一种高效实用型热风炉烧炉操控方法.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CN112795716A(43)申请公布日2021.05.14(21)申请号202011577136.0(22)申请日2020.12.28(71)申请人鞍钢集团自动化有限公司地址114002辽宁省鞍山市高新区越岭路259号(72)发明人刘凯白雪徐春柏贾玥彤鲁璐王亚腾柏忠帅马光宇刘常鹏李卫东孙守斌郝博(74)专利代理机构鞍山嘉讯科技专利事务所(普通合伙)21224代理人张群(51)Int.Cl.C21B9/00(2006.01)权利要求书5页说明书12页(54)发明名称一种高效实用型热风炉烧炉操控方法(57)摘要一种高效实用型热风炉烧炉操控方法，以热风炉热平衡测试、分析、计算为基础，以热风炉前一送风期的总风量、平均风温为初始条件，建立热风炉燃烧期与送风期热平衡数学模型，合理确定下一燃烧期煤气消耗量。在高炉正常工况条件下，采用固定周期换炉制度，在高炉异常工况条件下，采用非固定周期换炉制度。以送风总热量为基准，依据当前实时热风风量、平均风温，预测当前送风热风炉的送风时间和准备送风热风炉的烧炉时间。在热风炉不同加热期采取不同的烧炉策略进行烧炉，以适应高炉生产工况变化。在满足为高炉提供所需热风风量、风温及温差的前提下，动态优化热风炉操作，提高煤气利用效率，降低热风炉煤气消耗。CN112795716ACN112795716A权利要求书1/5页1.一种高效实用型热风炉烧炉操控方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、对各座高炉所有的热风炉，在正常生产工况条件下，进行一次热平衡测试，形成热平衡测试分析报告，并将此测试与分析数据作为各热风炉热平衡计算的基准；该热平衡测试每年进行一次，并按新的测试与分析数据，逐年更新热风炉热平衡计算的基准值，并保存在数据库中；步骤2、实时采集每座热风炉在送风期的风量、风温和送风时间，在燃烧期的煤气热值、煤气流量、助燃空气流量、燃烧期时间、热风炉拱顶温度、排烟温度、助燃空气与煤气预热温度参数，作为模型计算与动态修正的依据；以热平衡测试时热风带出的总热量为基准值，并以偏离基准值的大小作为判定高炉工况是否正常及换炉制度的依据，当实际值小于热平衡测试时的热风总热量8‑12％时，按正常工况处理，并执行固定周期换炉制度；当实际值大于等于热平衡测试时的热风总热量8‑12％时，按非正常工况处理，并执行非固定周期换炉制度；步骤3、建立热风炉热平衡模型及煤气消耗量模型3.1热风炉热平衡模型为简化计算，以热风炉一个工作周期：包括含燃烧期、换炉期与送风期送出的每m3热风为单位，建立总热收入与总热支出热平衡模型：QR＝Q1+Q2+Q3+Q4……(1)123456789QZ＝Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q……(2)33式中：QR：总热收入(kj/m)；QZ：总热支出(kj/m)；3Q1：煤气燃烧化学热(KJ/m)，Q1＝B×QD……(3)；3333B:热风炉送出每m热风所消耗的煤气量(m/m)，QD：煤气低发热量(KJ/m)；B＝Vm×τr/(Vf×τf)……(4)3式中：Vm为热风炉烧炉的平均煤气流量(m/h)，τr及τf分别为热风炉的燃烧期及送风期3时间(h)，Vf为热风炉送出的实际热风流量(m/h)；3Q2：煤气带入的物理热(KJ/m)；Q2＝B×(cmtm－cmete)……(5)式中：tm、te分别为煤气及环境的平均温度(℃)，cm、cme分别为煤气在tm及te时的平均比热(KJ/m3℃)；3Q3：助燃空气带入的物理热(KJ/m)；Q3＝α×B×(cktk－ckete)……(6)式中：α：燃烧期平均空燃比，tk、tke分别为助燃空气平均预热温度及环境的平均温度3(℃)；ck和ce分别为空气在tk℃与te℃时的平均比热(KJ/m℃)；3Q4：冷风带入的物理热(KJ/m)；Q4＝cf1tf1－cfete……(7)式中：tf1、te分别为冷风及环境的平均温度(℃)；cf1、ce分别为空气在tf1及te时的平均比热(KJ/m3℃)；131Q：热风带出的热量(KJ/m)；Q＝cf2tf2－cfete……(8)式中：tf2、te分别为热风及环境的平均温度(℃)；cf2、cfe分别为空气在tf2和te温度时的平均比热(KJ/m3℃)；232Q：烟气带出的热量(KJ/m)；Q＝BbVy(cy2ty2－cyete)……(9)式中：ty2、te分别为烟气与环境的平均温度；cy2、cye分别为烟气在ty2及te温度时的平均比热(KJ/m3℃)；2CN112795716A权利要求书2/5页33Vy：实际烟气量(m/m煤气)，若没有实测数据，可按烟气成分推算；b：煤气不完全燃烧时烟气修正系数(煤气完全燃烧时b＝1)；Q3：化学不完全燃烧损失的热量，既烟气中未燃烧的可燃气体热损失(KJ