CN101760980A - 造纸机干燥部能量***监测控制***及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种造纸机干燥部能量***监测诊断***，其包括：用于将采集到的造纸机干燥部的物流数据统一格式和单位并存入关系数据库模块的数据预处理及导入模块；用于对数据进行存储和转换的关系数据库模块；用于对关系数据库中存储的所述物流数据进行诊断分析的能量***诊断模型数据库；用于调用和显示能量***诊断模型数据库得出的诊断报告的人机交互界面；用于根据能量***诊断模型数据库模块的诊断结果对干燥部***进行优化设计的能量***优化方案知识库和优化算法库。通过本发明的***和方法，能够对纸机干燥部的用能情况进行全面、实时的监测和自动优化控制，可节能3～7％。
Description
技术领域
本发明涉及一种造纸机干燥部能量***监测控制***及其工作方法，特别涉及一种用于全封闭、多组烘缸的造纸机干燥部的能量***监测控制***及其工作方法。
背景技术
造纸产业是与国民经济发展密切相关的重要基础原材料产业。据2004年统计，我国一般大中型造纸企业能源利用率只有30％，2005年每吨浆纸的综合能耗高达1.38吨标准煤(世界先进水平仅为0.5吨标煤)，造纸工业万元产值综合能耗高达2.5～3.0吨标准煤。造纸行业已经成为我国高耗能、高污染的重点监管行业之一。在造纸设备中，纸机干燥部能耗约占全厂生产能耗50％～60％，因此做好纸机干燥部的节能十分重要。
纸页干燥是一个复杂的热质传递的过程，多烘缸纸页的干燥过程涉及的物料和能量传递复杂多样，包括蒸汽加热烘缸表面纸页的干燥，气罩通风和废气热量的回收以及烘缸冷凝水的回收和排放。现在造纸企业对纸机干燥部能量的监测，主要集中在对某几个点的物流参数的控制和调节上，集散控制***(DCS)测量得到的数据和现场测量的数据由于各种原因并不能有效的整合和分析，而且测量数据的不全面也导致监测不全面，更谈不上对造纸机干燥部的能量利用率进行监测和节能潜力进行分析及优化控制了。现在的纸机控制***亦不能针对整个干燥部的能量利用和回收水平效率进行监测和优化控制。
发明内容
本发明的目的在于在原有的纸机干燥部监测和控制***基础上，提供一种更加实时、直观，可对整个干燥部的能量***进行能量利用的监测和诊断、并可在线分析能量利用水平和效率，得出包含节能潜力数据的诊断报告及优化建议并自动控制实施的造纸机干燥部能量***监测控制***及其工作方法，更好的实现对密闭气罩、多烘缸纸页干燥过程的监测和优化控制。
为实现本发明的目的采用的技术方案：一种造纸机干燥部能量***监测控制***，其特征是，包括：用于将采集到的造纸机干燥部的物流数据统一格式和单位并存入关系数据库模块的数据预处理及导入模块；用于对数据进行存储和转换的关系数据库模块；用于对关系数据库中存储的所述物流数据进行诊断分析的能量***诊断模型数据库；用于调用和显示能量***诊断模型数据库得出的诊断报告的人机交互界面；用于根据能量***诊断模型数据库模块的诊断结果对干燥部***进行优化设计的能量***优化方案知识库和优化算法库；所述造纸机的DCS、设置在造纸机干燥部气罩内的在线数据采集仪、设置在烘缸表面和纸页上的便携式数据采集仪和手工录入***分别与数据预处理及导入模块相连接；所述数据预处理及导入模块与关系数据库相连接；所述关系数据库与能量***诊断模型数据库相互连接；所述能量***诊断模型数据库与人机交互界面相互连接；所述能量***诊断模型数据库模块与能量***优化方案知识库和优化算法库模块相互连接；所述能量***优化方案知识库和优化算法库模块与人机交互界面相互连接；所述能量***优化方案知识库和优化算法库模块与造纸机的DCS信号连接。
为了更好地实现本发明，所述能量***诊断模型数据库包括：用于诊断纸页干燥过程进出物料平衡的物料平衡模型；用于诊断纸页干燥过程进出能量平衡的能量平衡模型；用于诊断纸页干燥过程的单位纸张产量的能源消耗量的能耗诊断模型；用于评价造纸机干燥部能量利用状况的热效率诊断模型，所述纸机干燥部热效率是指干燥纸张理论需要的热量与干燥部实际消耗的热量之比；用于诊断纸页升温状况的干燥曲线诊断模型；用于气罩空气平衡和空气参数的通风***诊断模型；用于热回收网络运行状态的夹点技术分析模型；用于冷凝水热回收水平的冷凝水回收诊断模型。
所述能量***优化方案知识库和优化算法库包括能量***优化方案知识库和能量***优化算法库，其中能量***优化算法库包括：
利用夹点技术对干燥部热空气预热和热回收子***进行优化分析的夹点分析与优化模型；其中，夹点技术是以热力学为基础，从宏观角度分析过程***中能量流沿温度的分布的方法，其基本思想是：利用对换热网络的换热器的进出物流进行划分热物流(被冷却的物流)和冷物流(被加热的物流)；根据冷热物流的热负荷做出换热网络的问题表格，并对问题表格的子网络进行热量衡算，找出换热网络的夹点，通过复合曲线图判断换热网络的合理性，进而确定换热***最小的公用工程(蒸汽)用量；
通过控制进出气罩的风机开度来优化气罩空气温度、压力及气罩温度梯度分布，以达到气罩空气的操作温度高于气罩空气的露点10℃的优化目标，并且使气罩零位保持稳定的气罩通风***优化模型；该优化模型是根据通入气罩的预热空气、泄露空气和排出气罩的物料和能量平衡为基础的，根据空气的通入量和纸页水分的蒸发量判断气罩空气的湿度和露点；
通过线性规划方法达到多烘缸分段通汽***蒸汽用量最少的蒸汽冷凝水***优化模型；通常纸机烘缸冷凝水***的控制由每一段通汽的压差和烘缸表面温度来决定的，而该过程对于汽水分离***的控制却没有进行优化，也没有***优化冷凝水的回收，通过对该过程的线性优化，既可以对特定纸种进行优化，也可以针对不同的纸种按照其烘缸表面温度和水分蒸发量优化最小的蒸汽用量；
通过区分不同纸页的临界水分含量来确定不同烘缸组的通汽压力和通汽量，从而达到最快速有效的干燥纸页而且蒸汽用量最少的纸页干燥曲线优化模型；该模型是通过测量不同水分在纸机干燥部的干燥曲线得出来的烘缸表面温度回归模型；
用于优化纸页的升温曲线的烘缸表面温度回归模型；
用于对工艺改进和设备改造过程中投资回收周期的计算的投资回报率核算模型。
所述的能量***优化方案知识库包括：用于根据不同汽水分离器分离出来的冷凝水进行不同的处理利用的冷凝水回收方案；用于根据纸机车速、纸种的变化改变烘缸的通汽方式，加速冷凝水的排出，提高烘缸的导热性和干燥效率的烘缸***改造方案；用于根据气罩通风***的优化模型来改造气罩通风***，使之达到气罩空气参数稳定、操作简单、节约能量的气罩通风***改造方案；用于根据不同定量的纸页的临界干燥水分和单位干燥产品的蒸汽消耗量来确定烘缸表面的温度曲线，以便于根据不同的纸种变化快速调节烘缸通汽，节约操作时间的干燥曲线优化方案；用于将纸机运行过程中气罩参数、冷凝水参数以及热回收***参数与不同定量的纸种之间的对应关系进行优化的干燥部运行参数的优化方案；在造纸机原有的集散控制***的基础上增加的、基于干燥过程模型的先进控制***的干燥部优化过程控制***方案。
上述的造纸机干燥部能量***监测控制***的工作方法，其特征是，包括如下步骤：
第一步，采集造纸机干燥部的物料的流量、压力、温度、湿度数据；
第二步，对采集到的所述物流数据进行统一格式和单位的预处理后存入关系数据库中；
第三步，利用能量***诊断模型数据库对关系数据库中存储的物流数据进行诊断和分析，并将得出的诊断结果和造纸机的设计参数对比，得出能量的利用和回收效率、设备的运行负荷和纸机的节能潜力数据；
第四步，将纸机干燥部分为气罩和烘缸***、蒸汽冷凝水***、通风和热回收***三部分，利用能量***优化方案知识库和优化算法库分别对各部分进行优化设计，得出造纸机干燥部能量***各部分的优化方案；
第五步，将优化方案的生产参数自动反馈到纸机集散控制***(DCS)中去进行自动优化控制，直到干燥部的能量***诊断结果处于合理的状态。
所述第一步中的采集造纸机干燥部的数据包括：(1)直接在造纸机的DCS上采集数据；(2)采集气罩内空气参数数据；(3)采集烘缸表面温度和不同位置的纸页的干度；(4)通过问卷调查的方式采集纸机运行的经验数据。
所述第三步中的诊断和分析是指：(1)利用能量***诊断模型数据库中的物料平衡模型来诊断干燥过程的物料平衡；(2)利用能量***诊断模型数据库中的能量平衡模型来诊断干燥过程的能量平衡；(3)利用能量***诊断模型数据库中的能耗诊断模型来诊断纸页干燥过程单位纸张产量的能源消耗量；(4)利用能量***诊断模型数据库中的热效率诊断模型来评价造纸机干燥部能量利用状况，所述纸机干燥部热效率是指干燥部实际消耗的热量与干燥纸张理论需要的热量之比；(5)利用能量***诊断模型数据库中的干燥曲线诊断模型来诊断纸页的升温曲线是否合理；(6)利用能量***诊断模型数据库中的通风***诊断模型来诊断气罩空气平衡和空气参数；(7)利用能量***诊断模型数据库中的夹点技术分析模型来诊断热回收网络运行状态；(8)利用能量***诊断模型数据库中的冷凝水回收诊断模型来诊断冷凝水热回收水平。
所述第四步的优化是指先由优化算法库进行优化，再由优化方案知识库根据能量***诊断模型数据库的诊断结果和优化算法库的结果进行对比得出优化改造方案；其中，由优化算法库进行优化是指：(1)利用夹点分析与优化模型对通风和热回收***进行优化；(2)用蒸汽冷凝水***优化模型对蒸汽冷凝水***进行优化；(3)用基于模型的先进控制方法对纸机原有的集散控制***进行补充优化；(4)用纸页干燥曲线优化模型对烘缸表面温度进行优化；(6)用气罩通风***优化模型对气罩参数进行监测，对气罩通风和排风进行优化；(7)通过投资回报率核算模型对工艺改进和设备改造进行优化；所述优化改造方案包括：气罩余热和冷凝水回收***改造方案、通风***改造方案、烘缸表面干燥曲线改造方案、干燥部运行参数优化方案和优化控制方案；(8)用烘缸表面温度回归模型对纸页升温模型进行优化。
所述直接在造纸机的DCS上采集数据是指利用IFIX软件直接在造纸机的DCS上采集数据；采集气罩内空气参数数据是指用阿尔邦在线数据采集仪采集气罩内空气参数数据；采集烘缸表面温度和不同位置的纸页的干度是指用便携式数据采集仪器采集烘缸表面温度和不同位置的纸页的干度。
本发明的设计原理是这样的，由计算机程序控制自动运行实现对整个能量***的优化控制：
1、能量诊断模型库中的诊断模型有如下几类：
(1)物料平衡诊断模型，主要用来考察进出物料的平衡，其数学模型表达式为：∑Massin＝∑Massout，
其中，Massin：进入***物料，Massout：出***物料；
(2)能量平衡诊断模型，是用来诊断干燥部进出能量平衡的模型，通过诊断可以判断***的能量流向。其表达式如下：∑Energyin＝∑Energyout
其中，Energyin：进入***物料，Energyout：出***物料；
(3)干燥曲线诊断模型：是根据烘缸内的蒸汽压力和导热系数确定的烘缸表面温度分布模型。
(4)干燥部能耗诊断模型，即单位产量的产品消耗的蒸汽量，也可以通过蒸汽参数通过关系数据库的转换表示成单位产量的产品消耗的热量；
(5)通风***诊断模型，这部分模型是基于图2中干燥部热回收***能量和物料平衡建立的，其主要流程是气罩排出的湿热空气经过两组换热器与新鲜空气和清水换热后排出的过程。该模型主要表征了干燥部换热过程换热效率和能量利用的水平，用热回收效率来表示，其数学表达式为
其中，Ere，回收热量；Ee排出热量；
(6)热效率诊断模型来评价造纸机干燥部能量利用状况，所述纸机干燥部热效率是指干燥部实际消耗的热量与干燥纸张理论需要的热量之比；
(7)夹点技术分析模型：依据夹点技术的要求，判断换热网络的可操作性。
(8)冷凝水回收诊断模型，该模型主要用来监测和评价蒸汽在烘缸内的利用和在汽水分离器中的分离效率。
诊断报告是在对能量***诊断的基础上得出的。诊断报告通过诊断结果和纸机的设计参数对比，给出能量的利用和回收效率、设备的运行负荷、纸机的节能潜力等。
2、优化知识库和算法库的设计原理是这样的：
(1)优化知识库设计原理主要包括：
烘缸***改造方案，该方案通过诊断烘缸冷凝水的排出状况，判断是否需要改变烘缸内部结构，通畅冷凝水的排出；
干燥曲线优化方案是指通过诊断烘缸表面温度曲线和正常烘缸设计温度曲线的差别确定如何改变通气压力和温度达到设计要求；
气罩通风***改造方案是通过诊断判断气罩通气量是否合理，该增加还是减少新鲜空气通入量；
运行参数优化方案是根据纸机高效运行时的车速，断纸次数相比较，确定纸机在稳定运行时的参数范围，并给出运行参数的优化方案；
优化过程控制***方案是通过能耗诊断模型和热效率模型的诊断结果提出纸机过程参数的优化调节建议；
冷凝水回收方案是指通过检测冷凝水回收温度、流量，提出最高效冷凝水回收方案。
(2)能量***优化算法库的设计原理包括：
纸页干燥曲线优化模型是通过不同的纸张干燥要求设计的最佳干燥曲线转换的数学模型；
烘缸表面温度回归模型是根据不同压力温度的蒸汽在运行状态下和烘缸表面的测量温度回归而成的准线性模型；
气罩通风优化模型表征的不同的通风量和通风温度压力，对气罩空气平衡的影响；
夹点分析与优化模型是根据不同物流参数变化得到的能量回收状况；
蒸汽冷凝水***优化模型是在满足烘缸需要的情况下，回收最大量的冷凝水余热；
投资回报率模型是根据优化方案给出的策略核算需要的投资和回收期之间的关系。
本发明相对于现有技术的主要优点和效果是：本发明把纸机的DCS数据用软件采集，结合便携式仪器测量的数据，通过特定的数学模型进行分析和诊断，不仅能够对纸机干燥部的用能情况进行全面、实时的监测，还实现对纸机干燥过程的能量消耗和用能效率作出诊断，找出能量***的节能潜力并提出优化运行的方案，并根据该方案，对DCS的运行参数进行自动控制，同时诊断结果和优化方案实时显示到人机交互界面上，改变了长期以来造纸机干燥部能量***监测不全面，用能情况缺乏诊断和优化控制的局面，具有良好的可控和稳定性。实验证明，经过本***的监测、诊断和优化控制，可节能3～7％。
附图说明
图1本发明的***的结构方框图；
图2是本发明的***在干燥部的数据采集点的分布示意图；
图3是本发明的***的工作流程图；
图4是本发明工作方法的步骤性流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
按照生产能力为500吨/天的新闻纸机为例来说明本发明对造纸机干燥部的监测控制。本发明的***的结构示意图如图1所示，包括：用于将采集到的造纸机干燥部的物流数据统一格式和单位并存入关系数据库模块的数据预处理及导入模块；用于对数据进行存储和转换的关系数据库模块；用于对关系数据库中存储的所述物流数据进行诊断分析的能量***诊断模型数据库；用于根据能量***诊断模型数据库模块的诊断结果对干燥部***进行优化设计的能量***优化方案知识库和优化算法库；用于调用和显示能量***诊断模型数据库得出的诊断报告的人机交互界面；所述造纸机的DCS、设置在造纸机干燥部气罩内的在线数据采集仪、设置在烘缸表面和纸页的不同位置上的便携式数据采集仪和手工录入***分别与数据预处理及导入模块相连接；所述数据预处理及导入模块与关系数据库相连接；所述关系数据库与能量***诊断模型数据库相互连接；所述能量***诊断模型数据库模块与能量***优化方案知识库和优化算法库模块相互连接；所述人机交互界面分别与能量***诊断模型数据库和能量***优化方案知识库和优化算法库相互连接；所述能量***优化方案知识库和优化算法库与造纸机的DCS信号连接。所述的关系数据库模块采用SQL server数据库。所述能量***诊断模型数据库包括：用于诊断纸页干燥过程的进出物料平衡的物料平衡模型；用于诊断纸页干燥过程的进出能量平衡的能量平衡模型；用于诊断纸页干燥过程的单位纸张产量的能源消耗量的能耗诊断模型；用于评价造纸机干燥部能量利用状况的热效率诊断模型，所述纸机干燥部热效率是指干燥纸张理论需要的热量与干燥部实际消耗的热量之比；用于诊断纸页升温状况的干燥曲线诊断模型；用于诊断气罩空气平衡的通风***诊断模型；用于诊断热回收网络运行状态的夹点技术分析模型；用于评价冷凝水回收水平的冷凝水回收诊断模型。所述能量***优化方案知识库和优化算法库包括能量***优化方案知识库和能量***优化算法库，其中能量***优化算法库包括：利用夹点技术对干燥部热空气预热和热回收子***进行优化分析的夹点分析与优化模型；通过控制进出气罩的风机开度来优化气罩空气温度、压力及气罩温度梯度分布，以达到气罩空气的操作温度高于气罩空气的露点10℃的优化目标，并且使气罩零位保持稳定的气罩通风***优化模型；通过线性规划方法达到多烘缸分段通汽***蒸汽用量最少的蒸汽冷凝水***优化模型；通过区分不同纸页的临界水分含量来确定不同烘缸组的通汽压力和通汽量，从而达到最快速有效的干燥纸页而且蒸汽用量最少的纸页干燥曲线优化模型；用于诊断纸页干燥过程的升温曲线的烘缸表面温度回归模型；用于对工艺改进和设备改造过程中投资回收周期的计算的投资回报率核算模型。能量***优化方案知识库包括：用于根据不同汽水分离器分离出来的冷凝水进行不同的处理利用的冷凝水回收方案；用于根据纸机车速、纸种的变化改变烘缸的通汽方式，加速冷凝水的排出，提高烘缸的导热性和干燥效率的烘缸***改造方案；用于根据气罩通风***的优化模型来改造气罩通风***，使之达到气罩空气参数稳定、操作简单、节约能量的气罩通风***改造方案；用于根据不同定量的纸页的临界干燥水分和单位干燥产品的蒸汽消耗量来确定烘缸表面的温度曲线，以便于根据不同的纸种变化快速调节烘缸通汽，节约操作时间的干燥曲线优化方案；用于将纸机运行过程中气罩参数、冷凝水参数以及热回收***参数与不同定量的纸种之间的对应关系进行优化的干燥部运行参数的优化方案；在造纸机原有的集散控制***的基础上增加的、基于干燥过程模型的先进控制***的干燥部优化过程控制***方案。
按照干燥部各部分功能差异，本发明把纸机干燥部分为气罩和烘缸***、蒸汽冷凝水***、通风和热回收***三部分(如图2所示)，并按下述步骤完成对造纸机干燥部能量***的监控诊断和优化控制(工作流程如图3和4所示)：
第一步，数据的采集
包括：(1)以秒级速度，直接在造纸机的DCS上采集数据，并存储在关系数据库中，如图2所示的采集点1-10，其中，1-5点采集蒸汽温度、压力、流量；6-7点采集烘缸冷凝水的温度、流量，换热器管路空气的湿度、温度；8点采集纸机的车速、产量、纸页的水分含量；9点采集过程水温度、流量；10点采集空气流量、温度、湿度。(2)用阿尔邦在线数据采集仪采集气罩内空气参数数据，这些数据在纸机安装时没有安装相应的传感器，其中，图2中的11点采集通风环境参数，点12、点13采集热回收过程空气参数；(3)用便携式数据采集仪器采集烘缸表面温度和不同位置的纸页的干度，这些数据往往变化不大，隔段时间做简单测量就可以，例如图2中的点14采集烘缸表面温度，点15采集纸页含水量变化；(4)通过问卷调查的方式采集纸机运行的经验数据，该经验数据通过手工录入***输入数据预处理及导入模块。
第二步，采集的数据经过数据预处理及导入模块处理后输入关系数据库
按照第一步采集的数据来自不同的数据源，数据性质有很大不同，在格式上和单位上还未统一。为了方便数据在关系数据库中可以直接提取用于能量诊断模型库的诊断，该步骤主要进行的工作就是把采集的数据进行预处理、统一单位和文档格式便于及时存储、转换和提取。关系数据库中包括：存储有非线性模型的系数和参数的模型参数数据表；存储有各种蒸汽在不同温度、压力下的热焓值的数据表，存储有不同温度下空气的露点温度表，存储有不同物料的热容表。
第三步，利用能量***诊断模型数据库调取关系数据库中的相关数据进行诊断和分析
(1)利用能量***诊断模型数据库中的物料平衡模型来诊断干燥过程物料平衡；(2)利用能量***诊断模型数据库中的能量平衡模型来诊断过程能量平衡；(3)利用能量***诊断模型数据库中的能耗诊断模型来诊断纸页干燥过程单位纸张产量的能源消耗量；(4)利用能量***诊断模型数据库中的热效率诊断模型来评价造纸机干燥部能量利用状况，所述纸机干燥部热效率是指干燥部实际消耗的热量与干燥纸张理论需要的热量之比；(5)利用能量***诊断模型数据库中的干燥曲线诊断模型来诊断热回收网络运行状态；(6)利用能量***诊断模型数据库中的通风***诊断模型来诊断气罩空气平衡和空气参数；(7)利用能量***诊断模型数据库中的夹点技术分析模型来诊断热回收网络运行状态；(8)利用能量***诊断模型数据库中的冷凝水回收诊断模型来诊断冷凝水热回收水平。诊断报告提出了能量***运行的节能潜力，该报告可以实时显示在人机交互界面上。
第四步，根据第三步诊断报告指出的纸机干燥部的设备运行中的节能潜力，结合设备的设计参数，先由优化算法库进行优化，再由优化方案知识库根据诊断结果和优化算法库的结果进行对比得出优化改造方案；其中，由优化算法库进行优化是指：(1)利用夹点分析与优化模型对通风和热回收***进行优化；(2)用蒸汽冷凝水***优化模型对蒸汽冷凝水***进行优化；(3)用基于模型的先进控制方法对纸机原有的集散控制***进行补充优化；(4)用纸页干燥曲线优化模型对烘缸表面温度进行优化；(6)用气罩通风***优化模型对气罩参数进行监测，对气罩通风和排风进行优化；(7)通过投资回报率核算模型对工艺改进和设备改造进行优化；所述优化改造方案包括：气罩余热和冷凝水回收***改造方案、通风***改造方案、烘缸表面干燥曲线改造方案、干燥部运行参数优化方案和优化控制方案；(8)用烘缸表面温度回归模型对纸页升温曲线进行优化。
第五步，优化方案中的生产参数自动反馈到集散控制***(DCS)，由DCS自动进行关系能流的关键数据的调节，如气罩空气湿度、送风温度、蒸汽压力等参数，对***各部分进行自动优化控制，直到干燥部的能量***诊断结果处于合理的状态。
经过本***的监测、诊断和自动优化，可节能3～7％。
通过本发明的***和方法，不仅能够对纸机干燥部的用能情况进行全面、实时的监测，还实现对纸机干燥过程的能量消耗和用能效率作出诊断，并通过诊断结果发现造纸机干燥部能量***的运行缺陷，找出能量***的节能潜力并提出优化运行的方案，并依据优化诊断结果信息反馈回通过集散控制***调节自动运行，实现自动优化控制参数。诊断结果和优化方案还可以实时显示到人机交互界面上，改变了长期以来造纸机干燥部能量***监测不全面，用能情况缺乏诊断和优化控制的局面，具有良好的可控和稳定性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种造纸机干燥部能量***监测控制***，其特征是，包括：
用于将采集到的造纸机干燥部的物流数据统一格式和单位并存入关系数据库模块的数据预处理及导入模块；
用于对数据进行存储和转换的关系数据库模块；
用于对关系数据库中存储的所述物流数据进行诊断分析的能量***诊断模型数据库；
用于调用和显示能量***诊断模型数据库得出的诊断报告的人机交互界面；
用于根据能量***诊断模型数据库模块的诊断结果对干燥部***进行优化设计的能量***优化方案知识库和优化算法库；
所述造纸机的集散控制***、设置在造纸机干燥部气罩内的在线数据采集仪、设置在烘缸表面和纸页上的便携式数据采集仪和手工录入***分别与数据预处理及导入模块相连接；所述数据预处理及导入模块与关系数据库相连接；所述关系数据库与能量***诊断模型数据库相互连接；所述能量***诊断模型数据库与人机交互界面相互连接；所述能量***诊断模型数据库模块与能量***优化方案知识库和优化算法库模块相互连接；所述能量***优化方案知识库和优化算法库模块与人机交互界面相互连接；所述能量***优化方案知识库和优化算法库模块与造纸机的集散控制***信号连接。
2.根据权利要求1所述的造纸机干燥部能量***监测控制***，其特征是，所述能量***诊断模型数据库包括：
用于诊断纸页干燥过程进出物料平衡的物料平衡模型；
用于诊断纸页干燥过程进出能量平衡的能量平衡模型；
用于诊断纸页干燥过程的单位纸张产量的能源消耗量的能耗诊断模型；
用于评价造纸机干燥部能量利用状况的热效率诊断模型，所述纸机干燥部热效率是指干燥纸张理论需要的热量与干燥部实际消耗的热量之比；
用于诊断纸页升温状况的干燥曲线诊断模型；
用于气罩空气平衡和空气参数的通风***诊断模型；
用于热回收网络运行状态的夹点技术分析模型；
用于冷凝水热回收水平的冷凝水回收诊断模型。
3.根据权利要求1所述造纸机干燥部能量***监测控制***，其特征是，
所述能量***优化方案知识库和优化算法库包括能量***优化方案知识库和能量***优化算法库，其中能量***优化算法库包括：
利用夹点技术对干燥部热空气预热和热回收子***进行优化分析的夹点分析与优化模型；
通过控制进出气罩的风机开度来优化气罩空气温度、压力及气罩温度梯度分布，以达到气罩空气的操作温度高于气罩空气的露点10℃的优化目标，并且使气罩零位保持稳定的气罩通风***优化模型；
通过线性规划方法达到多烘缸分段通汽***蒸汽用量最少的蒸汽冷凝水***优化模型；
通过区分不同纸页的临界水分含量来确定不同烘缸组的通汽压力和通汽量，从而达到最快速有效的干燥纸页而且蒸汽用量最少的纸页干燥曲线优化模型；
用于优化纸页的升温曲线的烘缸表面温度回归模型；
用于对工艺改进和设备改造过程中投资回收周期的计算的投资回报率核算模型。
4.根据权利要求3所述造纸机干燥部能量***监测控制***，其特征是，所述的能量***优化方案知识库包括：
用于根据不同汽水分离器分离出来的冷凝水进行不同的处理利用的冷凝水回收方案；
用于根据纸机车速、纸种的变化改变烘缸的通汽方式，加速冷凝水的排出，提高烘缸的导热性和干燥效率的烘缸***改造方案；
用于根据气罩通风***的优化模型来改造气罩通风***，使之达到气罩空气参数稳定、操作简单、节约能量的气罩通风***改造方案；
用于根据不同定量的纸页的临界干燥水分和单位干燥产品的蒸汽消耗量来确定烘缸表面的温度曲线，以便于根据不同的纸种变化快速调节烘缸通汽，节约操作时间的干燥曲线优化方案；
用于将纸机运行过程中气罩参数、冷凝水参数以及热回收***参数与不同定量的纸种之间的对应关系进行优化的干燥部运行参数的优化方案；
在造纸机原有的集散控制***的基础上增加的、基于干燥过程模型的先进控制***的干燥部优化过程控制***方案。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的造纸机干燥部能量***监测控制***的工作方法，其特征是，包括如下步骤：
第一步，采集造纸机干燥部的物料的流量、压力、温度、湿度数据；
第二步，对采集到的所述物流数据进行统一格式和单位的预处理后存入关系数据库中；
第三步，利用能量***诊断模型数据库对关系数据库中存储的物流数据进行诊断和分析，并将得出的诊断结果和造纸机的设计参数对比，得出能量的利用和回收效率、设备的运行负荷和纸机的节能潜力数据；
第四步，将纸机干燥部分为气罩和烘缸***、蒸汽冷凝水***、通风和热回收***三部分，利用能量***优化方案知识库和优化算法库分别对各部分进行优化设计，得出造纸机干燥部能量***各部分的优化方案；
第五步，将优化方案的生产参数自动反馈到纸机集散控制***中，由纸机集散控制***进行自动优化控制，直到干燥部的能量***诊断结果处于合理的状态。
6.根据权利要求5所述造纸机干燥部能量***监测控制***的工作方法，其特征是，所述第一步中的采集造纸机干燥部的数据包括：(1)直接在造纸机的DCS上采集数据；(2)采集气罩内空气参数数据；(3)采集烘缸表面温度和不同位置的纸页的干度；(4)通过问卷调查的方式采集纸机运行的经验数据。
7.根据权利要求5所述造纸机干燥部能量***监测控制***的工作方法，其特征是，所述第三步中的诊断和分析是指：(1)利用能量***诊断模型数据库中的物料平衡模型来诊断干燥过程的物料平衡；(2)利用能量***诊断模型数据库中的能量平衡模型来诊断干燥过程的能量平衡；(3)利用能量***诊断模型数据库中的能耗诊断模型来诊断纸页干燥过程单位纸张产量的能源消耗量；(4)利用能量***诊断模型数据库中的热效率诊断模型来评价造纸机干燥部能量利用状况，所述纸机干燥部热效率是指干燥部实际消耗的热量与干燥纸张理论需要的热量之比；(5)利用能量***诊断模型数据库中的干燥曲线诊断模型来诊断纸页的升温曲线是否合理；(6)利用能量***诊断模型数据库中的通风***诊断模型来诊断气罩空气平衡和空气参数；(7)利用能量***诊断模型数据库中的夹点技术分析模型来诊断热回收网络运行状态；(8)利用能量***诊断模型数据库中的冷凝水回收诊断模型来诊断冷凝水热回收水平。
8.根据权利要求5所述造纸机干燥部能量***监测控制***的工作方法，其特征是，所述第四步的优化是指先由优化算法库进行优化，再由优化方案知识库根据能量***诊断模型数据库的诊断结果和优化算法库的结果进行对比得出优化改造方案；其中，由优化算法库进行优化是指：(1)利用夹点分析与优化模型对通风和热回收***进行优化；(2)用蒸汽冷凝水***优化模型对蒸汽冷凝水***进行优化；(3)用基于模型的先进控制方法对纸机原有的集散控制***进行补充优化；(4)用纸页干燥曲线优化模型对烘缸表面温度进行优化；(6)用气罩通风***优化模型对气罩参数进行监测，对气罩通风和排风进行优化；(7)通过投资回报率核算模型对工艺改进和设备改造进行优化；所述优化改造方案包括：气罩余热和冷凝水回收***改造方案、通风***改造方案、烘缸表面干燥曲线改造方案、干燥部运行参数优化方案和优化控制方案；(8)用烘缸表面温度回归模型对纸页升温模型进行优化。
9.根据权利要求6所述造纸机干燥部能量***监测控制***的工作方法，其特征是，所述直接在造纸机的DCS上采集数据是指利用IFIX软件直接在造纸机的DCS上采集数据；采集气罩内空气参数数据是指用阿尔邦在线数据采集仪采集气罩内空气参数数据；采集烘缸表面温度和不同位置的纸页的干度是指用便携式数据采集仪器采集烘缸表面温度和不同位置的纸页的干度。
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