[发明专利]一种连退炉冷却段能效在线监测与诊断方法及系统

权利要求书

1.一种连退炉冷却段能效在线监测与诊断方法，其特征在于，包括：

通过退火炉控制系统数据库实时采集炉内冷却段运行参数并存储；

基于采集的运行参数，利用热平衡模型计算得到冷却段热量收支情况，并实时在线显示冷却段各项热量收支情况，实现冷却段能效的连续动态监测；

基于采集的运行参数筛选出冷却段能效诊断指标；

设定各诊断指标的标准值，将实时获取的各项诊断指标与对应的标准值进行比较，根据比较结果实现对退火炉冷却段能效的诊断；

当退火炉冷却段能效异常时，分析各诊断指标值，诊断能效异常环节；

所述运行参数包括SCS缓冷段和RCS快冷段的带钢进出口温度、带钢规格、保护气体流量、保护气体进出口温度、炉体外部温度和冷却段风机功率；其中，

所述带钢规格包括带宽、带厚、带速和钢种信息；

所述保护气体为N₂和H₂混合气；

基于采集的运行参数，利用热平衡模型计算得到冷却段热量收支情况，包括：

基于采集的运行参数，利用热平衡模型，通过下式计算带钢带入热量Q_s,in：

Q_s,in＝G_s·c_s·t_s,in

基于采集的运行参数，利用热平衡模型，通过下式计算带钢带出热量Q_s,out：

Q_s,out＝G_s·c_s·t_s,out

基于采集的运行参数，利用热平衡模型，通过下式计算气体带走热量Q_pg：

Q_pg＝V_pg·c_pg·(t_pg,out-t_pg,in)

基于采集的运行参数，利用热平衡模型，通过下式计算炉体散热Q_L：

Q_L＝G_s·c_s·(t_s,in-t_s,out)-V_pg·c_pg·(t_pg,out-t_pg,in)

其中，G_s表示带钢质量流量；c_s表示带钢比热；t_s,in表示带钢进口温度；t_s,out表示带钢出口温度；V_pg表示保护气体流量；c_pg表示保护气体比热；t_pg,out表示保护气体出口温度；t_pg,in表示保护气体进口温度。

2.如权利要求1所述的连退炉冷却段能效在线监测与诊断方法，其特征在于，所述实时在线显示冷却段各项热量收支情况，包括：

以预设时长为单位对比各项热量收支情况，并以图表形式展现，实现以分期记录报表形式展示冷却段能耗，以实时反馈冷却段能量收支随运行时间变化趋势及其能效水平，连续化反馈能效动态变化情况。

3.如权利要求1所述的连退炉冷却段能效在线监测与诊断方法，其特征在于，所述诊断指标包括退火炉冷却段保护气体进出口温度、保护气体流量、炉体热损率和冷却段风机功率。

4.如权利要求3所述的连退炉冷却段能效在线监测与诊断方法，其特征在于，所述将实时获取的各项诊断指标与对应的标准值进行比较，根据比较结果实现对退火炉冷却段能效的诊断，包括：

当退火炉冷却段风机功率≥800kw时，判定退火炉冷却段能耗异常；

当退火炉冷却段风机功率＜800kw时，判定退火炉冷却段能耗正常。

5.如权利要求4所述的连退炉冷却段能效在线监测与诊断方法，其特征在于，当退火炉冷却段能耗异常时，分析各诊断指标值，诊断能耗异常环节，包括：

当退火炉冷却段能耗异常时，寻找其中出现问题指标对应的退火炉中运行参数，以此诊断造成退火炉冷却段能耗水平异常环节并确定处理方式。

6.一种连退炉冷却段能效在线监测与诊断系统，其特征在于，包括：

运行参数采集模块，用于通过退火炉控制系统数据库实时采集炉内冷却段运行参数并存储；

连续动态监测模块，用于基于所述运行参数采集模块采集的运行参数，利用热平衡模型计算得到冷却段热量收支情况，并实时在线显示冷却段各项热量收支情况，实现冷却段能效的连续动态监测；

诊断模块，用于基于所述运行参数采集模块采集的运行参数筛选出冷却段能效诊断指标；设定各诊断指标的标准值，将所述运行参数采集模块采集的各项诊断指标与对应的标准值进行比较，根据比较结果实现对退火炉冷却段能效的诊断；当退火炉冷却段能耗异常时，分析各诊断指标值，诊断能耗异常环节；

所述运行参数包括SCS缓冷段和RCS快冷段的带钢进出口温度、带钢规格、保护气体流量、保护气体进出口温度、炉体外部温度和冷却段风机功率；其中，

所述带钢规格包括带宽、带厚、带速和钢种信息；

所述保护气体为N₂和H₂混合气；

基于采集的运行参数，利用热平衡模型计算得到冷却段热量收支情况，包括：

基于采集的运行参数，利用热平衡模型，通过下式计算带钢带入热量Q_s,in：

Q_s,in＝G_s·c_s·t_s,in

基于采集的运行参数，利用热平衡模型，通过下式计算带钢带出热量Q_s,out：

Q_s,out＝G_s·c_s·t_s,out

基于采集的运行参数，利用热平衡模型，通过下式计算气体带走热量Q_pg：

Q_pg＝V_pg·c_pg·(t_pg,out-t_pg,in)

基于采集的运行参数，利用热平衡模型，通过下式计算炉体散热Q_L：

Q_L＝G_s·c_s·(t_s,in-t_s,out)-V_pg·c_pg·(t_pg,out-t_pg,in)

其中，G_s表示带钢质量流量；c_s表示带钢比热；t_s,in表示带钢进口温度；t_s,out表示带钢出口温度；V_pg表示保护气体流量；c_pg表示保护气体比热；t_pg,out表示保护气体出口温度；t_pg,in表示保护气体进口温度。