一种大型高炉热风炉烧炉控制热平衡技术.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112981018A(43)申请公布日2021.06.18(21)申请号202110159816.9(22)申请日2021.02.05(71)申请人宝钢湛江钢铁有限公司地址524000广东省湛江市经济技术开发区东简街道办岛东大道18号(72)发明人苏威周爱红刘代德苗亦山沙华玮裴斌张晋(74)专利代理机构广州市南锋专利事务所有限公司44228代理人千帆(51)Int.Cl.C21B5/00(2006.01)权利要求书3页说明书5页(54)发明名称一种大型高炉热风炉烧炉控制热平衡技术(57)摘要本发明公开了一种大型高炉热风炉烧炉控制热平衡技术，高炉热风炉用煤气由管网高炉煤气与转炉煤气混合而成，基于热平衡公式:QMG+QA+QDW‑QFm‑QL＝QHB‑QCB进行所述大型高炉热风炉烧炉控制热平衡的计算；公式中，QMG为混合煤气带入的物理显热；QA为助燃空气带入的物理显热；QDW为燃烧产生的化学热；QFm为烟气带走的物理显热；QL为综合热损失；QHB为热风带走的物理显热；QCB为冷风带入的热量；通过实现基于PLC层别的秒级的实时性热平衡计算，可以根据目标风温计算出烧炉所需要的煤气量，从而控制热风炉的燃烧，实现燃烧、送风的热量平衡。该技术可以很好地控制热风炉燃烧所需要的煤气量，既可以稳定送出所需要的高风温，又可以减少热风炉的过量蓄热，减少热量损失，降低能源消耗，实现节能降本。CN112981018ACN112981018A权利要求书1/3页1.一种大型高炉热风炉烧炉控制热平衡技术，所述高炉热风炉用煤气由管网高炉煤气与转炉煤气混合而成，其特征在于：基于热平衡公式:QMG+QA+QDW‑QFm‑QL＝QHB‑QCB进行所述大型高炉热风炉烧炉控制热平衡的计算；所述热平衡公式中，QMG为混合煤气带入的物理显热；QA为助燃空气带入的物理显热；QDW为燃烧产生的化学热；QFm为烟气带走的物理显热；QL为综合热损失；QHB为热风带走的物理显热；QCB为冷风带入的热量；其中，所述混合煤气带入的物理显热QMG的计算方法为：进行混合后的煤气成分计算，公式为：CO含量H2含量CO2含量N2含量其中，AIBFCO为来自高炉煤气成分分析仪CO百分比含量；为来自高炉煤气成分分析仪H2百分比含量；为来自高炉煤气成分分析仪数据CO2百分比含量；为来自高炉煤气成分分析仪数据N2百分比含量；AILDCO为来自检化验室的转炉煤气成分CO百分比含量；为来自检化验室的转炉煤气成分H2百分比含量；为来自检化验室的转炉煤气成分CO2百分比含量；为来自检化验室的转炉煤气成分N2百分比含量；FIBF为进入热风炉前温度压力补偿后的高炉煤气流量；FILD为进入热风炉前温度压力补偿后的转炉煤气流量；基于所述混合后的煤气成分计算公式，混合煤气的平均定压比热容计算方法为：其中，CCO为据手册查得的入炉温度下CO的平均定压比热容；为据手册查得的入炉温度下H2的平均定压比热容；为据手册查得的入炉温度下CO2的平均定压比热容；为据手册查得的入炉温度下N2的平均定压比热容；基于所述混合煤气的平均定压比热容计算方法，QMG计算公式为：其中，t0为燃烧开始的时刻，t1为燃烧结束的时刻；dt以秒为单位进行实时积分累计；CMGAtom为燃烧结束时环境温度下的平均定压比热容，计算方法与CMG雷同；TIAtom为燃烧结束时混合煤气的温度；TIMG为燃烧开始时混合煤气的温度。2.根据权利要求1所述的大型高炉热风炉烧炉控制热平衡技术，其特征在于：助燃空气带入的物理显热QA的计算方法为：2CN112981018A权利要求书2/3页其中，CA为据手册查得的助燃空气入炉温度TIA下的平均定压比热容；CAAtom为据手册得到的助燃空气在环境温度TIAtom下的平均定压比热容，FIA为空气流量。3.根据权利要求2所述的大型高炉热风炉烧炉控制热平衡技术，其特征在于：燃烧产生的化学热QDW的计算方法为：其中，AIMG为进入热风炉前的混合煤气热值分析仪检测到的煤气热值。4.根据权利要求3所述的大型高炉热风炉烧炉控制热平衡技术，其特征在于：烟气带走的物理显热QFm的计算方法为：若O2过剩，烟气中的O2流量为：若CO过剩，烟气中的CO流量为：若O2过剩，烟气中的CO2流量为:若CO过剩，烟气中的CO2流量为:烟气中的水蒸气流量为:烟气中的N2流量为：烟气中的CO2、水蒸气、O2、N2和CO带走的热量的计算公式分别为:其中，为据手册拟合出特性公式得到在烟气温度TIFm下的CO2平均定压比热容；为据手册拟合出特性公式得到在环境温度TIAtom下的CO2平均定压比热容，所述烟气中的水蒸气、O2、N2和CO带走的热量的计算公式中的符号同理；基于所述烟气中的CO2、水蒸气