间即为热风炉一个完整的操作周期。
[0037] 双累计量统计模块:负责统计热风炉冷风、助燃空气及煤气的累计流量。双累计量 统计模块的输入部分包括热风炉热效率计算使能信号，冷风、助燃空气和煤气的瞬时流量； 输出部分包括两个累计流量，分别为:热风炉前一个完整操作周期内的冷风、助燃空气及煤 气的累计流量、热风炉当前操作周期开始至当前时刻的冷风、助燃空气和煤气的累计流量。
[0038]基于累计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模块:负责统计热风炉每一个完 整操作周期内的热风温度、冷风温度、助燃空气温度及煤气温度的加权滑动平均值。基于累 计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模块的输入部分包括热风炉热效率计算使能信 号，热风炉当前操作周期开始至当前时刻的冷风、助燃空气和煤气的累计流量，热风温度、 冷风温度及煤气温度的瞬时值;输出部分为热风炉前一个完整操作周期内的热风温度、冷 风温度、助燃空气温度及煤气温度的加权滑动平均值。
[0039]具体计算方法为，
[0040] (1)设定数据采样的周期为T;
[0041] (2)当接收到热风炉热效率计算使能信号时，开始计算热风、冷风、助燃空气以及 煤气的温度加权滑动平均值;其中的权值为上述介质的累计流量；
[0042]
[0043]
[0044]
[0045] 式中，k为整数，k=l，2,3···，为kT时刻下的第i种介质温度的加权滑动平均 值，物理单位为摄氏度，€0-1；)为(k-l)T时刻下的第i种介质温度的加权滑动平均值，物 理单位为摄氏度，ti(k)为kT时刻下的第i种介质温度的瞬时值，物理单位为摄氏度，Li(k)为 kT时刻下的第i种介质温度的加权滑动平均值的权重计算系数;Vl(k)为kT时刻下的第i种 介质的流量瞬时值，由于现场一般没有热风流量计量，此处可认为热风流量等于冷风流量， 物理单位为mVh^dk)为当前操作周期开始至kT时刻内的第i种介质的流量累计值，物理单 位为m 3;
[0046] (3)当再次收到热风炉热效率计算使能信号时，即表示新的操作周期开始，输出上 一步的结算结果并保持，直到再次收到计算使能信号触发模块输出的上升沿脉冲信号；
[0047] (4)重复(2)~（3)步，即可实现当一个操作周期结束时，立即输出该周期内的热风 温度、冷风温度、助燃空气以及煤气的温度加权滑动平均值。
[0048] 热风炉热效率计算模块:负责计算热风炉每一个完整操作周期内的热风炉系统热 效率。热风炉热效率计算模块的输入部分包括热风炉热效率计算使能信号，前一个完整操 作周期的冷风、助燃空气和煤气的累计流量，前一个完整操作周期内的热风温度，冷风温 度，助燃空气温度和煤气温度的加权滑动平均值;输出部分为前一个完整操作周期内的热 风炉系统热效率;当收到热风炉热效率计算使能信号后，启动计算，并保持输出结果直到收 到下一次上升沿脉冲信号。
[0049] 上述系统所需的参数均可从热风炉控制系统中直接读取，现场不需要额外增加分 析或测量仪表等昂贵的辅助设备，可集成在已有的上位机或能源管理系统中，成本低;上述 系统与热风炉的类型、工作制度等因素无关，适用性广;上述系统不依赖煤气流量计、热风 流量计的精确计量，只要计量趋势准确，计算结果即可准确表征热风炉热效率的变化趋势； 上述系统实现了高炉热风炉热效率的在线监测，为热风炉优化运行提供了重要依据。
[0050]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形 也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种高炉热风炉热效率实时监测系统，其特征在于:包括计算使能信号触发模块、双 累计量统计模块、基于累计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模块以及热风炉热效率 计算模块； 所述计算使能信号触发模块的输出端分别与双累计量统计模块、基于累计量权值的气 体温度加权滑动平均值统计模块以及热风炉热效率计算模块的输入端连接，所述双累计量 统计模块的输出端分别与基于累计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模块以及热风 炉热效率计算模块的输入端连接，所述基于累计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模 块的输出端与热风炉热效率计算模块的输入端连接； 所述计算使能信号触发模块，通过实时识别热风炉运行状态，发出热风炉热效率计算 使能信号； 所述双累计量统计模块，负责统计热风炉冷风、助燃空气及煤气的累计流量； 所述基于累计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模块，负责统计热风炉每一个完 整操作周期内的热风温度、冷风温度、助燃空气温度及煤气温度的加权滑动平均值； 所述热风炉热效率计算模块，负责计算热风炉每一个完整操作周期内的热风炉系统热 效率。2. 根据权利要求1所述的一种高炉热风炉热效率实时监测系统，其特征在于:输入计算 使能信号触发模块的热风炉运行状态包括热风炉的热风阀开关状态、冷风阀开关状态、煤 气切断阀开关状态、助燃空气阀开关状态、烟道阀开关状态以及拱顶温度； 当判断热风炉由非燃烧状态转换为燃烧状态时，发出上升沿脉冲信号，即热风炉热效 率计算使能信号，两个相邻的脉冲信号之间即为热风炉一个完整的操作周期。3. 根据权利要求2所述的一种高炉热风炉热效率实时监测系统，其特征在于:所述双累 计量统计模块的输入部分包括热风炉热效率计算使能信号，冷风、助燃空气和煤气的瞬时 流量； 输出部分包括两个累计流量，分别为:热风炉前一个完整操作周期内的冷风、助燃空气 及煤气的累计流量、热风炉当前操作周期开始至当前时刻的冷风、助燃空气和煤气的累计 流量。4. 根据权利要求3所述的一种高炉热风炉热效率实时监测系统，其特征在于:所述基于 累计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模块的输入部分包括热风炉热效率计算使能 信号，热风炉当前操作周期开始至当前时刻的冷风、助燃空气和煤气的累计流量，热风温 度、冷风温度及煤气温度的瞬时值； 输出部分为热风炉前一个完整操作周期内的热风温度、冷风温度、助燃空气温度及煤 气温度的加权滑动平均值。5. 根据权利要求4所述的一种高炉热风炉热效率实时监测系统，其特征在于:所述基于 累计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模块的具体计算方法为， (1) 设定数据采样的周期为T; (2) 当接收到热风炉热效率计算使能信号时，开始计算热风、冷风、助燃空气以及煤气 的温度加权滑动平均值;其中的权值为上述介质的累计流量；式中，k为整数，1^=1，2,3...，&幻为1^时刻下的第1种介质温度的加权滑动平均值， 物理单位为摄氏度，为(k-l)T时刻下的第i种介质温度的加权滑动平均值，物理单 位为摄氏度，ti(k)为kT时刻下的第i种介质温度的瞬时值，物理单位为摄氏度，Li (k)为kT时 刻下的第i种介质温度的加权滑动平均值的权重计算系数为kT时刻下的第i种介质 的流量瞬时值，物理单位为mVh^Kk)为当前操作周期开始至kT时刻内的第i种介质的流量 累计值，物理单位为m 3; (3) 当再次收到热风炉热效率计算使能信号时，即表示新的操作周期开始，输出上一步 的结算结果并保持，直到再次收到计算使能信号触发模块输出的上升沿脉冲信号； (4) 重复（2)~（3)步，即可实现当一个操作周期结束时，立即输出该周期内的热风温 度、冷风温度、助燃空气以及煤气的温度加权滑动平均值。6.根据权利要求4所述的一种高炉热风炉热效率实时监测系统，其特征在于:所述热风 炉热效率计算模块的输入部分包括热风炉热效率计算使能信号，前一个完整操作周期的冷 风、助燃空气和煤气的累计流量，前一个完整操作周期内的热风温度，冷风温度，助燃空气 温度和煤气温度的加权滑动平均值； 输出部分为前一个完整操作周期内的热风炉系统热效率。
【专利摘要】本发明公开了一种高炉热风炉热效率实时监测系统，包括计算使能信号触发模块、双累计量统计模块、基于累计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模块以及热风炉热效率计算模块；计算使能信号触发模块的输出端分别与双累计量统计模块、基于累计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模块以及热风炉热效率计算模块的输入端连接，双累计量统计模块的输出端分别与基于累计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模块以及热风炉热效率计算模块的输入端连接，基于累计量权值的气体温度加权滑动平均值统计模块的输出端与热风炉热效率计算模块的输入端连接。本发明实现了高炉热风炉热效率的在线监测，为热风炉优化运行提供了重要依据。
【IPC分类】C21B5/00, C21B9/00
【公开号】CN105441617
【申请号】CN201510996262
【发明人】殷捷, 牛洪海, 彭兴, 陈俊, 耿欣
【申请人】南京南瑞继保电气有限公司, 南京南瑞继保工程技术有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月25日