一分鐘(min)將進行吹煉的爐數為1，由表1可知，目前轉爐氣儲槽的槽位變化率為a22 。若a22 =1.5%/min，則一分鐘後轉爐氣儲槽的槽位將為28.75%。而若由排程表預測出下二分鐘將進行吹煉的爐數為1，則由表1可預測出下二分鐘後的槽位將為30.25%。
由表1及轉爐吹煉排程表可得到如表2所示： 表2
時間（min） 吹煉爐數 預估轉爐氣 儲槽槽位(%) 轉爐氣儲槽槽位 變化率(%/min)
0   27.25(已知) 1.5
1 1 28.75 1.5
2 1 30.25 1.5
3 1 31.75 1.5
4 1 33.25 1.5
5 1 34.75 1.5
6 1 36.25 1.5
7 2 38.25 2
8 2 40.25 2
9 2 42.25 2
10 2 44.25 2
11 2 46.25 0.8
12 2 47.05 0.8
13 2 47.85 0.8
14 2 48.65 0.8
15 2 49.45 0.8
因此，依據表1以及轉爐吹煉排程表，可預估轉爐氣儲槽在未來時間的槽位。
如前所述，在轉爐氣儲槽槽位上升至25%，會啟動第一台抽氣機，將儲槽內的轉爐氣抽至高爐氣管網中。待轉爐氣儲槽槽位上升至45%，會啟動第二台抽氣機，將儲槽內的轉爐氣更進一步抽至高爐氣管網中。根據申請人統計的結果，可得出轉爐氣儲槽槽位與轉爐氣產出的關係如表3所示： 表3
轉爐氣儲槽槽位（%） 轉爐氣產出（Nm3 /hr）
＜20 0
20 4,146
24 20,427
28 30,530
32 39,892
36 43,103
40 47,091
44 48,618
48 51,435
52 59,036
＞56 65,536
依據表1以及轉爐吹煉排程表，可預估轉爐氣儲槽在未來時間的槽位，再利用表3可查出（預估）在未來時間轉爐氣的產量。
請參照圖1，其為轉爐氣產出預估與實際產出曲線的對照圖。圖中兩條實線分別為一號轉爐氣儲槽與二號轉爐氣儲槽實際的轉爐氣產出（產量），而兩條虛線則分別是一號與轉爐氣儲槽與二號轉爐氣儲槽預估的轉爐氣產量。圖中可以看出，在未來不久的時間內，實際與預估的轉爐氣產量的吻合度很高，顯見本發明提出的轉爐氣產量的預測方法能夠大致上準確地預估轉爐氣產量。
請參照圖2所示，其為本發明之轉爐氣產量的預測方法的流程圖。首先預測轉爐吹煉爐數，預測在未來某個時間有多少個轉爐會進行吹煉（步驟 S110）。於本發明中係設定有三個轉爐連接到同一個轉爐氣儲槽。在某個預定時間下，可能沒有，或者同時會有一個、兩個或三個轉爐在進行吹煉而產出轉爐氣，並輸送到同一個轉爐氣儲槽內儲存。本發明還進一步設定在轉爐氣儲槽的槽位上升至25%時，啟動第一台抽氣機抽氣，將轉爐氣儲槽內的轉爐氣快速地抽至高爐氣管網中；而儲槽的槽位上升至45%時，則再啟動第二台抽氣機抽氣，將轉爐氣儲槽內的轉爐氣更進一步地抽至高爐氣管網中。再來依據統計結果，建立一個轉爐氣儲槽槽位變化率與吹煉爐數及轉爐氣儲槽槽位的關聯表（步驟 S120），並依據該關聯表以及預測出的轉爐吹煉爐數，以預估轉爐氣儲槽在未來時間的槽位（步驟 S130）。之後再依據統計結果，建立一個轉爐氣儲槽槽位與轉爐氣產出的關係表（步驟 S140）。最後依據該關聯表與關係表，以查出預估未來轉爐氣的產量（步驟 S150）。
依據本發明之轉爐氣產量的預測方法，可透過電腦程式預測未來轉爐氣產量，提升高爐氣儲槽槽位預測的精準度，以利高爐除氣槽飽和前提早讓汽電共生場多吸收高爐氣發電，減少燃燒排放及防止廠內設備因管網壓力過低而跳機。
雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
S110:步驟S120:步驟S130:步驟S140:步驟S150:步驟
圖1為使用本發明之轉爐氣產量的預測方法所得到的轉爐氣產出預估與實際產出曲線的對照圖。 圖2為本發明之轉爐氣產量的預測方法的流程圖。
S110:步驟
S120:步驟
S130:步驟
S140:步驟
S150:步驟

Claims (1)

  1. 一種轉爐氣產量的預測方法，包含：預測轉爐吹煉的爐數，以預測在未來某個時間會有多少個轉爐進行吹煉，其中該預測轉爐吹煉的爐數包含下列步驟：a)轉爐吹煉實績較轉爐吹煉排程早發生時，以轉爐吹煉實績為主；b)當過了轉爐吹煉排程且實際卻沒有吹煉時，則轉爐會落後2分鐘吹煉；以及c)轉爐吹煉排程及轉爐吹煉實績都還沒發生時，則以轉爐吹煉排程為主，其中a、b、c步驟的執行優先順序為a步驟>b步驟>c步驟；建立轉爐氣儲槽槽位變化率與吹煉爐數及轉爐氣儲槽槽位的關聯表；依據該關聯表以及預測出的轉爐吹煉的爐數，以預估轉爐氣儲槽在未來時間的槽位；依據統計結果建立轉爐氣儲槽槽位與轉爐氣產出的關係表；以及依據該關聯表與該關係表，以查出預估未來轉爐氣的產量。
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