一种热镀锌机组能量效率模型的建模方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109472063A(43)申请公布日2019.03.15(21)申请号201811223722.8(22)申请日2018.10.19(71)申请人中国地质大学（武汉）地址430000湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号(72)发明人杨杰肖亭许昊(74)专利代理机构武汉知产时代知识产权代理有限公司42238代理人龚春来(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)C23C2/06(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种热镀锌机组能量效率模型的建模方法(57)摘要本发明公开了一种热镀锌机组能量效率模型的建模方法，利用能量流理论，以能量守恒为基础，分析了镀锌机组产线中加热炉和锌锅两个部分的能耗组成，着重探究其能量流构成及特点；其后根据输出功率与各项工艺参数的内在关系及映射机理，分别建立了热平衡方程，根据碳排放原理将两部分能耗进行汇总，得到一个总的能量效率模型。本发明所建立的能量效率模型为后续探讨能量效率的工艺参数优化及完成多目标的排序优化研究提供了基础。建立该模型是深入后续研究理论基础，其意义明确、合理，不可或缺。CN109472063ACN109472063A权利要求书1/3页1.一种热镀锌机组能量效率模型的建模方法，其特征是，包括以下步骤：(1)根据加热炉的热收入量Qrq、带钢带走热量Qdg2、炉壁对流散失热量Qld、炉壁辐射散热量Qlf、废气及保护气体分别带走的热量Qfq、Qbh，计算得到连续退火过程中加热炉的热平衡方程；(2)根据锌锅中带钢带入热量Qdg1、感应加热供给热量Qgy、锌液表面对流散失热量Qbd、锌液表面辐射换热量Qbf、锌锅四周对流散失热量Qzd、锌锅四周辐射换热量Qzf、锌锅底部对流散失热量Qdd、锌锅底部辐射换热量Qdf、熔化锌锭支出热量Qr，计算得到锌锅的热平衡方程；(3)通过上述加热炉的热平衡方程、锌锅的热平衡方程分别采用碳排放因子校正后相加得到热镀锌机组能量效率模型。2.根据权利要求1所述的一种热镀锌机组能量效率模型的建模方法，其特征是，所述加热炉的热收入量Qrq为燃气供给量、带钢带走热量Qdg2、炉壁对流散失热量Qld、炉壁辐射散热量Qlf、废气及保护气体分别带走的热量Qfq、Qbh分别通过公式(1)～(6)得到，Qrq＝Vrqhrq(1)Qld＝αl(Tl-Th)Sl(3)Qfq＝VfqCfq(Tf-Th)(5)Qbh＝VbhCbh(Tq2-Tq1)(6)其中，Qrq为加热炉获得的热量、Qdg2为带钢带走的热量、Qld为炉壁表面对流散失的热量、Qlf为炉壁辐射换热量、Qfq为废气带走的热量、Qbh保护气体带走的热量，单位均为kJ/h；Vrq为3标态下通入的燃气量、V为废气标态下的总量，单位均为m/h；hrq为燃气的热值，单位为kJ/333m；ρ2为带钢的密度，为7.85×10kg/m；b为带钢的宽度、hg为带钢的厚度，单位均为m；v为带钢的速度，单位为m/min；Cs为钢的质热容量，单位为kJ/(kg·℃)；Sl为炉壁散热面积，单位2为m；Tck为带钢出口温度、Ti为带钢的瞬时温度、Trk为带钢入口温度、Tl为炉壁温度、Th为环境温度、Tf为废气温度、Tq2为经辐射管加热的保护气体的温度、Tq1为保护气体的入口温度，2单位均为℃；αl为炉壁表面对流换热系数，单位为kJ/(m·h·℃)；εlb为系统黑度；为角324度系数；C1为黑体辐射系数，4.96×10kJ/(m·h·K)；Tl为炉壁表面温度、Th为环境温度，单位均为K；C为废气的热容，kJ/(m3·℃)。3.根据权利要求2所述的一种热镀锌机组能量效率模型的建模方法，其特征是，通过公式(8)得到连续退火过程中加热炉总的热收入Qlr，；连续退火过程中总的热收入Qlr与总的热支出Qlc平衡，根据方程(8)、(9)、(10)、(11)得到热平衡方程(12)；Qlr＝Qrq(8)Qlc＝Qdg2+Qfq+Qld+Qlf+Qbh(9)Qlr＝Qlc(10)Qrq＝Qdg2+Qfq+Qld+Qlf+Qbh(11)2CN109472063A权利要求书2/3页4.根据权利要求1所述的一种热镀锌机组能量效率模型的建模方法，其特征是，所述锌锅中带钢带入热量Qdg1、感应加热供给热量Qgy、锌液表面对流散失热量Qbd、锌液表面辐射换热量Qbf、锌锅四周对流散失热量Qzd、锌锅四周辐射换热量Qzf、锌锅底部对流散失热量Qdd、锌锅底部辐射换热量Qdf、熔化锌锭支出热量Qr分别通过公式(13)～(21)得到，Qdg1＝60vbhgρ2·Cs(Tdg-Txy)(13)Qgy＝3600N(14)Qbd＝αb(Tb-Th)Sb(15)Qzd＝αz(Tz-Th)S