基于机理建模与自适应防喘控制的大型鼓风机节能优化运行系统

成果基本信息
关键词：	鼓风机;机理建模;自适应防喘控制;节能优化
成果类别：	应用技术	技术成熟度：	成熟应用阶段
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	新技术
成果登记号：	13001101	资源采集日期：	2013-11-10

研究情况
单位名称：	杭州哲达科技股份有限公司	技术水平：	国际领先
评价证书号：	浙武鉴字[2012]第107号	评价单位：	浙江武林新产品新技术鉴定中心
评价日期：	2012.12.25	评价证书号：	浙武鉴字[2012]第107号

转化情况
转让范围：	不转让	推广形式：	技术服务
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
据统计，全国炼铁系统占钢铁工业总能耗的69.41%，而其他工序只占较小的比例。这说明，炼铁系统应当承担钢铁工业节能降耗和降成本的重任。通过对炼铁工艺的能量平衡分析可知，降低高炉综合焦比或燃料比是节能降耗的重点；在动力消耗中，节能降耗首先是要降低鼓风机的动力消耗。基于机理建模与自适应防喘控制的大型鼓风机节能优化运行系统以满足工艺所需风量和风压的热风需求为目标，减少鼓风系统的能耗。主要手段包括两个层面，设备层面和系统层面。设备层面，主要通过对鼓风机与能量回收装置的主要的机组设备（鼓风机、透平膨胀机）进行优化控制。系统层面则针对整个鼓风机节能与能量回收装置的流程能效进行综合分析与集成优化控制，提高系统能效，达到节能目的。该技术作为一项系统集成创新技术，在确保冶金企业工艺流程安全顺行的前提下，首次在真正意义上，实现了鼓风系统的节能减排，该项技术的主要创新点为： 1)BPRT装置的高精度顶压控制技术：利用机理模型，采用多变量预测控制算法，来保证BPRT正常运行时高炉主工艺的高精度顶压控制，达到高炉的顺行的目的。 2)大型鼓风机安全节能防喘振控制技术：通过简化的无量纲系数，利用子空间辨识的方法对鼓风机的过程控制进行建模，同时采用解耦控制算法，对鼓风机进行精确控制，从而达到安全节能运行的目的。 3)大型鼓风机节能与能量回收装置EAOC优化技术：根据这鼓风机和透平机两个主要单元的能效模型，通过选择合理的权值组合得到大型鼓风机节能与能量回收装置的能效模型，分析其效率的最佳运行点。基于机理建模与自适应防喘控制的大型鼓风机节能优化运行系统在唐山新宝钢铁有限公司等地的实际应用，总体技术指标和效益如下： 1)该项目开发的BPRT装置的高精度顶压控制技术，可进一步提高炉顶压力的稳定性与控制精度，保证BPRT正常运行过程炉顶压力波动范围为±1.5 kPa； 2)该项目开发的大型鼓风机安全节能防喘振控制技术保证了鼓风系统中的风机机组安全运行，减少放空阀带来的浪费，该项目研发的技术可以在提高风机运行安全的基础上，节能率可达5%以上。 3)该项目开发的大型鼓风机节能与能量回收装置EAOC技术对装置中的机组进行实时的能效分析与优化，提高机组的运行效率，可多回收高炉煤气余能5%左右。以1000m3高炉为例，通过对高炉鼓风系统的节能改造，由于顶压高精度控制带来的按高炉顺行，可增加产能约0.1%，由于鼓风机防喘振节能优化运行控制及EAOC技术，高炉鼓风机效率提高5%，BPRT机组效率提高5%，高炉鼓风机运行功率约为8500kW，TRT透平机功率按3600KW计算，每年的运行时间按300天计算，鼓风机可以减少能耗435万千瓦时。目前我国大多数高炉的鼓风系统都已完成或者在建设BPRT装置。BPRT装置是投资最省、见效最快、低投入、高产出的节能环保设备，深得钢铁企业的欢迎，并具有非常重大的经济效益和社会效益。该项目从系统的观点，对高炉鼓风系统进行节能优化运行控制，具有投入小，见效快的特点，并且可以很容易推广至其他行业，比如化工等。因此该项目的应用和产业化前景广阔。

成果名称：	基于机理建模与自适应防喘控制的大型鼓风机节能优化运行系统	关键词：	鼓风机;机理建模;自适应防喘控制;节能优化
成果类别：	应用技术	一级分类名称：	装备制造
二级分类名称：	冶金工业装备制造	三级分类名称：
研究起止时间：	2011.01 至2012.08	成果体现形式（应用技术类）：	新技术
成果属性：	原始性创新	成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：	成熟应用阶段	技术水平：	国际领先
研究形式：	与院校、所合作	学科分类1：	国家标准GB T13745-92《学科分类与代码》
单位名称：	杭州哲达科技股份有限公司	学科分类2：
中图分类号1：	中国图书资料分类法（第四版）	所属高新技术类别：	新能源与高效节能
中图分类号2：		课题来源：	自选
应用行业：	制造业	课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：
经费实际投入额（万元）：	0.00	评价单位：	浙江武林新产品新技术鉴定中心
评价形式：	鉴定	应用状态：	稳定应用
评价日期：	2012.12.25	转让范围：	不转让
评价证书号：	浙武鉴字[2012]第107号	推荐单位：
推广形式：	技术服务	成果登记号：	13001101
成果简介：	据统计，全国炼铁系统占钢铁工业总能耗的69.41%，而其他工序只占较小的比例。这说明，炼铁系统应当承担钢铁工业节能降耗和降成本的重任。通过对炼铁工艺的能量平衡分析可知，降低高炉综合焦比或燃料比是节能降耗的重点；在动力消耗中，节能降耗首先是要降低鼓风机的动力消耗。基于机理建模与自适应防喘控制的大型鼓风机节能优化运行系统以满足工艺所需风量和风压的热风需求为目标，减少鼓风系统的能耗。主要手段包括两个层面，设备层面和系统层面。设备层面，主要通过对鼓风机与能量回收装置的主要的机组设备（鼓风机、透平膨胀机）进行优化控制。系统层面则针对整个鼓风机节能与能量回收装置的流程能效进行综合分析与集成优化控制，提高系统能效，达到节能目的。该技术作为一项系统集成创新技术，在确保冶金企业工艺流程安全顺行的前提下，首次在真正意义上，实现了鼓风系统的节能减排，该项技术的主要创新点为： 1)BPRT装置的高精度顶压控制技术：利用机理模型，采用多变量预测控制算法，来保证BPRT正常运行时高炉主工艺的高精度顶压控制，达到高炉的顺行的目的。 2)大型鼓风机安全节能防喘振控制技术：通过简化的无量纲系数，利用子空间辨识的方法对鼓风机的过程控制进行建模，同时采用解耦控制算法，对鼓风机进行精确控制，从而达到安全节能运行的目的。 3)大型鼓风机节能与能量回收装置EAOC优化技术：根据这鼓风机和透平机两个主要单元的能效模型，通过选择合理的权值组合得到大型鼓风机节能与能量回收装置的能效模型，分析其效率的最佳运行点。基于机理建模与自适应防喘控制的大型鼓风机节能优化运行系统在唐山新宝钢铁有限公司等地的实际应用，总体技术指标和效益如下： 1)该项目开发的BPRT装置的高精度顶压控制技术，可进一步提高炉顶压力的稳定性与控制精度，保证BPRT正常运行过程炉顶压力波动范围为±1.5 kPa； 2)该项目开发的大型鼓风机安全节能防喘振控制技术保证了鼓风系统中的风机机组安全运行，减少放空阀带来的浪费，该项目研发的技术可以在提高风机运行安全的基础上，节能率可达5%以上。 3)该项目开发的大型鼓风机节能与能量回收装置EAOC技术对装置中的机组进行实时的能效分析与优化，提高机组的运行效率，可多回收高炉煤气余能5%左右。以1000m3高炉为例，通过对高炉鼓风系统的节能改造，由于顶压高精度控制带来的按高炉顺行，可增加产能约0.1%，由于鼓风机防喘振节能优化运行控制及EAOC技术，高炉鼓风机效率提高5%，BPRT机组效率提高5%，高炉鼓风机运行功率约为8500kW，TRT透平机功率按3600KW计算，每年的运行时间按300天计算，鼓风机可以减少能耗435万千瓦时。目前我国大多数高炉的鼓风系统都已完成或者在建设BPRT装置。BPRT装置是投资最省、见效最快、低投入、高产出的节能环保设备，深得钢铁企业的欢迎，并具有非常重大的经济效益和社会效益。该项目从系统的观点，对高炉鼓风系统进行节能优化运行控制，具有投入小，见效快的特点，并且可以很容易推广至其他行业，比如化工等。因此该项目的应用和产业化前景广阔。
联系人：	韩玲娟	成果登记日期：	2013-01-31
联系人email：		单位代码：	93301096
邮政编码222：	310012	联系人电话：	0571-88908583
单位传真：	0571-88063806	单位通讯地址：	浙江省杭州市西湖区教工路88号立元大厦601室
单位所在省市：	浙江省	单位电话：	0571-88839666
转让收入（万元）：	0	单位属性：	企业
合作完成单位：	浙江大学	已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2013	知识产权形式：
成果完成人：	沈新荣;麻剑锋;吴平;杨春节;王小华;王溪林;汪文彬;章本照;王玉芝;郁辉球;胡鹏;韩玲娟;朱幼琳;范翔;葛建辉	资源采集日期：	2013-11-10

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