一种基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115033831A(43)申请公布日2022.09.09(21)申请号202210633459.X(22)申请日2022.06.07(71)申请人南京罕华流体技术有限公司地址210029江苏省南京市鼓楼区汉中门大街301号402室(72)发明人李绘祥刘志凯冯运来崔斯博(74)专利代理机构沈阳亚泰专利商标代理有限公司21107专利代理师王荣亮(51)Int.Cl.G06F17/10(2006.01)F23N1/02(2006.01)权利要求书4页说明书9页附图2页(54)发明名称一种基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法(57)摘要一种基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法，解决加热炉混合煤气热值波动对加热炉负荷及炉内气氛产生较大影响的问题。该空燃比调节方法，通过获取加热炉实时运行参数，并利用初始煤气成分检测得到各单一煤气可燃成分配比；再根据不同可燃成分单位热值氧耗不同，结合热平衡计算及烟气成分分析，得到混合煤气当前热值下实际可燃气体成分配比；通过记录煤气可燃成分配比与煤气热值的历史关系，来利用成分配比指导相应热值下理论空气量计算，实现混合煤气与空气合理配比燃烧，进而达到烟气低氧化性气氛。该方法可用于加热炉空燃比的控制调节，能够有效提高加热炉的热效率，减少钢坯氧化烧损。CN115033831ACN115033831A权利要求书1/4页1.一种基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、煤气配比的确定；通过理化实验对混合前的加热炉用的煤气的煤气成分进行检测，再利用实时煤气热值分析仪得到混合煤气热值，并根据检测的单一煤气成分，得到单一煤气热值，从而计算混合煤气流量配比；之后，通过混合煤气流量配比以及煤气成分得到混合煤气成分配比；步骤二、空燃比的确定；根据混合煤气成分配比，结合化学反应方程组可以计算得到煤气完全燃烧需要的理论空气量，并根据空气量与煤气量的比值得到空燃比；步骤三、煤气热值计算；通过各单一煤气成分以及不同成分低位发热量得到单一煤气热值；步骤四、实际过量空气系数计算；由于煤气热值检测误差、单一煤气成分变化、炉膛吸风等因素，实际的过量空气系数与理论给定的过量空气系数之间存在一定误差；根据烟气成分分析、氧化烧损量测定来得到实际过量空气系数；步骤五、煤气成分调节；根据得到的实际过量空气系数与给定的过量空气系数对比，当误差超过规定值时，对混合煤气中的成分进行调整；调整量依据煤气成分、煤气流量以及煤气热值得到；步骤六、建立煤气成分与煤气热值数据库；记录当前时刻混合煤气热值与调整后的煤气成分含量，进而得到煤气热值与煤气成分的关系，为后续空燃比的确定提供参考。2.根据权利要求1所述的基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法，其特征在于：所述步骤一，加热炉中的转炉煤气主要可燃成分为CO与少量H2，高炉煤气可燃成分主要有CO、H2与少量烃类；煤气流量配比，按式(1)～(4)计算：QBFG×qBFG+QLDG×qLDG＝Q0(qBFG+qLDG)(1)qBFG+qLDG＝q0(2)得到：式中，QBFG、QLDG、Q0分别为高炉煤气、转炉煤气、混合煤气热值，根据理化实验确定；qBFG、qLDG分别为高炉煤气、转炉煤气流量；q0为混合煤气流量，读取表计值；QBFG、QLDG按式(5)计算：式中，分别为各单一煤气中一氧化碳、氢气、碳氢化合物湿成分的体积分数，通过成分检测得到。3.根据权利要求1所述的基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法，其特征在于：所述步骤二，理论空气量按式(6)计算：2CN115033831A权利要求书2/4页式中，L0为单位体积煤气完全燃烧所需的理论空气消耗量；αCO、分别为混合煤气中一氧化碳、氢气、氧气湿成分百分比；CmHn为燃气中各种烃类所占燃气百分比；为空气中氧气占比；混合煤气成分占比，按式(7)～(10)计算：式中，qBFG、qLDG、q0分别为高炉煤气、转炉煤气、混合煤气流量；分别为高炉煤气、转炉煤气中CO含量；分别为高炉煤气、转炉煤气中氢气含量；分别为高炉煤气、转炉煤气中氧气含量；分别为高炉煤气、转炉煤气中烃类含量；空燃比是空气量与燃气量的比值，根据式(11)计算：Xrk＝α0×L0(11)式中，Xrk为空燃比；α0为过量空气系数。4.根据权利要求1所述的基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法，其特征在于：所述步骤三，单一煤气热值计算公式，如下：式中，QLDG、QBFG分别为计算的转炉煤气、高炉煤气热值；QCO、分别为CO、H2、烃类低位发热量；分别为转炉煤气中CO、H2百分比；分别为高炉煤气中CO、H2、烃类百分比。5.根据权利要求1所述的基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法，其特征在于：所述