高炉鼓风机在线能效分析方法及分析仪

摘要

本发明涉及在线分析的方法及设备，旨在提供一种高炉鼓风机在线能效分析方法及分析仪。该方法包括：利用传感器采集高炉鼓风机运行数据，并经变送器、信号接收处理模块传递至能效数据计算模块，得到鼓风机的能效；再将能效数据传送至能效滤波模块去除噪声，然后由可编程控制器将去除噪声后的能效数据传递至显示屏。本发明可获得鼓风机能效的实时数据，方便对鼓风机的运行管理与优化操作；通过对采集的运行参数进行处理，可有效的减少由于采样带来的噪声而引起的能效计算数据错误；采用可编程控制器与触摸屏作为硬件平台，具有高可靠性、并且性能低廉的特点。而采用触摸屏与移动硬盘相搭配，使历史数据可以得到长期的保存与记录。

主权项

1.一种高炉鼓风机在线能效分析方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）利用传感器采集高炉鼓风机运行时的进口温度、出口压力、出口温度、出口流量和鼓风机轴功率的数据，并经变送器传递至信号接收处理模块；（2）信号接收处理模块将运行数据传递至能效数据计算模块，由能效数据计算模块根据下述公式得到鼓风机的能效η_b；${\rho }_{\mathrm{bo}}=\frac{(P_{\mathrm{bo}}+101.32)1000}{R(T_{\mathrm{bo}}+273.15)}---\left(1\right)$$R=\frac{R_M}{M}---\left(2\right)$$C_{p,m}=a_0+a_{1}T+a_2{T}^2+a_3{T}^3---\left(3\right)$${\mathrm{\Delta h}}_{\mathrm{bo}}={\int }_1^2{c}_p\mathrm{dT}=\frac{1}{M}{\int }_1^2{C}_{p,m}\mathrm{dT}---\left(4\right)$${\mathrm{\Delta h}}_{\mathrm{bo}}=\frac{1}{M}[a_0(T_{\mathrm{bo}}-T_{\mathrm{bi}})+\frac{a_1}{2}(T_{\mathrm{bo}}^2-T_{\mathrm{bi}}^2)+\frac{a_2}{3}(T_{\mathrm{bo}}^3-T_{\mathrm{bi}}^3)+\frac{a_3}{4}(T_{\mathrm{bo}}^4-T_{\mathrm{bi}}^4)]---\left(5\right)$$P_o=Q_{\mathrm{bo}}{\rho }_{\mathrm{bo}}{\mathrm{\Delta h}}_{\mathrm{bo}}---\left(6\right)$${\eta }_b=P_o/P_i---\left(7\right)$上述公式中：ρ_bo为出口处空气的密度，单位为kg/m³；P_bo为鼓风机出口处的压力，单位为kPa；T_bo为鼓风机出口处的温度，单位为℃；对于空气，M的值为28.98kg/kmol，R_M为8314J/(kmolK)；C_p,m为T温度下的理想气体定压摩尔热容单位为kJ/(kmolK)；a₀,a₁,a₂,a₃为理想气体定压摩尔热容的参数；Δh_bo为单位质量的焓值增量，单位为kJ/kg；T_bi为鼓风机进口处的温度，单位为℃；P_o为鼓风机空气的焓值增量，单位为kW；Q_bo为鼓风机出口处的空气流量，单位为m³/s；η_b为鼓风机的能效；P_i为鼓风机轴功率，单位为kW；（3）能效数据计算模块将能效数据传送至能效滤波模块，由能效滤波模块根据下述公式得到去除噪声后的能效数据；${\eta }_b^{\mathrm{nf}}=(1-\alpha ){\eta }_b^n+{\mathrm{\alpha \eta }}_b^{\mathrm{nf}-1}---\left(8\right)$上述公式中，表示第n次的能效滤波后的值，为第n次计算的能效值，表示第n-1次的能效滤波后的值；α的取值在0至1，根据鼓风机运行现场工况预置；（4）可编程控制器将去除噪声后的能效数据数据传递至显示屏。