轧钢加热炉是热轧工序的主要耗能设备,加热炉的节能降耗一直是研究的重点。目前存在的主要问题是:在线确定能耗变化的原因及贡献度的难度大、分析周期长、分析效率低下等,导致加热炉能耗难以实现及时评价。本文以某钢热轧总厂的步进式加热炉为研究对象,主要研究了以下内容:(1)分析了5项关键因素:热装温度、生产节奏、煤气热值、烟气含氧量与炉膛压力控制对加热炉运行的影响机理。结合生产数据对部分因素进行了分析,如:现场钢坯混装较频繁,冷热坯常交替装炉进行加热,冷坯占比24%,热坯占比10%左右。(2)建立了加热炉在线能效评价模型体系,包括12项计算公式,能够实现在线评价。智能诊断模型是根据燃耗方程式进行热量项解析与集成,结合机理分析确定了影响能耗的四项关键因素:产量、入炉温度、出炉温度、钢种。本文给出了每项影响因素贡献率的具体计算方法:定义基准能耗的条件,利用在线数据计算基准能耗各项能量值和实绩值,最后通过归一化得到了每项影响因素的贡献度。(3)对现场生产数据进行采集与处理,分析了加热炉能耗的变化规律。主要包括:○1钢坯由45℃上升到600℃时,单耗由55kgce/t降至45kgce/t,降低18%;钢坯温度每上升100℃,单耗降低3.68kgce/t。○2钢坯在炉时间每增加10min,煤气单耗平均上升7MJ/t。○3炉子产量每增加10t,单耗平均降低0.22kgce/t。(4)通过云平台建立数据库,进行数据重构,开发出能耗在线智能评价系统,对热轧区域的数据进行实时采集与计算,并将能效计算结果实时展示。(5)根据系统计算结果给出了能效考核及操作优化案例。主要包括:○1根据炉压对标率计算结果,提出按照对标等级考核炉压操作的方案。○2根据板坯数据、板坯出炉温度对标及热装率,结合现场的操作规程文件,进行加热工艺方面的操作优化。○3根据空燃比指标,结合现场的记录空煤气数据,整体考察炉子的燃烧水平,优化调控炉内气氛。提出针对不同燃料,应分别设定波动范围,再结合管理文件对炉内气氛进行调控。(6)给出了现场能耗评价系统的现场使用案例,在线、定量地展示了智能评价结果,随着该系统的使用,产线能耗约降低5%。