Разработка и применение динамической математической модели системы кислородоснабжения на металлургическом комбинате

• Автор: Евсеенко, Илья Викторович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

1. Анализ состояния вопроса и постановка задачи.

1.1. Использование кислорода в чрной металлургии.

1.1.1. Производство и распределение кислорода на металлургическом комбинате .

1.1.2. Использование кислорода в конвертерном производстве

1.1.3. Использование кислорода в электросталеплавильном производстве

1.1.4. Использование кислорода в мартеновском производстве

1.1.5. Использование кислорода в доменном производстве

1.2. Схема системы обеспечения кислородом производств ме таллургического комбината.

1.2.1. Схема обеспечения металлургических производств техническим кислородом

1.2.2. Схема обеспечения металлургических производств технологическим кислородом

1.2.3. Совместная схема обеспечения металлургических производств техническим и технологическим кислородом
1.3. Система аккумулирования кислорода на металлургическом комбинате.
1.3.1. Система аккумулирования газообразного технологического кислорода.
1.3.2. Система аккумулирования газообразног о технического кислорода
1.3.3. Система аккумулирования жидкого кислорода
1.4. Выводы по главе.
2. Анализ режимов потребления кислорода основными металлургическими производствами и статистическое моделирование системы кислородоснабжения.
2.1 Статистическая модель работы конвертерного производства
2.1.1. Анализ режима потребления кислорода конвертерами
2.1.2. Выявление статистических закономерностей
2.2. Статистическая модель работы электросталсплавильного производства
2.2.1. Анализ режима потребления кислорода электросталеплавильной печью
2.2.2. Выявление статистических закономерностей
2.3. Анализ режима потребления кислорода мартеновским производством
2.4. Анализ режима потребления кислорода доменным производством
2.5. Статистическое моделирование системы кислородоснабжения.
2.6. Выводы но главе.
3. Динамическая модель системы кислородоснабжения металлургического комбината
3.1. Определение исследуемой системы.
3.2. Постановка задачи исследования динамики процессов системы кислородоснабжения металлургического комбината.
3.3. Построение математической модели
3.4. Реализация модели на ЭВМ.
3.5. Выводы по главе
4. Проведение вычислительных экспериментов и тестирование результатов расчтов
4.1. Определение исходных данных
4.2. Расчт параметров работы системы кислородоснабжсния и тестирование результатов вычислительного экспериментаИ
4.3. Оценка величины перепуска технического кислорода в коллектор технологического
4.4. Оценка величины потерь технического кислорода
4.5. Определение влияния внешних и внутренних факторов на изменение параметров работы системы кислородоснабжения
4.5.1. Оценка влияния режимов потребления кислорода конвертерами на параметры работы системы кислородоснабжения.
4.5.2. Оценка изменения параметров работы системы кислородоснабжения при исключении из схемы обратного клапана.
4.5.3. Оценка влияния величины потерь технического кислорода и мкостных свойств систсммы аккумулирования на параметры работы системы кислородоснабжения
4.6. Выводы по главе
Заключение.
Список используемой литературы


Анализ режимов потребления кислорода основными металлургическими производствами и статистическое моделирование системы кислородоснабжения. Статистическое моделирование системы кислородоснабжения. Выводы но главе. Определение исследуемой системы. Постановка задачи исследования динамики процессов системы кислородоснабжения металлургического комбината. Реализация модели на ЭВМ. Оценка влияния режимов потребления кислорода конвертерами на параметры работы системы кислородоснабжения. Оценка изменения параметров работы системы кислородоснабжения при исключении из схемы обратного клапана. Заключение. Одним из существенных резервов экономии топливноэнергетических ресурсов в чрной металлургии является эффективное использование наиболее энергомких продуктов. Одним из них является кислород. В металлургии кислород используется практически во всех производствах как интенсификатор технологического процесса. На крупном металлургическом комбинате производительностью около млн. Расход электроэнергии на производство кислорода составляет более в общих энергозатратах. На производство м3 кислорода расходуется 0,5 МВтч электроэнергии, помимо этого, дополнительное количество электроэнергии затрачивается на сжатие технического кислорода в кислородных компрессорах, для последующей подачи его сталеплавильным производствам. МВтчгод, что в денежном выражение составляет 7,5 млн. Таким образом, видно, что нерациональное использование кислорода на металлургическом комбинате неизбежно приводит к громадному перерасходу электроэнергии. Принимая во внимание тот факт, что производство электроэнергии на металлургическом комбинате зачасту ю не обеспечивается за счт своих собственных мощностей и необходимая оставшаяся часть электроэнергии покупается по рыночным ценам, пути экономии электроэнергии приобретают ещ более важный акцент. Проблемам кислородоснабжения посвящены труды таких выдающихся Российских учных как Бродянский В. М., Архаров А. М., Беляков В. Проведено множество научных исследований направленных на совершенствование технологических схем систем воздухоразделения и параметров работы различного технологического оборудования входящего в е состав с целью повышения качества продуктов воздухоразделения и снижению энергопотребления на их производство. Однако исследования производились для расчтных режимов работы технологического оборудования без учта режимных параметров работы всей системы кислородоснабжения в целом. Система кислородоснабжения металлургического комбината это единый комплекс генерирующих и потребляющих его установок связанных протяжнными сетями, и включающая в себя кислородные компрессора, аккумулирующие мкости, различную кислородную арматуру. Основная трудность повышения эффективности кислородоснабжения состоит в том, что графики его потребления в чрной металлургии носят переменный характер, а производители кислорода, в качестве которых выступают воздухоразделительные установки, имеют практически постоянные расходные характеристики и труднорегулируемы, поскольку производят кислород из воздуха в жестких термодинамических условиях. Решение данной задачи следует искать на основе комплексного системного подхода с использованием математического моделирования. Некуленкова К. В разработанной им модели на изменение параметров системы кислородоснабжения влияли только режимы потребления кислорода конвертерным производством и небыли учтены режимы работы других основных потребителей кислорода, к числу которых относятся электросталеплавильное, мартеновское и доменное производства. Целью диссертационной работы является анализ и оптимизация режимов производства, аккумулирования и потребления кислорода на металлургическом комбинате на основе результатов динамического моделирования системы кислородоснабжения, с учтом работы всех основных потребителей кислорода. Череповецком металлургическом комбинате. Разработанные и применнные в данной работе методы математического моделирования носят универсальный характер и могут быть применены для решения широкого класса задач промышленной теплоэнергетики.