邢金栋

（1.河钢集团唐山不锈钢有限责任公司，河北 063105；2.河北省镀锡基板技术创新中心，河北 063105）

0 引言

目前唐钢不锈钢公司煤气的回收、使用管理及平衡调度是依靠人工实现的。由于煤气的平衡调度涉及工序较多，仅靠调度员不能及时全面掌握各工序煤气回收和使用情况以及煤气品质等信息，煤气回收、使用经常出现瞬时不平衡，导致煤气放散情况时有发生。而煤气智能调度系统可实现对各工序煤气回收、使用情况进行实时监控，并可动态调整煤气系统运行状态，提高企业能源利用率，提升企业节能降耗的管理水平。

2020年8月不锈钢公司煤气智能调度系统成功上线，实现了煤气系统的集中监控管理和及时动态调整煤气平衡的运行模式，使公司煤气系统经常保持在安全、经济、合理状态。本文介绍了不锈钢公司煤气智能调度系统的应用实践，对其该系统在公司煤气管理中的作用、主要功能和应用范围进行了阐述，并对其应用效果进行了分析总结。

1 煤气智能调度系统在煤气管理中的作用

不锈钢公司煤气管理系统的主要内容包括：焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气的产出、回收、储存、输送、使用、平衡调度的全流程的管理。煤气智能调度系统在煤气管理中的作用包括：

（1）煤气系统将焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气通过管网输送至各煤气用户，煤气智能调度系统就是对整个公司内煤气的回收使用实行集中监管、智能调控，大幅度提高了煤气的综合利用效率。

（2）运用信息自动化强大的功能和手段，将分布于全厂范围的煤气回收、使用信息通过计算机网络联结在一起，根据不同生产模式建立煤气回收利用的优化和调控模型，实现煤气系统的实时监测、分散控制、集中管理、优化分配[1]，对厂内煤气实现有效在线调控、智能调度。

（3）当煤气系统发生异常或事故时，煤气智能调度系统能够及时、准确和快速的通过集中监控系统做出安排和处置，最低限度的减少煤气系统故障所产生得影响，保证全厂的煤气系统能够稳定运行。

2 煤气智能调度系统的主要功能

2.1 煤气智能调度系统的监控功能

不锈钢公司煤气系统的主要监控内容包括：焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气回收及使用的流量、压力、热值、温度等参数。煤气智能调度系统的监控功能需求如下：

（1）控制对象。燃气调度通过煤气智能调度系统对全公司各工序煤气的回收、消耗量进行全盘监控，煤气输送管网各阀门的开度，通过压力设定自动调整。

（2）监视对象。煤气瞬时流量、累计流量、压力、热值、温度，煤气放散阀门状态、回收状态以及用户用量变化等信号。

2.2 煤气智能调度系统的监控画面

煤气智能调度系统提供生产状态信息、实时曲线、参数设定等功能。根据各工序的实际情况，在保证监控对象的相互关联性的前提下，将煤气智能调度系统的监控画面进行组合，保证完整的监控画面信息和合理的信号量，同时监控画面对于所有的监控对象的呈现，应保证易于辨识。

2.3 煤气智能调度系统的大屏幕监视

煤气智能调度系统设置系统大屏，对系统内容进行全局监视，具体包括各种与煤气生产和消耗相关的各种参数以及主要设备的运行状态，日期(年／月／日)及时间(时／分／秒)显示，并根据用户习惯或行业标准以不同的颜色表示。煤气智能调度系统大屏幕内容为全厂煤气系统产、供、消和运行的监视图，实施人工监控、智能调度。

2.4 煤气智能调度系统的运行参数设定功能

煤气智能调度系统对影响生产的各种煤气参数进行设定上下限范围和目标值，从而实现煤气智能调度系统的自动报警提示和控制，确保煤气管网压力不超上限，杜绝煤气压力瞬间波动对管网造成损伤。

2.5 煤气智能调度系统的信息采集功能

煤气智能调度系统将所有煤气系统运行信息进行采集和存储，形成完整的煤气介质信息采集系统。通过信息采集系统，可实时掌握全公司煤气系统的运行情况，遇到异常情况可及时采取调度措施，将事故的影响降到最低，使系统尽可能运行在最佳状态，这在煤气系统处于非正常情况下特别有效[2]。

煤气智能调度系统信息系统具有对历史数据和信息进行查询、输出、编辑、计算、生成曲线等功能，并提供必要的结果输出。对流量、压力等关键参数，信息系统可提供必要的曲线显示趋势。

2.6 煤气智能调度系统的在线预测功能

煤气智能调度系统能够对实时采集数据进行平衡分析预测，为平衡调配提供决策支持信息。煤气系统流量预测是根据煤气系统当前的曲线，每隔5 min，预测15 min后的趋势，为煤气系统的在线平衡调整、减少超计划用气提供决策支持信息。

3 智能调度系统在煤气管理的应用实践

不锈钢公司成熟的自动化、信息化设施将分布于全厂煤气用户及各项参数通过计算机网络联结在一起，利用先进的网络技术搜集到不同工序煤气运行参数，并根据运行参数的特点建立优化和调控模型，实现煤气系统的实时监测、分散控制、集中管理、优化分配。图1为煤气智能调度系统监控画面。

图1 煤气智能调度系统监控画面

3.1 建立转炉煤气回收动态模型

采用煤气流量平衡算法，根据煤气产生量和消耗量，建立煤气动态运行模型。当预测煤气柜容超出允许范围后，系统自动计算发电煤气调整方案，平稳提高发电用煤气流量，通过增加发电量及时调整煤气供需流量达到平衡，消除人工调整不及时造成发电煤气量大起大落的现象发生，保证了煤气柜的安全柜容。

煤气动态模型建立后，提前3小时录入转炉吹炼计划，发电、燃气调度、炼钢调度、转炉主控室、煤气柜都可以看到模型的数据及给出的发电煤气使用量，由发电系统根据模型计算煤气使用量进行调整用量，燃气调度负责监督，过程参数超标会发出报警信息。煤气动态模型的建立，使燃气调度人工平衡煤气转变为计算机模型调度煤气、人工监控的方式，提高了煤气平衡精准度和效率。

3.2 数据采集

煤气智能调度系统将全厂所需的煤气数据全部进行采集和存储，对所有煤气数据进行信息共享管理，用于生产的监视分析、数据分析、数据计算、数据统计等。数据采集系统可显示和查询公司各工序、各班次和日累积煤气用量；可按照日报格式出具任意时间段煤气报表。

点击用户时，可以查询并出具该用户班组、日、月煤气报表。表1为不锈钢公司煤气实时采集表。

表1 不锈钢公司煤气实时采集表

3.3 煤气指标考核与管理

通过煤气数据采集系统收集各工序煤气回收、消耗情况，依此制定各工序煤气回收、消耗考核指标，并对各工序煤气消耗及发电量实际进行对比分析。

3.4 在线智能调度

建立煤气线性规划模型以达到煤气利用最佳化，实现煤气在线调度。其技术特点是：全厂煤气系统的在线跟踪控制不仅可以确保生产用气稳定供应，还能充分优化煤气系统的平衡，实现煤气资源合理有效的配置、提高煤气利用效率，节约人工成本。

4 结语

不锈钢公司智能调度系统在煤气管理中的应用实践表明，煤气智能调度系统对全公司煤气系统的稳定运行、平衡调度、事故处理及指挥有着重要的作用，实现了煤气系统的实时监测、分散控制、集中管理、优化分配的管控目标。

（1）通过煤气动态模型的建立，使得燃气调度由人工平衡煤气转变为计算机模型调度煤气、人工监控的方式，提高了煤气平衡精准度和效率。

（2）煤气数据在线采集系统的投用，实现了公司所有煤气数据信息的共享和煤气管理的直观化和定量化，促进了企业能源管理与企业生产信息系统的联动，提高了公司的能源管控能力，并为公司煤气回收利用的考核体系提供了数据支撑。

（3）通过建立煤气线性规划模型，提升了煤气系统的平衡能力，实现了煤气在线调度和煤气利回收用最佳化，优化了煤气资源的有效配置，提高了煤气回收利用效率，节约了人工成本。