钢铁冶炼环节中白灰厂优化工艺配置、改善自动化控制降低能耗提升质量探究.pdf

机电设备钢铁冶炼环节中白灰厂优化工艺配置、改善自动化控制降低能耗提升质量探究王爽（河北燕山钢铁集团有限公司，河北迁安0 6 440 0）摘要：本文旨在研究金属冶炼行业中白灰厂在各项数据采集方面的具体执行措施，以解决冶金企业存在的高耗能和质量波动问题，意在实现能耗管理和质量优化，提升成品灰质为烧结、炼钢工艺做好服务。首先，分析了白灰厂的能耗结构和主要能耗点，指出了烧能耗和电力能耗的重要性。其次，探讨了白灰厂能耗的波动性与不确定性，涉及生产负荷变化、原料成分和环境因素等影响因素。最后，详细介绍了白灰厂在自动化方面进行设备新增及改造，包括数据采集系统和自动化控制系统及其在能耗管理与质量优化中的具体应用，有助于推动白灰厂的能耗管理与质量优化不断深入，进而为企业带来良好的经济效益。关键词：白灰厂；能耗管理；节能优化；自动化控制；质量提升随着全球冶金工业化进程的不断推进和能源资源的日益紧缺，白灰厂的高耗能和高排放特点使得能耗管理和质量优化成为该行业呕待解决的问题。传统的生产操作方案及设备手动控制方式难以满足现代高效节能的生产需求。在此背景下，白灰厂引人新进工艺熳烧理念及自动化装置来进行能耗管理和质量优化，通过实时监测、数据采集和智能控制，不断摸索改进工艺操作，提高生产效率，降低能源消耗，为白灰厂在冶炼工艺中的可持续发展和环境保护做出积极贡献。一、白灰厂在金属冶炼中的作用及能耗特点分析(一)白灰主要作用白灰是冶金行业中的重要辅助原料之一，在炼钢中白灰的加入能使生铁中的硫磷等形成炉渣而被去除。通过调整熔渣成分、黏度等进行过渣处理。烧结中增加烧结矿的强度降低焦炭比例，改善烧结矿强度的同时增强冶金性和还原性，降低烧结矿的酸性增强烧矿的质量。通过各项数据的采集汇总，根据成品灰质量反馈，调整周期石灰石设定数据，每周期排料时间，出灰机每次行程及每周期排料次数，调整热消耗数值设定进而提升成品灰质量。（二）能耗结构与主要能耗点白灰厂作为金属冶炼行业中的重要一环，对炼钢生产、烧结生产具有较强辅助性作用。其能耗结构复杂多样，涵盖多个环节和设备。能耗结构的合理分析是实现能源管理与节能优化的前提。首先，白灰厂的能耗结构主要包括熳烧能耗、电力能耗、燃料能耗、进场物料能耗及人员能耗。其中，49新潮电子烧能耗是最主要的能耗组成部分，占据白灰生产过程中的大部分能源消耗。在烧过程中，为了维持高温条件，需要大量的热能供应，还需要足够燃气提供。同时，熳烧设备的驱动也需要大量的电力支持，因此电力能耗也是白灰厂的重要能源消耗项。其次，主要能耗点在白灰厂能耗结构中占据重要地位。窑炉本体、废气风机、驱动风机、煤气加压机等都是白灰厂最主要的燈烧设备，需要消耗大量的热能和电能。此外，白灰厂中的出灰系统、输送系统、液压系统等设备也是能耗的重要组成部分，它们用于将原料和成品输送至不同的生产环节，需要消耗相应的电能。（三）能耗波动性与不确定性白灰厂的能耗在生产过程中表现出明显的波动性和不确定性，这是由于多种因素的综合影响造成的。首先，白灰厂的能耗受到生产负荷变化的影响，生产负荷的波动会直接导致能耗的变化。例如，在生产需求较高的时期，白灰厂需要增加生产产量，导致熳烧设备和输送设备等能耗设备的持续运行，能源消耗相应增加。然而在生产需求较低的时期，生产设备可能停止或减少运行，能源消耗相应减少。这种周期性的负荷变化导致了能耗的波动性。其次，原料成分的不确定性也会对能耗产生影响。白灰厂的原料主要是石灰石，不同石灰石的成分可能存在差异，影响着烧过程的能耗需求。例如，含钙量高的石灰石需要更多的能量来完成熳烧反应，从而增加了能耗。此外，不同批次的原料在成分上也可能存在变化，使得能耗产生不确定性。最后，气候条件和环境因素对白灰厂的能耗也有第2 2 期（总第553 期）第2 2 期（总第553 期）一定影响。气候温度的变化直接关系着烧设备的热负荷，冬季寒冷时，烧过程需要消耗更多的能源来维持高温条件。此外，湿度和风速等环境因素也会影响风机等设备的能耗需求，进一步增加了能耗的不确定性 2 。二、白灰厂在冶炼环节中改善设备性能提高自动化控制，提高成品灰质量（一）提高设备自动化的必要性1.设备监控与数据采集系统白灰厂生产过程中自动化装置的应用涵盖了多个方面，其中监控与数据采集系统是实现自动化控制的基础。监控与数据采集系统通过布置在白灰生产过程中的传感器和监测设备，实时获取各个环节的生产数据和设备运行状态数据。这些数据包括温度、压力、流量、电能消耗等关键参数，它们直接反映了生产过程的运行情况和能源消耗情况，进而通过数据分析指导生产操作。监控与数据采集系统的主要功能是对白灰生产过程进行全面监测和数据采集。传感器和监测设备分布在烧设备、风机、输送系统等关键位置，实时感知相关参数并将数据传输至数据采集单元。数据采集单元负责将采集到的数据进行整合、处理和存储，以确保数据的准确性和可靠性。监控与数据采集系统通常采用现场总线或网络技术，使得数据能够快速传输到中央控制室或数据中心。2.自动化控制系统自动化控制系统是白灰厂中自动化装置的核心组成部分，它采用先进的控制算法和智能化技术，对生产过程进行自动化管理和优化调节。自动化控制系统的主要功能包括实时监测、数据处理、决策分析和执行控制。它通过与监控与数据采集系统的紧密结合，实现对白灰生产过程的全面控制和调度。首先，自动化控制系统通过监控与数据采集系统获取的实时数据，对白灰生产过程进行实时监测。各种传感器和监测设备将采集到的数据传输给自动化控制系统，形成数据流。自动化控制系统利用先进的数据处理技术，对数据进行整合、分析和归纳，形成生产过程的实时状态图像。这使得生产管理者可以清晰地了解生产过程的运行状况，并及时发现异常情况，其次，自动化控制系统具备智能决策分析能力，它依托于机器学习算法和优化技术，能够对大量数据进行快速处理和分析。通过对能耗数据和生产数据的深人分析，自动化控制系统可以识别能耗的规律和影响新潮电子因素，找出能耗的关键控制点，并制定相应的节能优化策略。例如，通过机器学习算法对历史数据进行训练，自动化控制系统可以预测未来的能耗波动，并根据预测结果调整生产计划和能源配置，从而实现能耗的优化调度。最后，自动化控制系统能够实现对生产过程的自动化控制。根据预设的控制策略和优化算法，自动化控制系统可以对烧设备、风机、输送系统等关键设备进行自动化调控。例如，对于烧过程，自动化控制系统可以根据熳烧温度、氧气含量和燃料供给量等参数，自动调整烧设备的运行状态，保持稳定的生产条件，同时实现能耗的最优化 3 。（二）通过数据采集指导生产操作1.温度画面反馈窑炉内部情况通过在白灰生产过程中布置传感器和监测设备，自动化装置能够实时采集各个环节的生产数据和能源消耗数据。这些数据将被送人自动化控制系统，并通过数据处理技术进行实时分析和展示。首先，通过实时数据总结反映出来的温度曲线判定窑炉内部熳烧情况及走料情况。生产管理者和操作员由此了解白灰厂生产过程的实时状态，进而通过调整入窑煤气量及助燃风量等稳定生产、确保成品灰质量。当温度峰谷值高于8 0 时降低助燃风量，低于40时增加助燃风量。通过实时监测，能够及时发现窑炉内部变化，帮助生产管理者及时做出决策和调整，确保生产过程的稳定性和安全性。其次，日产量、煤气单耗、电耗等数据分析是能耗管理的重要手段。通过数据分析技术，可以对能耗数据进行分类、筛选和对比，找出能耗的规律和关键影响因素。例如，对比不同时间段的能耗数据，可以发现能耗的波动和峰谷分布；相同煤气量、相同产能下出现日单耗的波动等，可以预测未来能耗的趋势。通过各项数据分析，生产管理者可以更好地了解能耗情况，从而为制定节能措施提供科学依据。2.分段提升质量，稳定生产生产中窑炉出灰机结构看，虽能满足现有生产需求，但随着下道工序对成品灰质量的提升，改善整体质量势在必行，因此需要更改出灰机托盘结构，由原4套出灰机增加至2 0 套出灰机。增加自动化装置能够进行灰质预测和优化调整，以实现成品灰质最佳状态。3.预测未来的能耗情况、灰质情况预测的时间跨度可以根据需求设置，可以是几个小时，也可以是几天甚至几周。预测的结果为生产管理50机电设备机电设备者提供了未来能耗的参考，使他们能够提前做好生产计划和能源配置，合理调整生产进程，避免能耗的不必要浪费和成品灰质量波动。根据能耗预测和实时监测的数据，还实现能源的优化调配。在生产过程中，能耗通常存在波动性和不确定性，自动化装置可以根据实际情况调整烧设备、风机、输送系统等关键设备的运行参数，以实现节能目标的达成 4。（三）提高自动化在节能优化中的应用1.节能监测与评估通过自动化装置实时采集和分析能耗数据，对白灰生产过程的能源利用情况进行监测与评估，从而发现节能潜力和制定有效的节能策略。首先，自动化装置能够实时监测白灰生产过程中的能耗数据，并将数据传输给自动化控制系统。通过实时监测，生产管理者可以清楚地了解每个生产环节的能耗情况，包括能耗的总量、能耗的波动性以及能耗的分布特点。这为节能优化提供了实时数据支持。其次，通过对能耗数据的分析，可以识别出能源消耗的主要来源和影响因素。同时，自动化装置能够将实际能耗与预期能耗进行对比，对节能效果进行评估。如果实际能耗高于预期能耗，自动化装置可以发出警报，提示生产管理者可能存在能耗过量问题，促使及时采取措施进行调整和优化。最后，自动化装置能够为节能优化提供决策支持。通过节能监测与评估，生产管理者可以获得全面的能耗数据和分析结果，了解节能的潜力和方向。在此基础上，自动化装置能够为制定节能策略和措施提供科学依据。通过机器学习算法，自动化装置可以根据历史数据和实时数据，预测不同节能方案的效果，并给出相应的优化建议。这使得节能决策更加客观和科学，为白灰厂的节能优化提供了可行性和效益的保障。2.节能控制策略与实施自动化装置在白灰厂节能优化中发挥着重要作用，其中节能控制策略的制定与实施是实现节能目标的关键环节。通过自动化装置的智能控制和优化算法，生产管理者可以制定一系列节能措施，并实施相应的节能控制策略，从而降低能源消耗，提高能源利用效率。首先，自动化装置通过能耗数据的实时监测与分析，识别出白灰生产过程中的能源消耗高峰和低谷，并找出能耗的关键控制点。在此基础上，制定节能控制新潮电子策略，包括降低高能耗阶段的能源消耗、利用低谷期进行能源储备和节能调控等措施。例如，对于烧设备，自动化装置可以根据能耗预测，选择在低谷期进行熳烧操作，以减少能耗的峰值；同时，通过控制烧温度和风量等参数，实现能耗的优化调节。其次，自动化装置能够根据制定的节能控制策略，实施相应的节能措施。自动化控制系统可以自动调整生产设备的运行状态，控制烧设备、风机、输送系统等关键设备的工作参数，以实现节能目标。例如，在能耗较高的高峰期，自动化装置可以控制设备的负荷，降低能源消耗，以保持生产过程的稳定性；在低谷期，自动化装置可以自动调整设备的运行模式，利用廉价电力进行能源储备和节能调控。最后，自动化装置能够实时监测和评估节能控制策略的效果。通过对实际能耗和预期能耗的对比，生产管理者可以了解节能措施的实施效果，是否达到预期的节能目标。如果节能效果不理想，自动化装置可以根据实际情况及时调整节能控制策略，优化节能方案，以实现节能效果的最大化 5。三、结束语综上所述，白灰厂通过一系列数据采集及改善自动化控制在能耗管理与质量、节能优化中的应用具有十分重要的现实意义，为白灰厂提供了全面、精确的能耗数据和分析结果，使得能耗管理更加高效和科学，提高能源利用效率，为可持续发展和绿色生产贡献力量。然而，自动化装置在白灰厂的应用还有待进一步的研究和拓展，不同的生产工艺和设备特点可能需要不同的节能优化方案。此，需要进一步加强技术创新和应用研究，不断提升自动化装置在白灰厂能耗管理与节能优化中的应用水平，推动白灰产业的绿色发展。参考文献：1颜圭鹏.电气工程自动化节能环保技术研究 J.现代工业经济和信息化,2 0 2 2(11):7 4-7 5.2孟才植.电气工程自动化节能环保技术 .江西电力职业技术学院学报,2 0 2 2(3):8-9,12.3】刁志亮.电气自动化节能设计研究 .光源与照明,2 0 2 2(2):2 16-2 18.4赵长敬.电气自动化节能设计技术探讨 .节能,2 0 19(8):159-16 0.5田丰,基于全集成自动化的能耗监控管理系统设计 J.现代电子技术,2 0 15(5):9 7-10 0.第2 2 期（总第553 期）51