基于煤气成份变化的高炉煤气发生量及其热值预测方法.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CN109086949A(43)申请公布日2018.12.25(21)申请号201811098940.3(22)申请日2018.09.20(71)申请人鞍钢集团自动化有限公司地址114002辽宁省鞍山市铁东区南中华路292号(72)发明人刘凯白雪孟志权徐春柏黄永梁刘常鹏郝博(74)专利代理机构鞍山嘉讯科技专利事务所21224代理人张群(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q50/04(2012.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称基于煤气成份变化的高炉煤气发生量及其热值预测方法(57)摘要本发明提供一种基于煤气成份变化的高炉煤气发生量及其热值预测方法，在高炉煤气重力除尘器或布袋除尘装置后设置煤气成分分析仪，通过对高炉生产过程中的高炉炉顶煤气成份进行在线分析，同时以高炉煤气成份和高炉鼓风量、富氧量为主要变量，以高炉鼓风与煤气中N2平衡计算值为基准，提前预测炼铁生产过程中产生的高炉煤气发生量及其煤气热值，通过该方法可高精度(≥95％)预测高炉煤气发生量及其煤气热值，为实现企业煤气动态优化调度及下游高炉煤气用户对煤气热值的检测与应用奠定了技术基础；对实现企业煤气零放散，下游煤气用户在线调控空燃比具有重要作用。CN109086949ACN109086949A权利要求书1/2页1.一种基于煤气成份变化的高炉煤气发生量及其热值预测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、在高炉煤气重力除尘器或布袋除尘装置后设置煤气成分分析仪，通过对高炉生产过程中的高炉炉顶煤气成份进行在线分析，包括分析煤气中的N2、CO、H2、CH4气体的体积百分含量，其中N2百分含量NM；步骤二、确定高炉鼓风量VG、富氧量VO2及高炉喷煤量Mf；步骤三、煤气发生量预测模型计算：(1)单座高炉煤气发生量预测模型为：Vf(t)＝[NG(t)/NM(t)]×[KVG(t)+VO2(t)+Vn2(t)]t∈生产状态时刻Vf(t)＝0t∈休风或停炉状态时刻其中：Vn2(t)＝Mf(t)/a3式中：Vf(t)为t时刻高炉生产或休风工况下的高炉煤气发生量(m/min)；NG(t)为t时刻高炉生产工况条件下高炉鼓风中的氮气百分含量；NM(t)为t时刻高炉煤气中的氮气百分含量；K为高炉不同生产工况条件下的高炉鼓风量修正系数，其中K＝0.7～1.0；3VG(t)为t时刻高炉生产工况条件下的鼓风量(m/min)；3VO2(t)为t时刻高炉生产工况条件下的富氧量(m/min)；3Vn2(t)为t时刻高炉喷煤载气所携带的氮气量(m/min)；Mf(t)为t时刻高炉喷煤量(kg/min)；a为t时刻高炉喷煤输送固气比(30～40kg/m3)；其中：NG(t)＝[0.79×VG(t)+Vn2(t)]/[VG(t)+VO2(t)+Vn2(t)]；(2)N座高炉煤气发生量预测模型为：3式中：Vfz(t)为t时刻n座高炉总煤气发生量(m/min)；3Vf(t)I为t时刻第i座高炉煤气发生量(m/min)；步骤四、高炉煤气热值预测模型计算包括：(1)单座高炉煤气热值预测模型为：QD(t)＝126.44VCO(t)+107.94VH2(t)+359.06VCH4(t)3式中：QD(t)为t时刻高炉煤气热值(Kj/Nm)；VCO(t)、VH2(t)、VCH4(t)分别为t时刻高炉煤气中CO、H2、CH4气体体积百分含量(％)；(2)N座高炉煤气并网混合后热值预测模型为：3式中：Qh(t)为n座高炉煤气并网混合后热值(Kj/Nm)；3Vf(t)i为t时刻第i座高炉煤气发生量(m/min)；3Vfz(t)为t时刻n座高炉总煤气发生量(m/min)；3QD(t)i为t时刻第i座高炉煤气热值(Kj/Nm)。2.根据权利要求1所述的一种基于煤气成份变化的高炉煤气发生量及其热值预测方2CN109086949A权利要求书2/2页法，其特征在于，所述的预测方法包括长期预测和短期预测；(1)所述的长期预测为根据预测期内高炉的生产计划、设备检修计划、确定高炉生产工况并依据前24小时的高炉鼓风量及煤气成分进行初步预测，此时，所述的步骤二中的高炉鼓风量VG、富氧量VO2及高炉喷煤量Mf根据高炉的生产计划表给出；(2)所述的短期预测为根据实时在线检测的高炉鼓风量VG、富氧量VO2及高炉喷煤量Mf得出的预测结果；(3)根据短期预测中前一周期所采集到高炉鼓风量、富氧量、煤气成分的数据对长期预测值进行动态修正，形成下一预测周期的最终预测。3.根据权利要求1所述的一种基于煤气成份变化的高炉煤气发生量及其热值预测方法，其特征在于，基于对高炉不同工况、高炉鼓风量及其煤气成份变化的历史数据标定，确定所述的高炉生产工况条件下的高炉鼓风量修