一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法，其技術(shù)特點(diǎn)在于：包括以下步驟：步驟1、建立包括能量輸入和能量利用的整個(gè)能量流動(dòng)過程的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型；步驟2、基于步驟1所述的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型，建立包括能量輸入、能量消耗和能量輸出的鋼鐵企業(yè)能量流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，并通過對鋼鐵企業(yè)能量消耗過程中能量轉(zhuǎn)換過程的能量流進(jìn)行分析，建立鋼鐵企業(yè)的能量流動(dòng)模型，進(jìn)而對鋼鐵企業(yè)內(nèi)部能源流動(dòng)進(jìn)行分析。本發(fā)明專利技術(shù)從能源輸入、能源轉(zhuǎn)換、能源輸出三個(gè)角度出發(fā)，對鋼鐵企業(yè)內(nèi)部的能量流動(dòng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，從而掌握鋼鐵企業(yè)內(nèi)部能量利用方式。

An energy flow analysis method for iron and steel enterprises based on energy multistage transfer model

The invention relates to a multi-stage energy transfer model based on the iron and steel enterprise energy flow analysis method, the technical characteristics that comprises the following steps: 1, the establishment of iron and steel enterprise energy transfer model including multi energy input and energy utilization in the whole process of energy flow; step 2, iron and steel enterprises based on multilevel energy transfer model described in step 1 the establishment of iron and steel enterprise energy flow network including energy input, energy consumption and energy output, and through the iron and steel enterprise energy consumption analysis of the energy conversion process of energy flow, energy flow model of iron and steel enterprises, and the internal energy flow analysis of iron and steel enterprises. The present invention analyzes the energy flow inside the iron and steel enterprise from three angles of energy input, energy conversion and energy output, thereby mastering the internal energy utilization mode of the iron and steel enterprise.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法
本專利技術(shù)屬于能源優(yōu)化以及能源流動(dòng)分析
，涉及鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析，尤其是一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法。
技術(shù)介紹
隨著全球能源危機(jī)的加劇，節(jié)能已成為人類社會(huì)發(fā)展必須面對的問題。我國的能源情況并不樂觀，一方面能源儲(chǔ)量不足，人均資源量非常有限；另一方面能源消耗大，能源利用效率低下。隨著我國經(jīng)濟(jì)增長，重工業(yè)尤其是高耗能產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展。工業(yè)是我國最大的終端能源消費(fèi)部門，而鋼鐵產(chǎn)業(yè)作為工業(yè)中的重要產(chǎn)業(yè)，其能耗問題已成為我國能耗結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要組成部分，為了有效提升鋼鐵企業(yè)的能源利用效率，鋼鐵企業(yè)內(nèi)部的能量流動(dòng)分析成為了備受關(guān)注的重要問題。目前在鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方面的研究缺乏從能量輸入和能量利用的整個(gè)能量流動(dòng)過程出發(fā)的能源流動(dòng)分析。因此，迫切需要對鋼鐵企業(yè)的內(nèi)部能源流動(dòng)進(jìn)行深入研究。經(jīng)檢索，未發(fā)現(xiàn)與本專利技術(shù)相同或相似的已公開的專利文獻(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法，該方法能夠從能源輸入、能源轉(zhuǎn)換、能源輸出三個(gè)角度出發(fā)，對鋼鐵企業(yè)內(nèi)部的能量流動(dòng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，從而掌握鋼鐵企業(yè)內(nèi)部能量利用方式。本專利技術(shù)能夠?yàn)殇撹F企業(yè)能源的全局優(yōu)化利用提供支撐，有利于提升鋼鐵企業(yè)能源優(yōu)化水平，促進(jìn)鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法，包括以下步驟：步驟1、建立包括能量輸入和能量利用的整個(gè)能量流動(dòng)過程的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型；步驟2、基于步驟1所述的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型，建立包括能量輸入、能量消耗和能量輸出的鋼鐵企業(yè)能量流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，并通過對鋼鐵企業(yè)能量消耗過程中能量轉(zhuǎn)換過程的能量流進(jìn)行分析，建立鋼鐵企業(yè)的能量流動(dòng)模型，進(jìn)而對鋼鐵企業(yè)內(nèi)部能源流動(dòng)進(jìn)行分析。而且，所述步驟1的具體步驟包括：(1)根據(jù)能量守恒定律，建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量流動(dòng)公式如下：EI＝EC+EL上式中，EI表示能量輸入，EC表示能量消耗，EL表示能量損耗；(2)建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量輸入公式可表示為：EI＝EP+EF上式中，EP表示電能輸入，EF表示化石能源輸入；(3)建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量消耗公式可表示為：上式中，Ei(i＝1,2,...,n)表示工業(yè)用戶各終端負(fù)荷的能量消耗；(4)建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量損耗公式可表示為：EL＝Epl+Efl上式中，Epl表示電能網(wǎng)絡(luò)損耗，Efl表示化石能源輸送損耗；其中，電能網(wǎng)絡(luò)損耗主要包括電能傳輸過程中的線路損耗和變壓器損耗；①線路損耗是指電能流經(jīng)導(dǎo)線時(shí)以熱能形式散發(fā)的功率損失，計(jì)算公式如下：上式中，P、Q分別為流經(jīng)路線的有功功率和無功功率；U為路線上與P、Q同一點(diǎn)測得的電壓；R為線路的電阻，與導(dǎo)線的截面、導(dǎo)線的材料和線路的長度有關(guān)；②變壓器損耗是指電能流經(jīng)變壓器時(shí)以熱能形式散發(fā)的功率損耗，計(jì)算公式如下：ΔPT＝PFe+Pcu＝P0+β2Pk上式中，PFe為鐵損，Pcu為銅損，P0為空載損耗，PK為額定負(fù)載損耗，β為平均負(fù)載系數(shù)；其中，化石能源輸送損耗是化石能源在傳遞過程中的損耗，是鋼鐵企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)期內(nèi)損耗的化石能源實(shí)物量按規(guī)定的計(jì)算方法和單位分別折算成標(biāo)準(zhǔn)煤后的總量，其計(jì)算公式如下：上式中，n表示化石能源品種數(shù)，ei表示能量傳遞過程中第i種化石能源的損耗實(shí)物量，pi表示第i種化石能源的折算系數(shù)，按能量的當(dāng)量值或能源等價(jià)值折算。而且，所述步驟2的鋼鐵企業(yè)能量輸入包括電能輸入和化石能源輸入；能量輸出包括產(chǎn)品和副產(chǎn)品；能量消耗過程中能量轉(zhuǎn)換過程的能量流由能量轉(zhuǎn)換單元、能量轉(zhuǎn)換工序和能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；其中，能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)由若干個(gè)能量轉(zhuǎn)換工序組成，每個(gè)能量轉(zhuǎn)換工序又由若干個(gè)能量轉(zhuǎn)換單元組成。而且，所述步驟2的鋼鐵企業(yè)的能量轉(zhuǎn)換單元的能量流動(dòng)模型為：能量轉(zhuǎn)換單元能量流由五部分組成，分別是：外部能量、前一單元轉(zhuǎn)換后的能量、能量損失、回收自用、能源產(chǎn)品和副產(chǎn)品輸出；設(shè)任一能量轉(zhuǎn)換工序第i個(gè)能量轉(zhuǎn)換單元能量流組成部分分別為：外部能量Eini、前一單元轉(zhuǎn)換后的能量Evi-1、能量損失Elossi、回收自用Erei、能源產(chǎn)品和副產(chǎn)品輸出Eouti，則可以得到如下所示的第i個(gè)能量轉(zhuǎn)換單元的能量流動(dòng)模型：Eini+Evi-1+Erei＝Elossi+Eouti。而且，所述步驟2的鋼鐵企業(yè)的能量轉(zhuǎn)換工序的能量流動(dòng)模型為：能量轉(zhuǎn)換工序是由多個(gè)能量轉(zhuǎn)換單元組成的，能量轉(zhuǎn)換工序能量流由五部分組成，分別是：外部能量、前一工序轉(zhuǎn)換后的能量Evj-1、能量損失、回收自用Erej、能源產(chǎn)品和副產(chǎn)品輸出Eoutj；設(shè)第j個(gè)能量轉(zhuǎn)換工序共mj個(gè)能量轉(zhuǎn)換單元，則基于所述第i個(gè)能量轉(zhuǎn)換單元的能量流動(dòng)模型，可以得到如下第j個(gè)能量轉(zhuǎn)換工序的能量流動(dòng)模型：而且，所述步驟2的鋼鐵企業(yè)的能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的能量流動(dòng)模型為：能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)能量轉(zhuǎn)換工序組成，能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)能量流由四部分組成，分別是：外部能量、能量損失、回收自用Ere、能源產(chǎn)品和副產(chǎn)品輸出Eout；設(shè)能量流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有l(wèi)個(gè)工序，基于所述第j個(gè)能量轉(zhuǎn)換工序的能量流動(dòng)模型，可以得到如下能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)的能量流動(dòng)模型：本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：1、本專利技術(shù)提供一種適用于鋼鐵企業(yè)的能源流動(dòng)分析方法，該方法能夠從能源輸入、能源轉(zhuǎn)換、能源輸出三個(gè)角度出發(fā)，對鋼鐵企業(yè)內(nèi)部的能量流動(dòng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，從而掌握鋼鐵企業(yè)內(nèi)部能量利用方式。本專利技術(shù)能夠?yàn)殇撹F企業(yè)能源的全局優(yōu)化利用提供支撐，有利于提升鋼鐵企業(yè)能源優(yōu)化水平，促進(jìn)鋼鐵企業(yè)的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展。2、本專利技術(shù)通過對鋼鐵企業(yè)的內(nèi)部能源流動(dòng)進(jìn)行深入研究，并基于涵蓋整個(gè)能量流動(dòng)過程的能量多級傳遞模型，提出一種新的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法，從而為鋼鐵企業(yè)的能源利用效率提升和能源優(yōu)化管理提供理論基礎(chǔ)。構(gòu)建基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法，是亟待解決的實(shí)際問題，具有良好的理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型示意圖；圖2是本專利技術(shù)的鋼鐵企業(yè)能量流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)示意圖；圖3是本專利技術(shù)的鋼鐵企業(yè)能量轉(zhuǎn)換單元能量流動(dòng)圖；圖4是本專利技術(shù)的鋼鐵企業(yè)能量轉(zhuǎn)換工序能量流動(dòng)圖；圖5是本專利技術(shù)的鋼鐵企業(yè)能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)能量流動(dòng)圖；圖6是本專利技術(shù)的具體實(shí)施例的焦?fàn)t能量轉(zhuǎn)換單元的能量流動(dòng)圖；圖7是本專利技術(shù)的具體實(shí)施例的焦化能量轉(zhuǎn)換工序的能量流動(dòng)圖；圖8是本專利技術(shù)的具體實(shí)施例的能量轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)分析中煤在鋼鐵企業(yè)內(nèi)部的轉(zhuǎn)換過程及中間產(chǎn)品比例示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本專利技術(shù)實(shí)施例作進(jìn)一步詳述：一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法，包括以下步驟：步驟1、建立包括能量輸入和能量利用的整個(gè)能量流動(dòng)過程的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型，如圖1所示；鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型包括能量輸入和能量利用，鋼鐵企業(yè)能量輸入包括電能輸入和化石能源輸入，能量利用又分為能量消耗和能量損耗。能量利用為鋼鐵企業(yè)內(nèi)能源通過梯級利用及部分損耗進(jìn)行的能量流動(dòng)；能量消耗為鋼鐵企業(yè)通過能源轉(zhuǎn)換單元、能源轉(zhuǎn)換工序和能源轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)所消耗的能量；能量損耗主要是指能源在梯級利用過程中的損耗，包括電能網(wǎng)絡(luò)損耗和化石能源輸送損耗。所述步驟1的具體步驟包括：(1)根據(jù)能量守恒定律，建立鋼鐵企業(yè)能本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1、建立包括能量輸入和能量利用的整個(gè)能量流動(dòng)過程的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型；步驟2、基于步驟1所述的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型，建立包括能量輸入、能量消耗和能量輸出的鋼鐵企業(yè)能量流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，并通過對鋼鐵企業(yè)能量消耗過程中能量轉(zhuǎn)換過程的能量流進(jìn)行分析，建立鋼鐵企業(yè)的能量流動(dòng)模型，進(jìn)而對鋼鐵企業(yè)內(nèi)部能源流動(dòng)進(jìn)行分析。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟1、建立包括能量輸入和能量利用的整個(gè)能量流動(dòng)過程的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型；步驟2、基于步驟1所述的鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型，建立包括能量輸入、能量消耗和能量輸出的鋼鐵企業(yè)能量流動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，并通過對鋼鐵企業(yè)能量消耗過程中能量轉(zhuǎn)換過程的能量流進(jìn)行分析，建立鋼鐵企業(yè)的能量流動(dòng)模型，進(jìn)而對鋼鐵企業(yè)內(nèi)部能源流動(dòng)進(jìn)行分析。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于能量多級傳遞模型的鋼鐵企業(yè)能源流動(dòng)分析方法，其特征在于：所述步驟1的具體步驟包括：(1)根據(jù)能量守恒定律，建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量流動(dòng)公式如下：EI＝EC+EL上式中，EI表示能量輸入，EC表示能量消耗，EL表示能量損耗；(2)建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量輸入公式可表示為：EI＝EP+EF上式中，EP表示電能輸入，EF表示化石能源輸入；(3)建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量消耗公式可表示為：上式中，Ei(i＝1,2,...,n)表示工業(yè)用戶各終端負(fù)荷的能量消耗；(4)建立鋼鐵企業(yè)能量多級傳遞模型的能量損耗公式可表示為：EL＝Epl+Efl上式中，Epl表示電能網(wǎng)絡(luò)損耗，Efl表示化石能源輸送損耗；其中，電能網(wǎng)絡(luò)損耗主要包括電能傳輸過程中的線路損耗和變壓器損耗；①線路損耗是指電能流經(jīng)導(dǎo)線時(shí)以熱能形式散發(fā)的功率損失，計(jì)算公式如下：上式中，P、Q分別為流經(jīng)路線的有功功率和無功功率；U為路線上與P、Q同一點(diǎn)測得的電壓；R為線路的電阻，與導(dǎo)線的截面、導(dǎo)線的材料和線路的長度有關(guān)；②變壓器損耗是指電能流經(jīng)變壓器時(shí)以熱能形式散發(fā)的功率損耗，計(jì)算公式如下：ΔPT＝PFe+Pcu＝P0+β2Pk上式中，PFe為鐵損，Pcu為銅損，P0為空載損耗，PK為額定負(fù)載損耗，β為平均負(fù)載系數(shù)；其中，化石能源輸送損耗是化石能源在傳遞過程中的損耗，是鋼鐵企業(yè)用能統(tǒng)計(jì)期內(nèi)損耗的化石能源實(shí)物量按規(guī)定的計(jì)算方法和單位分別折算成標(biāo)準(zhǔn)煤后的總量，其計(jì)算公式如下：上式中，n表示化石能源品種數(shù)，ei表示能量傳遞過程中第i種化石能源的損耗實(shí)物量，pi表示第i種化石能源的折算系數(shù)，按能量的當(dāng)量值或能源等價(jià)值折算。3.根據(jù)權(quán)利...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙洪磊，于建成，王旭東，吳磊，劉洪，崔文婷，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)天津市電力公司，國家電網(wǎng)公司，天津大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：天津,12