[发明专利]一种连退机组炉区能耗建模的方法及系统

权利要求书

1.一种连退机组炉区能耗建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取训练数据，获取的训练数据包括如下各个类别下的数据：连续退火工艺过程中，退火炉区中热收入与带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数、有效热支出；

S2、利用所述训练数据进行训练，建立包括所述热收入以及带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数中各个类别与有效热支出之间的模型；其中，

步骤S1中所述热收入是根据如下步骤得到：

获取步骤S1热收入类别下数据中各个管道的通气量q_n；

根据公式计算出热收入Q_燃；

式中，α为空气过剩系数且为预设值，Q_d为燃烧气体热值且为预设值，n为通气管道数量；

退火炉的有效热支出即第一热支出Q1为退火产线带钢加热带走能量，是根据如下步骤得到：

获取步骤S1有效热支出类别下数据中带钢出加热炉的温度T₁、环境温度T₀；

根据公式计算出钢的热容C_G；

获取带钢带速ν、带宽l、带厚d、密度ρ；

根据公式计算出退火炉的第一热支出Q1；

步骤S1中获取的训练数据还包括退火炉的第二热支出Q2，步骤S2中具体为：建立包括所述热收入以及带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数中各个类别与第一热支出Q1、第二热支出Q2之间的模型；退火炉的第二热支出Q2为退火产线废气最终散失的能量，是根据如下步骤得到：

获取步骤S2中第二热支出Q2中废气温度T₃、环境温度T₀、单位理论空气消耗量L₀；

根据公式计算出退火炉的第二热支出Q2；

式中，C_f为废气热容且为设定值；

退火炉的第三热支出Q3为退火产线墙壁通过热对流与热辐射散失掉的能量，是根据如下步骤得到的：

建立包括所述热收入以及带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数中各个类别与第一热支出Q1、第二热支出Q2、第三热支出Q₃之间的模型；

获取步骤S2中第三热支出Q3中对象的内表面积An、对应对象的外表面积Aw、预热炉内温度T₄₁、炉墙各层材料厚度δ_k、加热段炉温T₄₂、带钢入口温度T₀、带钢出口温度T₅、钢出口温度和带钢入口温度的平均值T；

根据公式

式中：计算出退火炉的第三热支出Q3；

式中：

j：1、2、3分别对应预热炉、加热炉、均热炉；

i：1、2、3、4分别对应炉墙、炉顶、炉底及炉门；

αn：炉墙内表面传热系数、αw：炉墙外表面传热系数、λk：炉墙各层材料的热导率、F：计算单元辐射系数；

退火炉的第四热支出Q4为退火产线加热保护气体所损失的能量，是根据如下步骤得到的：

建立包括所述热收入以及带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数中各个类别与第一热支出Q1、第二热支出Q2、第三热支出Q3、第四热支出Q4之间的模型；

获取步骤S2中第四热支出Q4中对应炉区保护气通入量q_b、保护气体出退火炉的温度T₅、保护气体进退火炉的温度T₀；

根据公式计算出退火炉的第四热支出Q4；

式子中，j：1、2、3分别对应预热炉、加热炉、均热炉；

C_b：保护气体热容且为设定值；

退火炉的第五热支出Q5为退火产线预热助燃气空气所损失的能量，是根据如下步骤得到：

建立包括所述热收入以及带钢钢种、带钢带速、带宽、带厚和工艺参数中各个类别与第一热支出Q1、第二热支出Q2、第三热支出Q₃、第四热支出Q₄、第五热支出Q₅之间的模型；

获取步骤S2中第五热支出Q5中单位理论空气消耗量L₀、进入烧嘴时空气预热温度T₆、环境温度T₀；

根据公式Q₅＝q_总L_OC_k(T₆-T₀)计算出退火炉的第五热支出Q5；

式中，C_k为空气的热容且为设定值。