炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法、装置、设备及介质。

背景技术

当炼钢厂的转炉开始吹炼时，会产生大量的高温蒸汽，高温蒸汽流过汽化烟道时，汽化烟道内的热负荷急剧增加，管壁温度和介质温度急剧升高；当吹炼结束时，汽化烟道内的热负荷急剧下降，而且转炉为周期性工作的，导致汽化烟道内的热负荷也频繁变化，对蒸汽系统的运行压力造成较大冲击，尤其在多座转炉同时吹炼时，高温蒸汽产生的更多，蒸汽系统的运行压力升高更快，而吹炼的停止和蒸汽的用户点对蒸汽的大量消耗，又使得蒸汽系统的运行压力快速下降，运行压力的波动极易导致管道及设备运行故障。

现有技术中，会在热负荷增加时通过蓄热器吸收一定的蒸汽量，在热负荷下降时，蓄热器会释放一定的蒸汽量，以改善蒸汽系统的运行压力，但是蓄热器是在热负荷发生变化后才开始吸收和释放的，很难缓解蒸汽系统运行压力在最高时和最低时对管道和设备的冲击。

因此，如何平衡蒸汽系统的运行压力，以降低管道和设备运行故障的概率是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种解决上述问题的炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法、装置、设备及介质，可以根据转炉和真空脱气装置的生产计划，预测未来一段时间内蒸汽的总产生量和总使用量，在总产生量减去总使用量的差值较大时，则降低未来一段时间内蒸汽的总产生量或增加蒸汽外送阀的开度，可以提前预防汽化烟道内的热负荷急剧增加，在总产生量减去总使用量的差值较小时，则增加增加降低未来一段时间内蒸汽的总产生量或减小蒸汽外送阀的开度，可以提前蒸汽系统的热负荷急剧下降，从而可以平衡蒸汽系统的运行压力，以降低管道和设备运行故障的概率。

第一方面，本发明提供了一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法，所述方法包括：

获取转炉和真空脱气装置的生产计划；

根据所述转炉和所述真空脱气装置的生产计划，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量和总使用量；

计算所述总产生量减去所述总使用量得到的差值；

若所述差值大于预设阈值，则降低所述从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或增加蒸汽外送阀的开度；

若所述差值小于所述预设阈值，则增加所述从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或减小所述蒸汽外送阀的开度。

可选的，所述降低所述从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量，包括：

减小所述转炉从所述当前时刻开始到预设时长内的第一作业炉次，以降低所述从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。

可选的，所述根据所述转炉和所述真空脱气装置的生产计划，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量和总使用量，包括：

确定所述转炉在单个作业炉次下的标准产汽量和第一标准用汽量，以及所述真空脱气装置在单个作业炉次下的第二标准用汽量；

根据所述转炉的生产计划，计算所述转炉从所述当前时刻开始到预设时长内的第一作业炉次；

根据所述真空脱气装置的生产计划，计算所述真空脱气装置从所述当前时刻开始到预设时长内的第二作业炉次；

根据所述标准产汽量和所述第一作业炉次，预测从所述当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量；

根据所述第一标准用汽量、所述第一作业炉次、所述第二标准用汽量和所述第二作业炉次，预测从所述当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总使用量。

可选的，所述根据所述标准产汽量和所述第一作业炉次，预测从所述当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量，包括：

获取所述转炉每次吹炼时的铁水装入量和废钢装入量；

根据所述每次吹炼时的铁水装入量和废钢装入量，确定所述标准产汽量的第一修正系数；

根据所述转炉本次吹炼和下次吹炼之间的间隔时间，确定所述标准产汽量的第二修正系数；

计算所述标准产汽量与所述第一修正系数和所述第二修正系数三者之间的乘积，得到所述转炉在单个作业炉次下的实际产汽量；

根据所述实际产汽量和所述第一作业炉次的乘积，预测所述从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。

可选的，所述确定所述转炉在单个作业炉次下的标准产汽量和第一标准用汽量，以及所述真空脱气装置在单个作业炉次下的第二标准用汽量，包括：

从所述转炉和所述真空脱气装置的生产计划中，获取所述转炉的冶炼模式和所述真空脱气装置的冶炼模式；

确定所述转炉的冶炼模式对应的单个作业炉次下的标准产汽量和第一标准用汽量，以及所述真空脱气装置的冶炼模型对应的单个作业炉次下的第二标准用汽量。

第二方面，本发明提供了一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取转炉和真空脱气装置的生产计划；

预测模块，用于根据所述转炉和所述真空脱气装置的生产计划，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量和总使用量；

计算模块，用于计算所述总产生量减去所述总使用量得到的差值；

降低模块，用于若所述差值大于预设阈值，则降低所述从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或增加蒸汽外送阀的开度；

增加模块，用于若所述差值小于所述预设阈值，则增加所述从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或减小所述蒸汽外送阀的开度。

可选的，降低模块还用于：

减小所述转炉从所述当前时刻开始到预设时长内的第一作业炉次，以降低所述从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。

可选的，预测模块包括：

确定单元，用于确定所述转炉在单个作业炉次下的标准产汽量和第一标准用汽量，以及所述真空脱气装置在单个作业炉次下的第二标准用汽量；

第一计算单元，用于根据所述转炉的生产计划，计算所述转炉从所述当前时刻开始到预设时长内的第一作业炉次；

第二计算单元，用于根据所述真空脱气装置的生产计划，计算所述真空脱气装置从所述当前时刻开始到预设时长内的第二作业炉次；

第一预测单元，用于根据所述标准产汽量和所述第一作业炉次，预测从所述当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量；

第二预测单元，用于根据所述第一标准用汽量、所述第一作业炉次、所述第二标准用汽量和所述第二作业炉次，预测从所述当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总使用量。

可选的，第一预测单元还用于：

获取所述转炉每次吹炼时的铁水装入量和废钢装入量；

根据所述每次吹炼时的铁水装入量和废钢装入量，确定所述标准产汽量的第一修正系数；

根据所述转炉本次吹炼和下次吹炼之间的间隔时间，确定所述标准产汽量的第二修正系数；

计算所述标准产汽量与所述第一修正系数和所述第二修正系数三者之间的乘积，得到所述转炉在单个作业炉次下的实际产汽量；

根据所述实际产汽量和所述第一作业炉次的乘积，预测所述从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。

可选的，确定单元还用于：

从所述转炉和所述真空脱气装置的生产计划中，获取所述转炉的冶炼模式和所述真空脱气装置的冶炼模式；

确定所述转炉的冶炼模式对应的单个作业炉次下的标准产汽量和第一标准用汽量，以及所述真空脱气装置的冶炼模型对应的单个作业炉次下的第二标准用汽量。

第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行如第一方面所述的方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如第一方面所述的方法。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供的一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法、装置、设备及介质，可以获取转炉和真空脱气装置的生产计划，了解各个转炉和各个真空脱气装置的冶炼开始时间和冶炼模式等；根据转炉和真空脱气装置的生产计划，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量和总使用量，对未来蒸汽系统的运行压力进行预判；计算总产生量减去总使用量得到的差值，通过差值的大小反应运行压力的大小；若差值大于预设阈值，说明产汽量过大，蒸汽系统的运行压力可能升高，则降低从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或增加蒸汽外送阀的开度，在运行压力升高前就提前降低蒸汽的总产生量，以防止蒸汽系统的运行压力快速升高，或者将一部分蒸汽排到外网；若差值小于预设阈值，说明使用量较大，蒸汽系统的运行压力可能降低，则增加从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或减小蒸汽外送阀的开度，在运行压力降低前就提前增加蒸汽的总产生量，以防止蒸汽系统的运行压力快速下降，或者减小外送的蒸汽。该方法有效的防止蒸汽系统的负荷波动，平衡蒸汽系统的运行压力，降低管道和设备运行故障的概率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制装置的结构框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

在对本发明实施例提供的炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法进行详细介绍之前，先对本发明实施例涉及的应用场景进行简单介绍：

由于炼钢冶炼的特殊性，现钢铁厂对转炉冶炼安全性有更高要求。钢铁行业的低碳转型对于我国实现“双碳”目标至关重要，推动钢铁行业碳达峰是“碳达峰”十大行动之一，有必要提前研判钢铁行业未来低碳发展路径和技术路线图。转炉工序边界以原料(铁水及废钢等)、能源及耗能工质的输入为起点，以终产品钢水、副产品钢渣、以及外供的煤汽和蒸汽的输出为终点。2022年1-10月份，转炉工序能耗最优水平为-26.87kgce/t，平均水平为-25.64kgce/t，比标杆水平高4.36kgce/t。炼钢工序能耗占比前五为：转气回收、蒸汽回收、蒸汽消耗、电耗、氧气消耗。其中转气回收在炼钢转炉工序能耗中占比最大，达54.03％，蒸汽回收占比21.07％，蒸汽消耗占比6.65％，电耗占比5.68％，氧气消耗占比2.46％。转炉冶炼周期为30-35分钟，转炉的蒸汽系统的稳定运行与转炉的生产过程直接连锁，作为转炉炼钢工艺的一部分直接参与炼钢生产。所以转炉在炼钢厂占有十分重要的地位。

转炉汽化冷却烟道(汽化烟道)装置的运行工况随转炉冶炼节奏的交替变化而急剧变化，当转炉开始吹炼时，大量的高温蒸汽流过汽化烟道时，汽化烟道内的热负荷急剧增加，管壁温度和介质温度急剧升高；当吹炼结束时，汽化烟道内的热负荷急剧下降，并且这种周期性的工况变化非常频繁，如此恶劣的运行条件必然对炼钢的蒸汽系统的运行压力造成较大冲击，尤其在多座转炉同时吹炼时，蒸汽系统的运行压力快速升高，可接近报警值或事故放散值，而蒸汽的用户点多为RH真空脱气装置(RH炉)，RH真空脱气装置对蒸汽压力和蒸汽量有较高要求，蒸汽的消耗使得运行压力快速下降，蒸汽压力的非周期性波动极易导致管道及设备运行故障、生产停滞及打乱生产节奏等，对整个蒸汽系统的平衡包括产生、输送、储存、消耗及外送等造成极大影响。长期的压力波动也易导致设备的疲劳损伤，设备机械强度降低的同时，也会带来较大的运行安全隐患。

现有技术中，会在热负荷增加时通过蓄热器吸收一定的蒸汽量，在热负荷下降时，蓄热器会释放一定的蒸汽量，以改善蒸汽系统的运行压力，但是蓄热器是在热负荷发生变化后才开始吸收和释放的，很难缓解蒸汽系统运行压力在最高时和最低时对管道和设备的冲击。

因此，针对转炉冶炼的特殊工况及运行条件，如何保证安全稳定运行的前提下，将炼钢冶炼时的蒸汽产生、输送、储存、消耗及外送实现平衡调控，最大限度的保证蒸汽系统平衡运行，减少蒸汽压力波动是转炉蒸汽能源平衡及降低工序能耗追求的目标，以及降低管道和设备运行故障的概率是目前亟待解决的技术问题。

接下来，对本发明实施例提供的炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法涉及的实施环境进行简单介绍。

蒸汽系统中蒸汽供用设施主要有转炉汽化冷却系统、蒸汽蓄热器及炼钢厂蒸汽用户(例如真空脱气装置)。转炉汽化冷却系统用于回收转炉产生的蒸汽的热量，降低蒸汽温度以利除尘及煤气回收。蒸汽蓄热器是一种蒸汽储存容器，蒸汽蓄热器(及配套阀组)用于将转炉产生的脉冲蒸汽进行存储，然后再转变成相对稳定的蒸汽输出，或从外部过热蒸汽管网储存一定量的蒸汽供负荷波动较大的真空脱气装置使用或向低压蒸汽管网供汽，以缓解转炉产汽波动及真空脱气装置负荷波动对蒸汽管网的强烈冲击，具有均衡供汽尖峰负荷的作用，在蒸汽系统负荷波动时，能缓解负荷的波动。真空脱气装置工作时会使用蒸汽。

在介绍完本发明实施例涉及的应用场景和实施环境后，接下来将结合附图对本发明实施例提供的炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法进行详细介绍。

图1是本发明实施例提供的一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤S110、获取转炉和真空脱气装置的生产计划。

步骤S120、根据转炉和真空脱气装置的生产计划，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量和总使用量。

步骤S130、计算总产生量减去总使用量得到的差值。

步骤S140、若差值大于预设阈值，则降低从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或增加蒸汽外送阀的开度。

步骤S150、若差值小于预设阈值，则增加从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或减小蒸汽外送阀的开度。

其中，生产计划包括冶炼开始时间和冶炼模式。蒸汽的总产生量和总使用量的单位均为质量，例如吨或公斤。

在本实施例中，可先从三级系统中获得转炉和真空脱气装置的生产计划，了解各个转炉和各个真空脱气装置的冶炼开始时间和冶炼模式，然后根据该生产计划预测接下来一段时间内(从当前时刻开始到预设时长内)蒸汽的的总产生量和总使用量，了解蒸汽在接一下来的一段时间内蒸汽的产生和使用情况。若总产生量减去总使用量的差值大于预设阈值，说明产汽量过大，蒸汽系统的运行压力可能升高，因此在运行压力升高前就提前降低接一下来的一段时间内蒸汽的总产生量，或者增加蒸汽外送阀的开度，放出更多的蒸汽到外网中，以防止蒸汽系统的运行压力快速升高；若总产生量减去总使用量的差值小于预设阈值，说明使用量较大，蒸汽系统的运行压力可能降低，因此在运行压力降低前就提前增加接一下来的一段时间内蒸汽的总产生量，或者减小蒸汽外送阀的开度，减少放到外网中的蒸汽量，甚至可以不放送蒸汽到外网，以防止蒸汽系统的运行压力快速下降。若差值等于预设阈值，则以当前的设置继续生产。该方法有效的防止汽化管道的负荷波动，平衡蒸汽系统的运行压力，降低管道和设备运行故障的概率。

其中，预设时长可以是两小时。具体可以根据各个炉的工作参数对预设时长进行设定。真空脱气装置可以包括RH真空脱气装置。

在本实施例中，可以采用OPC(OLE for Process Control，进程控制对象连接议)通讯方式建立一级系统通讯程序，完成转炉、RH炉(RH真空脱气装置)的实际生产数据的采集和指令的下发，控制一级程序进行自动控制。蒸汽系统采用中间服务器，连接一级、二级交换机，分别实现同基础自动化、转炉二级、RH炉二级以及三级系统之间的通讯。数据通讯功能可以实现各工序蒸汽计量系统的通讯(包括：各转炉汽化系统、干法系统与二级服务器的通讯；仪表公用系统与二级服务器的通讯)，实现蒸汽系统和转炉二级系统的通讯、蒸汽系统和RH炉二级系统的通讯、蒸汽系统和三级系统的通讯。通讯协议统一遵循TCP/IP协议。数据库之间采用DB-link(数据库表互相读写)的方式实现相互之间数据的读取和发送。

可选的，S120包括：

第一步、确定转炉在单个作业炉次下的标准产汽量和第一标准用汽量，以及真空脱气装置在单个作业炉次下的第二标准用汽量。

在本实施例中，可以根据转炉的历史生产数据，计算出转炉正常工作时，单炉单个作业炉次下的产汽量，将该单炉单个作业炉次下的产汽量作为标准产汽量。若有多个转炉同时工作，可以通过计算产汽总量的平均值，得到单炉的产汽量。然后再计算单个转炉的用汽设备在单个作业炉次下的用汽量，将该用汽量作为第一标准用汽量。同理，根据真空脱气装置的历史生产数据，计算出第二标准用汽量。

其中，转炉的用汽设备可以包括除氧器和EC(evaporative cooler，蒸发冷却器)。

可选的，第一步包括：

从转炉和真空脱气装置的生产计划中，获取转炉的冶炼模式和真空脱气装置的冶炼模式；确定转炉的冶炼模式对应的单个作业炉次下的标准产汽量和第一标准用汽量，以及真空脱气装置的冶炼模型对应的单个作业炉次下的第二标准用汽量。

在本实施例中，转炉的不同冶炼模式对应不同的标准产汽量和不同的第一标准用汽量，同样，真空脱气装置的不同冶炼模式对应不同的第二标准用汽量。因此，在转炉和真空脱气装置的生产计划中，可以得到转炉和真空脱气装置将要采用哪个冶炼模式进行冶炼，然后可以得到在此冶炼模式下的标准产汽量、第一标准用汽量和第二标准用汽量。

第二步、根据转炉的生产计划，计算转炉从当前时刻开始到预设时长内的第一作业炉次。

在本实施例中，转炉的生产计划中会记录转炉每次冶炼的冶炼开始时间，因此，根据冶炼开始时间可以计算出从当前时刻开始到预设时长内的转炉可以工作几个炉次，即得到第一作业炉次。例如，从当前时刻开始到预设时长内的转炉可以工作一个整炉次和半个炉次，则第一作业炉次为1.5作业炉次。

第三步、根据真空脱气装置的生产计划，计算真空脱气装置从当前时刻开始到预设时长内的第二作业炉次。

在本实施例中，真空脱气装置的生产计划中会记录真空脱气装置每次冶炼的冶炼开始时间，因此，根据冶炼开始时间可以计算出从当前时刻开始到预设时长内的真空脱气装置可以工作几个炉次，即得到第二作业炉次。

第四步、根据标准产汽量和第一作业炉次，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。

在本实施例中，可以根据标准产汽量和第一作业炉次的乘积，得到从当前时刻开始到预设时长内每个转炉蒸汽的产生量，将所有转炉蒸汽的产生量相加，即可预测出从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。但是，每个转炉实际的工作状态与标准工作状态会略有区别，为了使最终得到的总产生量更准确，还要对标准产汽量进行修正。

可选的，第四步包括：

获取转炉每次吹炼时的铁水装入量和废钢装入量；根据每次吹炼时的铁水装入量和废钢装入量，确定标准产汽量的第一修正系数；根据转炉本次吹炼和下次吹炼之间的间隔时间，确定标准产汽量的第二修正系数；计算标准产汽量与第一修正系数和第二修正系数三者之间的乘积，得到转炉在单个作业炉次下的实际产汽量；根据实际产汽量和第一作业炉次的乘积，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。

在本实施例中，不同的铁水装入量和不同的废钢装入量会影响转炉的实际蒸汽的产生量，所以，不同的铁水装入量和不同的废钢装入量对应不同的第一修正系数，具体可以根据获取的转炉每次吹炼时的铁水装入量和废钢装入量，通过查表得到对应的第一修正系数；同时，转炉长时间不冶炼也会导致热量的损失，因此不同的吹炼间隔时间也对应不同的第二修正系数，最后用修正系数乘以标准产汽量可以计算出转炉的实际产汽量，即每个转炉在单个作业炉次下的实际产汽量为标准产汽量与第一修正系数和第二修正系数三者之间的乘积；从当前时刻开始到预设时长内所有转炉的实际产汽量的总和，即为从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。

第五步、根据第一标准用汽量、第一作业炉次、第二标准用汽量和第二作业炉次，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总使用量。

在本实施例中，根据每个转炉的第一标准用汽量和第一作业炉次的乘积，可以得到每个转炉蒸汽的使用量，将所有转炉从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的使用量相加，可以得到转炉的蒸汽总使用量；然后，根据第二标准用汽量和第二作业炉次的乘积，可以得到每个真空脱气装置蒸汽的使用量，将所有真空脱气装置从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的使用量相加，可以得到真空脱气装置的蒸汽总使用量；将转炉的蒸汽总使用量加上真空脱气装置的蒸汽总使用量，可以得到从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总使用量。

可选的，步骤S140包括：

减小转炉从当前时刻开始到预设时长内的第一作业炉次，以降低从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。

在本实施例中，只有转炉在吹炼时才会产生蒸汽，因此在蒸汽的总产生量减去蒸汽的总使用量的差值大于预设阈值时，则可以通过减少转炉的产气量，降低蒸汽的总产生量，来减小差值，降低汽化管道内的蒸汽负荷，防止蒸汽负荷过高，消除蒸汽系统运行压力波动的峰谷。

具体可以根据实际情况调整生产计划，例如可以延后转炉的冶炼开始时间，或者关闭某个转炉，从而减小转炉从当前时刻开始到预设时长内的吹炼次数，即减小第一作业炉次。

在步骤S150中，可以通过增加转炉从当前时刻开始到预设时长内的第一作业炉次，以增加从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。

在本实施例中，蒸汽外送阀打开后，即可将蒸汽输送到外网的低压蒸汽管网中，从而可以通过控制蒸汽外送阀的开度，调节蒸汽系统的运行压力。

在步骤S140中，在蒸汽的总产生量减去蒸汽的总使用量的差值大于预设阈值时，增加蒸汽外送阀的开度，使得更多的蒸汽流入外网，降低蒸汽系统的运行压力，防止蒸汽负荷过高，消除蒸汽系统运行压力波动的峰谷。

其中，差值越大，蒸汽外送阀的开度越大，可以更好的平衡蒸汽系统。具体可以将差值划分出多个梯度，不同的梯度对应不同的蒸汽外送阀的开度。

在步骤S150中，在蒸汽的总产生量减去蒸汽的总使用量的差值小于预设阈值时，说明蒸汽的使用量较大，产气量已经难以满足使用量，因此可以减小蒸汽外送阀的开度，减小送入外网的蒸汽量，增加蒸汽系统的运行压力，防止蒸汽负荷降的过低，消除蒸汽系统运行压力波动的波谷。

其中，差值越小，蒸汽外送阀的开度越小，在差值小于第一阈值(第一阈值小于预设阈值)时，可关闭蒸汽外送阀。还可以在差值小于第二阈值(第二阈值小于预设阈值)时，开启外网补汽阀，对蒸汽系统进行补汽，防止蒸汽负荷降的过低，消除蒸汽系统运行压力波动的波谷。

需要说明的是，在蒸汽的总产生量减去蒸汽的总使用量的差值小于预设阈值时，也可直接关闭蒸汽外送阀。

在本实施例中，通过蓄热器的高温高压热水的储汽能力，作为蒸汽的中转稳压，当用户需求蒸汽时，蓄热器释放蒸汽，再输送给蒸汽用户，蓄热器蓄满热量后多余的蒸汽可外送。蓄热器的蓄热能力是有限的，在蒸汽的总产生量减去蒸汽的总使用量的差值大于预设阈值时，可以根据差值的大小、蒸汽的温度和密度，经过换算可以得到蓄热器吸收该温度、该密度、该差值下的蒸汽后，蓄热器的压力会变化多少，若变化后的压力大于压力报警值，则进行报警，并提醒工作人员需将蒸汽外送。若压力不大于压力报警值，说蓄热器可以吸收所有差值下的蒸汽。

也就是说，在蒸汽的总产生量减去蒸汽的总使用量的差值大于预设阈值时，还可以根据差值、蓄热器剩余的蓄热空间，判断是否增加蒸汽外送阀的开度。根据差值、蒸汽的温度和密度，确定蓄热器吸收该差值对应的蒸汽所需要的蓄热空间，若需要的蓄热空间大于剩余的蓄热空间，则开启蒸汽外送阀，并根据需要的蓄热空间与剩余的蓄热空间的差值的大小，确定蒸汽外送阀的开度。若需要的蓄热空间不大于剩余的蓄热空间，则不开启蒸汽外送阀。

需要说明的是，在蒸汽的总产生量减去蒸汽的总使用量的差值大于预设阈值时，可以根据实际情况选择减小第一作业炉次还是选择增加蒸汽外送阀的开度，也可以同时选择。在蒸汽的总产生量减去蒸汽的总使用量的差值小于预设阈值时，可以根据实际情况选择增加第一作业炉次还是选择减少蒸汽外送阀的开度，也可以同时选择。

在本实施例中，基于炼钢的生产节奏与蒸汽产出、存储及消耗特性建立炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法，减少公司管网蒸汽补汽量，通过深入分析转炉在不同冶炼模式下的蒸汽产量规律，有效储存至ACC蓄热器中，研究影响RH炉蒸汽消耗的因素，动态预测炼钢厂生产计划周期内蒸汽系统的运行压力，缩小运行压力的波动，及时预测自产不足时需要的蒸汽补气量，必要时提前进行蒸汽外送，避免因蒸汽压力急剧上升导致放散浪费。

同时，为增加蒸汽系统的现场适应性，本方法可以根据现场的历史数据进行动态自学习，实现动态优化本方法中的参数。

在本实施例中，每隔一定间隔(1-5min)就循环一次本方法的流程，从而可以实时平衡蒸汽系统。

在实施例中，还可以通过人机交互界面显示：各个工序蒸汽产生量、各个工序蒸汽使用量、差值、各设备运转状态。人机交互界面可以分为几个区域：蒸汽产生区域：分别展示各转炉从当前时刻开始到预设时长内(例如两小时)蒸汽产生量、过热蒸汽产生量，每一分钟更新一次。蒸汽使用区域：分别展示各RH炉蒸汽从当前时刻开始到预设时长内(例如两小时)蒸汽使用量、各转炉除氧器从当前时刻开始到预设时长内(例如两小时)蒸汽使用量、各转炉蒸发冷却器从当前时刻开始到预设时长内(例如两小时)蒸汽使用量，每分钟更新一次。蒸汽供需差值区域：分别显示总产生量减去总使用量的差值。并显示测算的蓄热器吸热后的压力变化，进出汽调节阀的动态开度显示。生产人员操作区域：蓄热器蒸汽计算的投用、压力超出设定值的报警提示。

本方法可以解决转炉冶炼时蒸汽运行过程中间断产汽及间断消耗蒸汽等造成的蒸汽运行压力波动较大的问题，对能源的充分利用都达到了较好的效果，对转炉区域生产环境，高温高压设备的安全稳定运行均有极大的改善。可降低操作员工的劳动强度、实现炼钢蒸汽系统的供需平衡、对蓄热器压力进行消峰去谷，实现压力的稳定及实现主控工对蒸汽的智能化管理。改善转炉冶炼运行环境，降低转炉蒸汽异常放散，提高操作人员作业及设备运行安全、节约蒸汽能源消耗及降低转炉工序能耗等，同时创造良好转炉工作环境等社会、经济和环境效益明显。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制装置，图2是本发明实施例提供的一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制装置的结构框图，如图2所示，该装置200包括获取模块201、预测模块202、计算模块203、降低模块204和增加模块205。

获取模块201，用于获取转炉和真空脱气装置的生产计划；

预测模块202，用于根据转炉和真空脱气装置的生产计划，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量和总使用量；

计算模块203，用于计算总产生量减去总使用量得到的差值；

降低模块204，用于若差值大于预设阈值，则降低从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或增加蒸汽外送阀的开度；

增加模块205，用于若差值小于预设阈值，则增加从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或减小蒸汽外送阀的开度。

可选的，降低模块204还用于：

减小转炉从当前时刻开始到预设时长内的第一作业炉次，以降低从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。

可选的，预测模块202包括：

确定单元，用于确定转炉在单个作业炉次下的标准产汽量和第一标准用汽量，以及真空脱气装置在单个作业炉次下的第二标准用汽量；

第一计算单元，用于根据转炉的生产计划，计算转炉从当前时刻开始到预设时长内的第一作业炉次；

第二计算单元，用于根据真空脱气装置的生产计划，计算真空脱气装置从当前时刻开始到预设时长内的第二作业炉次；

第一预测单元，用于根据标准产汽量和第一作业炉次，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量；

第二预测单元，用于根据第一标准用汽量、第一作业炉次、第二标准用汽量和第二作业炉次，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总使用量。

可选的，第一预测单元还用于：

获取转炉每次吹炼时的铁水装入量和废钢装入量；

根据每次吹炼时的铁水装入量和废钢装入量，确定标准产汽量的第一修正系数；

根据转炉本次吹炼和下次吹炼之间的间隔时间，确定标准产汽量的第二修正系数；

计算标准产汽量与第一修正系数和第二修正系数三者之间的乘积，得到转炉在单个作业炉次下的实际产汽量；

根据实际产汽量和第一作业炉次的乘积，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量。

可选的，确定单元还用于：

从转炉和真空脱气装置的生产计划中，获取转炉的冶炼模式和真空脱气装置的冶炼模式；

确定转炉的冶炼模式对应的单个作业炉次下的标准产汽量和第一标准用汽量，以及真空脱气装置的冶炼模型对应的单个作业炉次下的第二标准用汽量。

可以理解的是，上述实施例提供的装置，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括处理器和存储器，其中处理器和存储器可以通过总线或者其他方式互相通信连接。

处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

存储器可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器可在电子设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器可以是非易失性固态存储器。

在一个实例中，存储器可以是只读存储器(Read Only Memory，ROM)。在一个实例中，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。

处理器通过读取并执行存储器中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法。

在一个示例中，电子设备还可包括通信接口和总线。其中，处理器、存储器、通信接口通过总线连接并完成相互间的通信。通信接口，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。在合适的情况下，总线可包括一个或多个总线。

另外，结合上述实施例中的炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法，本发明实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明实施例提供的一种炼钢厂平衡蒸汽系统的控制方法、装置、设备及介质，可以获取转炉和真空脱气装置的生产计划，了解各个转炉和各个真空脱气装置的冶炼开始时间和冶炼模式等；根据转炉和真空脱气装置的生产计划，预测从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量和总使用量，对未来蒸汽系统的运行压力进行预判；计算总产生量减去总使用量得到的差值，通过差值的大小反应运行压力的大小；若差值大于预设阈值，说明产汽量过大，蒸汽系统的运行压力可能升高，则则降低从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或增加蒸汽外送阀的开度，在运行压力升高前就提前降低蒸汽的总产生量，以防止蒸汽系统的运行压力快速升高，或者将一部分蒸汽排到外网；若差值小于预设阈值，说明使用量较大，蒸汽系统的运行压力可能降低，则增加从当前时刻开始到预设时长内蒸汽的总产生量或减小蒸汽外送阀的开度，在运行压力降低前就提前增加蒸汽的总产生量，以防止蒸汽系统的运行压力快速下降，或者减小外送的蒸汽。该方法有效的防止蒸汽系统的负荷波动，平衡蒸汽系统的运行压力，降低管道和设备运行故障的概率。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。