CN106906323A - 高炉煤粉喷吹过程流化控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，该控制方法包括：喷吹罐中部流化流量的调节根据喷吹时段的不同而区别调整；在喷吹初期，所述喷吹罐内煤粉重量在A1以上时，喷吹罐中部流化流量设定值为a1；在喷吹中后期，所述喷吹罐内煤粉重量小于D1时，喷吹罐中部流化流量设定值为d1；在喷吹初期与喷吹中后期之间，所述喷吹罐内煤粉重量大于等于D1，小于A1时，喷吹罐中部流化流量设定值为b1；其中，A1、D1的单位为吨，a1，b1，d1的单位Nm3/h，a1与d1不相等。本发明使得喷煤率稳定，波动最大为2t/h，平均波动约1t/h，小时喷煤量平均误差约0.3％。
Description
技术领域
本发明涉及高炉煤粉喷吹领域，具体涉及在喷吹罐安装有下部流化装置和中部流化装置的喷吹系统调节煤粉流化的控制方法，即一种高炉煤粉喷吹过程流化控制方法。
背景技术
高炉煤粉喷吹过程中，喷吹罐内煤粉流化效果好坏将影响喷煤过程的难易程度和喷煤的均匀性。煤粉流化效果影响因素多，控制难度大，而目前流化调节大多采用手动调节方式，流化阀门控制并不是随着工况变化而进行自动调节，往往只是在喷吹罐出煤困难的时候才进行适当调节，并且操作过程无固定模式，不同的人操作也不一样，在出煤畅通时，煤粉浓度低，耗气量大，达不到浓相喷煤的要求；出煤不畅时，喷吹过程煤粉不均匀，严重时甚至引起喷煤管堵塞，影响连续生产。
综上所述，现有技术中存在以下问题：采用手动调节煤粉流化过程，喷过程流化控制不佳对喷煤效果造成的影响，不能适应喷煤生产。
发明内容
本发明提供一种高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，以解决采用手动调节煤粉流化过程，喷过程流化控制不佳对喷煤效果造成的影响，不能适应喷煤生产的问题。
为此，本发明提出一种高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，所述高炉煤粉喷吹过程流化控制方法包括：在喷吹罐安装有中部流化装置，通过所述中部流化装置对喷吹罐中部流化流量进行调节；
所述中部流化装置包括中部流化调节阀，通过自动调节所述中部流化调节阀对喷吹罐中部流化流量进行调节，喷吹罐中部流化流量的调节根据喷吹时段的不同而区别调整，喷吹时段分为3个阶段，分别为喷吹初期、喷吹中后期、以及位于喷吹初期与喷吹中后期之间的喷吹中前期；
在喷吹初期，所述喷吹罐内煤粉重量在A1以上时，喷吹罐中部流化流量设定值为a1；
在喷吹中后期，所述喷吹罐内煤粉重量小于D1时，喷吹罐中部流化流量设定值为d1；
在喷吹初期与喷吹中后期之间，所述喷吹罐内煤粉重量大于等于D1，小于A1时，喷吹罐中部流化流量设定值为b1；
其中，A1、D1的单位为吨，a1，b1，d1的单位Nm3/h，a1与d1不相等。
进一步地，A1为第一固定值。
进一步地，D1为第二固定值。
进一步地，a1为第三固定值，d1为第四固定值，a1大于d1。
进一步地，在相同的时间间隔内，b1的变化率为第五固定值。
进一步地，喷吹罐中部流化流量的具体设定公式为：
其中，Q中——喷吹罐中部流化流量设定值，单位Nm3/h；
W——喷吹罐内煤粉重量，单位t。
进一步地，所述高炉煤粉喷吹过程流化控制方法还包括：在喷吹罐安装有下部流化装置，通过所述下部流化装置对喷吹罐下部流化流量进行调节；
所述下部流化装置包括下部流化调节阀，通过自动调节所述下部流化调节阀对喷吹罐下部流化流量进行调节，喷吹罐下部流化流量的调节分为三段式分段区别调整。
进一步地，喷吹罐下部流化流量的具体设定公式为：
其中，Q下——喷吹罐下部流化流量设定，单位Nm3/h；
W——喷吹罐内煤粉重量，单位t。
发明人在研究中发现：现有控制方式在控制时机的选择上没有合理模式，流化阀门控制并不是随着工况变化而进行自动调节，往往只是在喷吹罐出煤困难的时候才进行适当调节，在出煤畅通时，一般不调整流化阀门，因而煤粉浓度低，耗气量大，达不到浓相喷煤的要求；即使在出煤不畅时进行调整，也没有定量的调整方案，根据操作人自身的经验喜好进行调整，难以根据喷吹过程的参数变化，实时调节流化调节阀开度，难以保证喷煤的均匀性和稳定性。
为了克服喷吹过程流化控制不佳对喷煤效果造成的影响，本发明提供了上述喷吹过程流化控制方法，它能够根据喷吹过程的参数变化，随着工况变化而进行自动调节，实时调节流化调节阀开度，以提高喷煤的均匀性和稳定性。
以喷吹罐中部流化流量调节为例，本发明根据工况变化将喷吹时段分为3个阶段，分别为喷吹初期、喷吹中后期、以及位于喷吹初期与喷吹中后期之间的喷吹中前期，发明人通过对大量数据的分析和总结，喷吹罐装满时喷吹，即喷吹初期，煤难出，所以喷吹初期设定喷吹罐中部流化流量设定值为a1，随着罐内煤粉重量的降低，出煤难度降低，因此逐步调小中部流化流量为b1；喷吹中后期，容易出煤，再将中部流化调小至d1。
进一步地，在对大量数据的分析和总结的基础上，并采取拟回归方式进行模型设定，发明人对喷吹时段的具体喷吹罐中部流化流量设定值给出了公式，从而为如何定量调整喷吹罐中部流化流量确定了指导方案。
同理，喷吹罐下部流化控制也采取上述方式，因而为如何定量调整喷吹罐下部流化流量确定了指导方案。
根据本发明，在自动喷煤过程中，喷煤率稳定，波动最大为2t/h，平均波动约1t/h，小时喷煤量平均误差约0.3％。
附图说明
图1为本发明的高炉煤粉喷吹过程流化控制方法的工作原理示意图；
图2为本发明的高炉煤粉喷吹过程流化控制方法的控制过程示意图。
附图标号说明：
10喷吹罐 20称重传感器接线盒 30称重控制器 40 DCS控制系统 50氮气罐
81称重传感器 82称重传感器 83称重传感器
501中部流化管路 503下部流化管路 509出煤阀
5010中部流化控制阀 5030下部流化控制阀 5012中部流化流量计 5032下部流化流量计
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。
如图1所示，本发明提出一种高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，所述高炉煤粉喷吹过程流化控制方法包括：在喷吹罐安装有中部流化装置，通过所述中部流化装置对喷吹罐中部流化流量进行调节；
所述中部流化装置包括中部流化调节阀，喷吹罐中部流化流量调节采用PID方式自动调节，通过自动调节所述中部流化调节阀对喷吹罐中部流化流量进行调节，喷吹罐中部流化流量的调节根据喷吹时段的不同而区别调整，喷吹时段分为3个阶段，分别为喷吹初期、喷吹中后期、以及位于喷吹初期与喷吹中后期之间的喷吹中前期；
在喷吹初期，即所述喷吹罐内煤粉重量在A1以上时，喷吹罐中部流化流量设定值为a1；
在喷吹中后期，即所述喷吹罐内煤粉重量小于D1时，喷吹罐中部流化流量设定值为d1；
在喷吹初期与喷吹中后期之间，即所述喷吹罐内煤粉重量大于等于D1，小于A1时，喷吹罐中部流化流量设定值为b1；
其中，A1、D1的单位为吨，a1，b1，d1的单位Nm3/h，a1与d1不相等。
本发明根据工况变化将喷吹时段分为3个阶段，分别为喷吹初期、喷吹中后期、以及位于喷吹初期与喷吹中后期之间的喷吹中前期，发明人通过对大量数据的分析和总结，喷吹罐装满时喷吹，即喷吹初期，煤难出，所以喷吹初期设定喷吹罐中部流化流量设定值为a1，随着罐内煤粉重量的降低，出煤难度降低，因此逐步调小中部流化流量为b1；喷吹中后期，容易出煤，再将中部流化调小至d1。
进一步地，A1为第一固定值，这样，一是与喷吹初期的实际工况相一致，二是喷吹初期的时间相对较短，喷吹罐体积50立方米，装满煤后，煤粉重量在30至33吨之间，采用定值，能够简化该阶段的流化控制。
进一步地，D1为第二固定值。这样，根据煤粉的重量确定工况或喷吹时段，为分区间或分段研究找到区分点或区分参数。
进一步地，a1为第三固定值，d1为第四固定值，喷吹罐装满时喷吹，煤难出，喷吹中后期，容易出煤，因而设定a1大于d1。
进一步地，在相同的时间间隔内，b1的变化率为第五固定值。
进一步地，图2示出了本发明的高炉煤粉喷吹过程流化控制方法的控制过程，其中，纵坐标为喷吹罐中部流化流量设定值Q中或者喷吹罐下部流化流量设定值Q下，单位为Nm3/h；横坐标为喷吹罐内煤粉重量W，单位t(吨)；实线表示喷吹罐下部流化流量设定值Q下，虚线表示喷吹罐中部流化流量设定值Q中；
如图2所示，喷吹罐中部流化流量的具体设定公式为：
其中，Q中——喷吹罐中部流化流量设定值，单位Nm3/h；
W——喷吹罐内煤粉重量，单位t。
该公式为如何定量调整喷吹罐中部流化流量确定了指导方案。通过对经验操作工的操作过程进行分析，收集大量在喷吹效果较好时的操作数据，通过回归拟合等方式，归纳出来Q中和W的线性关系。
进一步地，如图1所示，所述高炉煤粉喷吹过程流化控制方法还包括：在喷吹罐安装有下部流化装置，通过所述下部流化装置对喷吹罐下部流化流量进行调节；
所述下部流化装置包括下部流化调节阀，通过自动调节所述下部流化调节阀对喷吹罐下部流化流量进行调节，喷吹罐下部(下部)流化流量调节也采用PID方式自动调节，如图2所示，喷吹罐下部流化流量的调节分为三段式分段区别调整。这样，能够根据喷吹过程的参数变化，随着工况变化而调整喷吹罐下部流化流量，为调整喷吹罐下部流化流量确定了指导方案。
进一步地，喷吹罐下部流化流量的具体设定公式为：
其中，Q下——喷吹罐下部流化流量设定值，单位Nm3/h；
W——喷吹罐内煤粉重量，单位t。
如图2所示，该公式中，在喷吹罐下部的喷吹中前期的流化流量的设定上(喷吹罐下部的喷吹时段也可以分为：喷吹初期、喷吹中后期、以及喷吹中前期，只是喷吹罐下部的喷吹时段与喷吹罐中部的喷吹时段有时是同步的，有时是异步的，二者不完全重合)，采用的系数2.5与喷吹罐中部流化流量的调节吹中前期的b1的变化率是相同的，这样，一是下部和中部情况类似，二是便于计算控制，其他参数的不同则是根据下部的特殊情况进行了区别分析归纳，该公式为如何定量调整喷吹罐下部流化流量确定了指导方案。
本发明中，如图2所示，喷吹罐中部流化控制可以与喷吹罐下部流化控制同时进行，喷吹罐中部流化控制可以与喷吹罐下部流化控制在喷吹时段上有时是同步的，有时是异步的。发明人没有简单的局限于喷吹罐中部流化控制与喷吹罐下部流化控制是同步的，发明人还根据喷吹罐中部流化控制与喷吹罐下部流化控制的不同状况，确定了喷吹罐中部流化控制与喷吹罐下部流化控制的各自调整的横坐标以及纵坐标(即分别确定喷吹罐中部流化控制与喷吹罐下部流化控制的重量调整点和流化流量设定值)，因而，能够灵活的进行喷吹罐整体的流化调整，提高了调整的准确性。根据本发明，在自动喷煤过程中，喷煤率稳定，波动最大为2t/h，平均波动约1t/h，小时喷煤量平均误差约0.3％。
如图1所示，本发明的具体调整手段如下：
喷吹罐10上设有出煤阀509进行喷煤。在喷吹罐10中部安装有中部流化装置，通过所述中部流化装置对喷吹罐中部流化流量进行调节；
所述中部流化装置包括中部流化管路501、以及控制中部流化管路501通断的中部流化调节阀5010，中部流化调节阀5010例如为电磁阀，通过自动调节所述中部流化调节阀对喷吹罐中部流化流量进行调节；
在喷吹罐20下部安装有下部流化装置，通过所述下部流化装置对喷吹罐下部流化流量进行调节；
所述下部流化装置包括下部流化管路503、以及控制下部流化管路503通断的下部流化调节阀5030，下部流化调节阀5030例如为电磁阀，通过自动调节所述下部流化调节阀对喷吹罐下部流化流量进行调节；
中部流化装置和下部流化装置可以采用现有的各种成熟的流化装置；
中部流化调节阀5010和下部流化调节阀5030，以及中部流化管路501和下部流化管路503，连接在氮气罐50与喷吹罐10之间，氮气罐50为喷吹罐10的流化提供气体或压力。喷吹罐10上可以设置3个称重传感器，分别为称重传感器81、称重传感器82、称重传感器83以获得喷吹罐10中煤粉的实时重量信号称重传感器81，称重传感器82，称重传感器83并联接入到称重传感器接线盒30上，称重传感器接线盒30是将三个传感器的信号并联起来，输入到称重控制器30中，解决由多个传感器并联组秤带来的不平衡问题。称重控制器30再将重量信号传送给高炉喷煤DCS控制系统40，DCS控制系统40例如通过电路连接中部流化调节阀5010和下部流化调节阀5030，根据接收信号，调整中部流化调节阀5010和下部流化调节阀5030的开度，从而完成喷吹罐的流化控制。同时，DCS控制系统40还连接中部流化流量计5012和下部流化流量计5032。(中部流化流量计5012，用于检测中部流化流量；下部流化流量计5032，用于检测下部流化流量，以向DCS控制系统反馈)
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，其特征在于，所述高炉煤粉喷吹过程流化控制方法包括：在喷吹罐安装有中部流化装置，通过所述中部流化装置对喷吹罐中部流化流量进行调节；
所述中部流化装置包括中部流化调节阀，通过自动调节所述中部流化调节阀对喷吹罐中部流化流量进行调节，喷吹罐中部流化流量的调节根据喷吹时段的不同而区别调整，喷吹时段分为3个阶段，分别为喷吹初期、喷吹中后期、以及位于喷吹初期与喷吹中后期之间的喷吹中前期；
在喷吹初期，所述喷吹罐内煤粉重量在A1以上时，喷吹罐中部流化流量设定值为a1；
在喷吹中后期，所述喷吹罐内煤粉重量小于D1时，喷吹罐中部流化流量设定值为d1；
在喷吹初期与喷吹中后期之间，所述喷吹罐内煤粉重量大于等于D1，小于A1时，喷吹罐中部流化流量设定值为b1；
其中，A1、D1的单位为吨，a1，b1，d1的单位Nm3/h，a1与d1不相等。
2.如权利要求1所述的高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，其特征在于，A1为第一固定值。
3.如权利要求1所述的高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，其特征在于，D1为第二固定值。
4.如权利要求1所述的高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，其特征在于，a1为第三固定值，d1为第四固定值，a1大于d1。
5.如权利要求1所述的高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，其特征在于，在相同的时间间隔内，b1的变化率为第五固定值。
6.如权利要求1所述的高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，其特征在于，喷吹罐中部流化流量的具体设定公式为：
其中，Q中——喷吹罐中部流化流量设定值，单位Nm3/h；
W——喷吹罐内煤粉重量，单位t。
7.如权利要求1中任一项所述的高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，其特征在于，所述高炉煤粉喷吹过程流化控制方法还包括：在喷吹罐安装有下部流化装置，通过所述下部流化装置对喷吹罐下部流化流量进行调节；
所述下部流化装置包括下部流化调节阀，通过自动调节所述下部流化调节阀对喷吹罐下部流化流量进行调节，喷吹罐下部流化流量的调节分为三段式分段区别调整。
8.如权利要求7所述的高炉煤粉喷吹过程流化控制方法，其特征在于，
喷吹罐下部流化流量的具体设定公式为：
其中，Q下——喷吹罐下部流化流量设定，单位Nm3/h；
W——喷吹罐内煤粉重量，单位t。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170630 |