鋼鐵生產管控協同的氧氣系統智能產耗預測及調度技術

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鋼鐵生產管控協同的氧氣系統智能產耗預測及調度技術智能冶金生產能源管控/鋼鐵工業。

目錄

主要技術內容

1. 技術背景和意義

鋼鐵生產伴隨着高能源消耗和高資源消耗，面對節能減排的嚴峻形勢，實現節能降耗是企業關注和研究熱點。氧氣是鋼鐵生產重要的能源，研究氧氣供需匹配關係，開發基於生產計劃及動態運行需求變化的全流程氧氣能源智能化、精細化管控技術，成為當前鋼鐵生產過程節能降耗的關鍵技術之一，對推動鋼鐵工業高質量發展具有重要意義。

2.技術要點和優勢

鋼鐵生產管控協同的氧氣系統智能產耗預測及調度技術源於重慶大學獨有的相關技術，並依託研發的模型系統進行實施。預測技術的核心要點在於能根據歷史生產數據，通過模型系統與企業相關信息系統的數據交互，自動獲取相關影響因素，構建適應生產環境變化的智能化預測模型，提供多場景生產模式下的氧氣產耗預測功能，為氧氣調度奠定基礎；調度技術的核心要點在於通過獲取產耗預測結果，結合煉鋼廠的生產排程計劃等，建立考慮氧氣系統操作成本最低的多目標調度優化模型，並匹配相應的智能求解算法，輸出企業氧氣調度方案，實現按需安全供氧及節能降耗。與傳統人工氧氣的產耗預測和調度相比，該技術適應強，預測及時準確，調度方案合理優化，尤其具有系統智能高效、人機交互協同方便等功能優勢。同時，該技術依託的模型系統開發環境友好，可移植性強，方便結合具體生產企業的系統實際進行模型的配置與應用，滿足鋼鐵生產的現實需求。運用鋼鐵企業生產數據進行的應用測試取得實效，對保障鋼廠制氧系統安全穩定運行有重要意義，未來可拓展開發智慧煤氣管控、電力管控，以及煤氣-蒸汽-電力、能源外購-儲存-轉換-自產等功能模塊，實現多能源介質的高效轉換與綜合利用，提高鋼廠能源智能化管控水平，實現鋼鐵企業的低碳生產運行。

技術應用情況

應用案例介紹

以首鋼京唐氧氣系統（氧氣產耗約550萬m3/天）為對象進行了氧氣產耗預測及調度的應用測試。測試2021年10月19日至2021年10月26日，煉鋼廠868個爐次（產能約3萬噸）。該系統相比於人工估計整體效率提升5~10倍，精度提升5%~10%。其中短期（0.5~1小時）氧氣需求預測響應速度為0.2~1秒，預測絕對誤差百分比<5%；長期（8小時~1天）響應速度3~10秒，預測絕對誤差百分比<10%。系統也可基於現場生產計劃動態變化，實時調整預測結果，響應速度3~10秒，並展示未來預測周期內氧氣系統產、存、耗變化趨勢以及管網壓力波動等情況。氧氣優化調度模塊可根據用戶自定義高爐休風、轉爐用氧疊加等生產場景和氧氣放散、管網壓力、制氧電耗成本等目標及權重，在10~20秒內完成調度方案制定。在該技術系統協助下，京唐氧氣包括管網放散在內的日平均損耗率由1.163%降低至0.282%；管網壓力標準差由0.2346Mpa下降至0.1319Mpa，壓力波動幅度顯著降低，提高管網安全性能。通過該技術的應用，可提升鋼廠對氧氣產耗狀態的感知能力，降低調度人員的勞動強度，規範生產組織，提升生產管理水平，對降本增效、節約資源提供技術支撐。