一種高爐熱風(fēng)爐空燃比自尋優(yōu)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及高爐熱風(fēng)爐優(yōu)化控制技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高爐熱風(fēng)爐空燃比自尋優(yōu)方法，其特征在于設(shè)有熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊，多爐空燃比協(xié)調(diào)優(yōu)化模塊，該方法可以在不對熱風(fēng)爐運(yùn)行施加擾動，不需要配置高精度儀表、熱值分析儀、含氧量儀表的情況下實現(xiàn)熱風(fēng)爐空燃比自尋優(yōu)在線操作，有效解決了現(xiàn)有高爐熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)因空燃比不合理而導(dǎo)致的熱風(fēng)爐運(yùn)行效率偏低問題，提升了高爐熱風(fēng)爐燃燒效率，拱頂溫度和送風(fēng)溫度，實現(xiàn)了熱風(fēng)爐能源的充分利用。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種高爐熱風(fēng)爐優(yōu)化控制
，尤其涉及一種高爐熱風(fēng)爐空燃比自尋優(yōu)方法。
技術(shù)介紹
目前國內(nèi)熱風(fēng)爐空燃比控制方法主要是比值調(diào)節(jié)法和廢氣氧含量串級調(diào)節(jié)法。比值調(diào)節(jié)法是指空氣和煤氣按照固定的比例進(jìn)行燃燒，這個固定的比例一般是在某種特定的工況下得出的實驗數(shù)據(jù)或理論計算數(shù)據(jù)，這種控制方式顯然不能適應(yīng)頻繁變化的各種工況，特別是在煤氣熱值發(fā)生變化時會使燃燒狀況惡化，使得熱風(fēng)爐燃燒效率較低，送風(fēng)溫度也得不到保證。廢氣氧含量串級調(diào)節(jié)法是以比值調(diào)節(jié)法為主，廢氣含氧量調(diào)節(jié)為輔，并通過廢氣含量在線修正空燃配比，這種調(diào)節(jié)方式較比值調(diào)節(jié)法有較大改進(jìn)，但由于氧含量儀表容易發(fā)生漂移問題，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)常有較大偏差且氧含量儀表一般壽命較短，因此，這種方法實際應(yīng)用效果并不理想。國外鋼鐵企業(yè)普遍采用數(shù)學(xué)建模方法實現(xiàn)熱風(fēng)爐空燃比調(diào)節(jié)，數(shù)學(xué)建模方法是根據(jù)熱風(fēng)爐的特性參數(shù)和準(zhǔn)確的燃料熱值數(shù)據(jù)實時計算最佳空燃配比，只要檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、數(shù)學(xué)模型建模得當(dāng)，這種方法可有效保證熱風(fēng)爐燃燒效率；但這種方法在國內(nèi)有水土不服問題，第一，精確數(shù)學(xué)建模難度很大，需要較大投資，而且熱風(fēng)爐特性一旦發(fā)生變化（工藝改造、大修等均有可能改變）可能面臨需要重新建模的問題；第二，這種方式需要的測點較多，而且必須精確，特別是燃料的在線熱值分析儀表必不可少，導(dǎo)致硬件設(shè)備投資較大，需要配備相應(yīng)的維護(hù)力量，因此，數(shù)學(xué)建模控制方法在國內(nèi)廣大的中小鋼廠幾乎沒有得到實際應(yīng)用，大型鋼廠中也僅有寶鋼等少數(shù)有實際應(yīng)用。綜上所述，高爐熱風(fēng)爐運(yùn)行過程中需要根據(jù)實際工況實時調(diào)整空燃比以保證熱風(fēng)爐高效運(yùn)行，但目前國內(nèi)大部分冶金企業(yè)的高爐熱風(fēng)爐因裝備水平和質(zhì)量問題無法有效做到這一點，除非花費高昂的資金成本和人力物力成本對現(xiàn)有裝備水平進(jìn)行升級改造，否則，利用現(xiàn)有技術(shù)無法解決這一問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決現(xiàn)有高爐熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)因空燃比不合理而導(dǎo)致的熱風(fēng)爐運(yùn)行效率偏低問題，本專利技術(shù)提出了一種高爐熱風(fēng)爐空燃比自尋優(yōu)方法，該方法可以在不對熱風(fēng)爐運(yùn)行施加擾動，不需要配置高精度儀表、熱值分析儀、含氧量儀表的情況下實現(xiàn)熱風(fēng)爐空燃比自尋優(yōu)在線操作，有效提升高爐熱風(fēng)爐燃燒效率，拱頂溫度和送風(fēng)溫度，實現(xiàn)熱風(fēng)爐能源的充分利用。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：一種高爐熱風(fēng)爐空燃比自尋優(yōu)方法，其特征在于設(shè)有熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊，多爐空燃比協(xié)調(diào)優(yōu)化模塊。熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊根據(jù)熱風(fēng)爐燒爐期間煤氣流量、拱頂溫度和燒爐時間，通過熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊對熱風(fēng)爐燃燒效率進(jìn)行綜合評價計算獲得熱風(fēng)爐燃燒效率評價值。單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊對熱風(fēng)爐燒爐期間熱風(fēng)爐燃燒效率綜合評價值進(jìn)行自動跟蹤和分析計算，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊輸出值按以下規(guī)則確定：統(tǒng)計熱風(fēng)爐燃燒效率評價值為正值時的實際空燃比均值和持續(xù)時間長度；若持續(xù)時間大于設(shè)定時間，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊輸出值實時由持續(xù)時間與實際空燃比均值進(jìn)行綜合確定，進(jìn)而對本爐空燃比進(jìn)行修正。多爐空燃比協(xié)調(diào)優(yōu)化模塊對現(xiàn)場是三座或四座交替進(jìn)行燃燒和送風(fēng)，采用煤氣總管進(jìn)行煤氣供應(yīng)的高爐熱風(fēng)爐，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊輸出值對隸屬同一座高爐的其他熱風(fēng)爐空燃比進(jìn)行修正，多爐空燃比協(xié)調(diào)優(yōu)化模塊根據(jù)單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊輸出值按各熱風(fēng)爐特點和燃燒因素對相應(yīng)熱風(fēng)爐空燃比控制點進(jìn)行調(diào)整，使同一座高爐的多座熱風(fēng)爐空燃比逐漸趨向最優(yōu)。本專利技術(shù)的有益效果是，可以在不對高爐熱風(fēng)爐進(jìn)行設(shè)備改造的情況下以較低的成本實現(xiàn)空燃比自尋優(yōu)，提高熱風(fēng)爐的燃燒控制水平和燃燒效率，使能源利用充分，熱風(fēng)爐蓄熱能力強(qiáng)。附圖說明附圖1為一種高爐熱風(fēng)爐空燃比自尋優(yōu)方法流程框圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的描述。熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊在燒爐時間T1時，保持空燃比不變，以T為周期，連續(xù)n個周期，將n*T時間內(nèi)煤氣流量增量m1對拱頂溫度影響記為f(m1,T1)，拱頂溫度均值記為GT1，在煤氣流量改變后，獲得N組數(shù)據(jù)f(m2,T2)，f(m3,T3)，…，f(mN,TN)和GT2，GT3，…，GTN，采用多元線性回歸分析獲得煤氣流量改變量對拱頂溫度的影響F(N)= f(m1,T1)+ f(m2,T2)+……+ f(mN,TN)，熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊輸出熱風(fēng)爐燃燒效率評價值XLPJ=GTN-GT1- F(N)，其中T取值范圍為6～10秒，n取值范圍10～30，N取值范圍為5～10。單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊若熱風(fēng)爐燃燒效率評價值XLPJ>0時，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊統(tǒng)計實際空燃比均值KRB和持續(xù)時間t1，若t1>T*M時，視為趨勢優(yōu)化成功，并修正本熱風(fēng)爐空燃比控制點KRB_sp=KRB_sp*(1 - t1 / (t1+ 2*T*M)) + FRB* (t1 / (t1+ 2*T*M))其中，T取值范圍為6～10秒，M取值范圍10～30。多爐空燃比協(xié)調(diào)優(yōu)化模塊假設(shè)一座高爐有三座熱風(fēng)爐A，B和C，假設(shè)熱風(fēng)爐A單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)前空燃比控制點為KRB_spA1，趨勢自尋優(yōu)成功后的控制點為KRB_spA，令BHL= (KRB_spA- KRB_spA1) / KRB_spA1，則多爐空燃比協(xié)調(diào)優(yōu)化模塊對熱風(fēng)爐B和熱風(fēng)爐C的空燃比控制點修正為KRB_spB = KRB_spB*(1+BHL*K2)KRB_spC = KRB_spC*(1+BHL*K3)其中，KRB_spB和KRB_spC分別為熱風(fēng)爐B和熱風(fēng)爐C的空燃比控制點，K2和K3分別為調(diào)整系數(shù)，該系數(shù)由熱風(fēng)爐特點和燃燒因素確定，取值范圍為0<k2，K3<1。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種高爐熱風(fēng)爐空燃比自尋優(yōu)方法，其特征在于設(shè)有熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊，多爐空燃比協(xié)調(diào)優(yōu)化模塊，熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊根據(jù)熱風(fēng)爐燒爐期間煤氣流量、拱頂溫度和燒爐時間，通過熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊對熱風(fēng)爐燃燒效率進(jìn)行綜合評價計算獲得熱風(fēng)爐燃燒效率評價值；單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊對熱風(fēng)爐燒爐期間熱風(fēng)爐燃燒效率綜合評價值進(jìn)行自動跟蹤和分析計算，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊輸出值按以下規(guī)則確定：統(tǒng)計熱風(fēng)爐燃燒效率評價值為正值時的實際空燃比均值和持續(xù)時間長度；若持續(xù)時間大于設(shè)定時間，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊輸出值實時由持續(xù)時間與實際空燃比均值進(jìn)行綜合確定，進(jìn)而對本爐空燃比進(jìn)行修正；多爐空燃比協(xié)調(diào)優(yōu)化模塊對現(xiàn)場是三座或四座交替進(jìn)行燃燒和送風(fēng)，采用煤氣總管進(jìn)行煤氣供應(yīng)的高爐熱風(fēng)爐，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊輸出值對隸屬同一座高爐的其他熱風(fēng)爐空燃比進(jìn)行修正，多爐空燃比協(xié)調(diào)優(yōu)化模塊根據(jù)單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊輸出值按各熱風(fēng)爐特點和燃燒因素對相應(yīng)熱風(fēng)爐空燃比控制點進(jìn)行調(diào)整，使同一座高爐的多座熱風(fēng)爐空燃比逐漸趨向最優(yōu)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高爐熱風(fēng)爐空燃比自尋優(yōu)方法，其特征在于設(shè)有熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊，多爐空燃比協(xié)調(diào)優(yōu)化模塊，熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊根據(jù)熱風(fēng)爐燒爐期間煤氣流量、拱頂溫度和燒爐時間，通過熱風(fēng)爐燃燒效率評價模塊對熱風(fēng)爐燃燒效率進(jìn)行綜合評價計算獲得熱風(fēng)爐燃燒效率評價值；單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊對熱風(fēng)爐燒爐期間熱風(fēng)爐燃燒效率綜合評價值進(jìn)行自動跟蹤和分析計算，單爐空燃比趨勢自尋優(yōu)模塊輸出值按以下規(guī)則確定：統(tǒng)計熱風(fēng)爐燃燒效率評價值為正值時的實際空...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李明黨，
申請(專利權(quán))人：北京和隆軟件有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11