全燃转炉煤气工业炉入炉煤气成分在线软测量方法.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CN109635463A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201811547958.7(22)申请日2018.12.17(71)申请人江苏海事职业技术学院地址211170江苏省南京市江宁区格致路309号(72)发明人叶亚兰王宏明安翔(74)专利代理机构南京钟山专利代理有限公司32252代理人戴朝荣(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书5页说明书11页附图1页(54)发明名称全燃转炉煤气工业炉入炉煤气成分在线软测量方法(57)摘要本发明是全燃转炉煤气工业炉入炉煤气成分在线软测量方法，该种软测量方法包括获取燃烧系统运行参数的实时数据；对采集到的数据进行预处理，得到用于求解煤气热值的有效数据；根据获取的有效数据，计算得到煤气干基热值；该方法根据干空气量与煤气热值之间的关系间接求解得到煤气干基热值，并进一步计算得出入炉煤气各成分的容积含量百分率。该方法适用于燃用转炉煤气且采用空气、煤气双预热技术的燃烧设备，计算结果可用于指导燃烧设备的燃烧优化调整，为燃烧设备的安全和经济运行提供依据，解决了目前大多数钢厂煤气燃烧系统均未配置煤气成分在线分析仪给燃烧设备运行带来的不便和困难，具有很好的工程实用价值。CN109635463ACN109635463A权利要求书1/5页1.全燃转炉煤气工业炉入炉煤气成分在线软测量方法，其特征在于：燃烧系统设置有空气预热器和煤气预热器，通过获取燃烧系统运行参数，并对运行参数进行处理，求解得到煤气热值，通过求解得到的煤气热值数据进一步计算依次得到入炉煤气各成分的容积含量百分率，其具体步骤如下：步骤1，获取燃烧系统运行参数的实时数据；步骤2，对步骤1获得的数据进行预处理，得到用于求解煤气热值的有效数据；步骤3，根据步骤2获得的有效数据，求解煤气热值，具体包括以下步骤：步骤3.1，假定一个初始的煤气干基热值步骤3.2，通过假定的煤气干基热值计算每立方米干煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米干煤气燃烧产生的理论干烟气量步骤3.3，通过理论干空气量和理论干烟气量计算燃料特性因子χ；步骤3.4，通过燃料特性因子计算过量空气系数α；步骤3.5，计算每立方米干煤气燃烧产生的实际干烟气量Vgy；步骤3.6，分别计算干烟气焓、水蒸气焓、空气焓和煤气焓；步骤3.7，计算每立方米干煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量步骤3.8，计算每立方米干煤气对应的流经空气预热器的干空气流量Vgk；步骤3.9，计算煤气干基热值Qd；步骤3.10，将Qd与的差值的绝对值与设定的误差限值ε进行比较：当大于误差限值ε时，重新假定煤气干基热值并再次执行步骤3.2至步骤3.10，当小于或等于误差限值ε时，输出煤气干基热值Qd；步骤3.11，计算干煤气中H2的容积含量百分率φ(H2)；步骤3.12，计算干煤气中CO的容积含量百分率φ(CO)；步骤3.13，计算干煤气中O2的容积含量百分率φ(O2)；步骤3.14，计算干煤气中CO2的容积含量百分率φ(CO2)；步骤3.15，计算干煤气中N2的容积含量百分率φ(N2)。2.如权利要求1所述的全燃转炉煤气工业炉入炉煤气成分在线软测量方法，其特征在于：所述的步骤3.2的具体计算方法如下：每立方米干煤气燃烧所需的理论干空气量的计算公式为：其中，为每立方米干煤气燃烧所需的理论干空气量；为假定的煤气干基热值；a1、b1为理论干空气量计算系数；每立方米干煤气燃烧产生的理论干烟气量的计算公式为：其中，为每立方米干煤气燃烧产生的理论干烟气量；为假定的煤气干基热值；a2、b2为理论干烟气量计算系数；2CN109635463A权利要求书2/5页所述的步骤3.3中燃料特性因子χ的具体计算公式如下：其中，χ为燃料特性因子；为每立方米干煤气燃烧产生的理论干烟气量；为每立方米干煤气燃烧所需的理论干空气量。3.如权利要求2所述的全燃转炉煤气工业炉入炉煤气成分在线软测量方法，其特征在于：所述的步骤1中采集的运行参数包括烟气含氧量，所述的步骤3.4中过量空气系数α的计算步骤如下：其中，α为过量空气系数；χ为燃料特性因子；φ′(O2)为烟气含氧量；当所述的步骤1中采集的运行参数包括烟气含氧量和烟气中CO含量时，所述的烟气含氧量和烟气中CO含量为同一测点位置的干烟气成分，所述的步骤3.4中过量空气系数α的计算公式如下：其中，α为过量空气系数；χ为燃料特性因子；φ′(O2)、φ′(CO)分别为烟气含氧量和烟气中CO含量。4.如权利要求3所述的全燃转炉煤气工业炉入炉煤气成分在线软测量方法，其特征在于：所述的步骤3.5中每立方米干煤气燃烧产生的实际干烟气量Vgy的计算公式如下：其中，Vgy为每立方米干煤气燃烧产生的实际干烟气量；为每立方米干