[发明专利]一种阳极炉能效实时评估方法及系统

说明书

本发明提供一种阳极炉能效评估方法及系统，该方法包括：采集统计期内阳极炉单位产品天然气消耗量、阳极炉单位产品氧气消耗量、阳极炉单位产品氮气消耗量、阳极炉单位产品压缩空气消耗量、阳极炉单位产品电能消耗量、阳极炉单位产品综合能耗六个指标对阳极炉进行优化及评价。本发明可以实现阳极炉能效的综合性评价。

技术领域

本申请涉及工业技术领域，尤其涉及一种阳极炉能效实时评估方法及系统。

背景技术

阳极炉是铜冶炼过程中重要设备，也是重点耗能设备。阳极炉的燃料和还原剂均采用天然气，氧化剂为压缩空气，并在炉底增加使用氮气的透气砖搅拌系统。阳极炉粗铜吹炼的本质是通过氧化反应去除铜中的杂质，并产出期望品位的粗铜产品，粗铜和冷铜将输入阳极炉，在阳极炉内反应后，将输出精炼铜液，同时伴随产生炉渣、烟气和粉尘，这就要求在不同的原料、不同给料量的情况下，给定合适的氧化反应所需的氧气量。但是，在铜冶炼生产过程中，炉内的物理化学过程十分复杂，在大规模工业生产条件下依靠人工经验是不可能达到预期效果的。因此需要研究一种能效实时评估模型，用数学方法描述炉内的各种能源消耗，用于在不同工艺条件下计算出最佳工艺参数，以达到产品质量平稳、减少能源消耗、延长炉体寿命的目的。

阳极炉在工作过程中有较大的消耗，目前还没有针对阳极炉能效的科学的评估方法。如何对阳极炉的能效进行更好、更全面的评价，为阳极炉的改进提供参考依据，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明的目的是提供一种阳极炉能效实时评估方法及系统，实现对阳极炉能效的综合性评价。以帮助阳极炉降低能耗，并找出电、天然气、氧气、电能、氮气和压缩空气的最佳组合。

第一方面，本申请实施例提供了一种阳极炉能效实时评估方法，其特征在于，该方法包括：1.一种阳极炉能效实时评估方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：采集统计期内阳极炉运行数据；

具体采集统计期内阳极炉的消耗数据，消耗数据包括电、天然气、氧气、电能、氮气和压缩空气，统计期内以Δt为时间单位，k为时间单位的个数，读取数值方式包括DCS在线读取值、人工设定值、人工每炉期的输入值，其中，DCS在线读取值为瞬时量，采样周期为1分钟，整分时刻采集，人工每炉期的输入值针对阳极炉间歇式生产的特点，对每个炉期进行热平衡计算时，根据当天的报表，输入相应炉期需要的值来进行热效率的计算；步骤2：构建阳极炉能效评价指标模型：

2.1、计算统计期内阳极炉消耗天然气量Q_{AR_AF1_mathane}：

其中t₁为统计期初始时刻，t₂为统计期结束时刻，k为时间单位的编号，N为统计期包含的时间单位，q_{AR_AF1_methane1}(k·△t)为k·△t时刻还原用天然气流量，单位为Nm³/h，

q_{AR_AF1_methane2}(k·△t)为k·△t时刻燃烧用天然气流量，单位为Nm³/h，t_{AR_AF1_start}为统计期初始时刻；t_{AR_AF1_end}为统计期结束时刻，在当前的采样周期设置条件下，t_{AR_AF1_start}-t_{AR_AF1_end}为阳极炉一个炉期；

2.2、计算统计期内阳极炉消耗氧气量QAR_AF1_Q2:

其中，为阳极炉J管氧气流量，单位为Nm3/h，为阳极炉L管氧气流量，单位为Nm3/h，阳极炉通过J管和L管输入氧气；

2.3、计算统计期内阳极炉消耗氮气量QAR_AF1_N2: