热风炉燃烧控制方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种热风炉燃烧控制方法和系统，其中所述方法包括：预先获取燃烧期内热风炉的拱顶温度、阀门开度和燃烧控制参数；判断拱顶温度、阀门开度和燃烧控制参数是否满足最佳参数实例条件；若满足最佳参数实例条件，则判定燃烧控制参数为最佳燃烧控制参数；判断当前预定时间燃烧控制参数的均值变化量是否大于或等于预设变化量阈值，和/或当前预定时间内拱顶温度持续下降时间是否达到预定时间阈值；若是，则将阀门开度调整至与当前预定时间燃烧控制参数差异度最小的最佳燃烧控制参数对应的阀门开度。本发明专利技术的技术方案能够及时准确地调节热风炉的空燃比，使得热风炉燃气的燃烧充分，稳定了热风炉的拱顶温度，提高了高炉风温的利用水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热风炉
，特别是涉及一种热风炉燃烧控制方法和系统。
技术介绍
炼铁高炉的热风炉是用于将风加热到预定温度，然后将风输送到高炉，提高高炉 冶炼效率的重要装置。通常，热风炉一般按照燃烧-焖炉-送风-焖炉-燃烧的烧炉过程循 环工作，热风炉的基本工作原理是：在热风炉的燃烧期，首先加热热风炉的蓄热室格子砖， 当蓄热室格子砖被充分加热后，热风炉由蓄热状态转变为送风状态，在送风期将热量传递 给冷空气，使得冷空气被加热为热空气，最后将热空气送入炼铁高炉。图1是本专利技术实施例提供的一种热风炉燃烧过程的状态示意图，图1中，横轴代表 热风炉燃烧过程经历的时间，纵轴代表温度，曲线101代表拱顶温度，曲线102代表烟道温 度，标号103代表热风炉燃烧期，包括快烧期1031和蓄热期1032,标号104代表热风炉送 风期。如图1所示，热风炉的燃烧期103分为快烧期1031和蓄热期1032。在快烧期1031 内，将拱顶温度101通过燃气燃烧等手段进行加热，当拱顶温度101达到预定最大拱顶温度 时，热风炉燃烧过程进入到蓄热期1032 ;在蓄热期1032内，烟道温度102逐渐升高，直至达 到规定的最高烟道温度。其中，以烟道温度102是否达到规定的最高烟道温度作为衡量热 风炉蓄热程度的标准。 现有技术中，热风炉的烧炉过程完全由操作人员手动完成。具体地，操作人员一般 根据热风炉拱顶温度的上升情况，通过频繁调节燃气阀门开度和空气阀门开度，以增减燃 气及空气的流量大小，从而将热风炉的空燃比调节到合适的空燃比，进而控制热风炉的烧 炉过程。 但是这种人工调节热风炉烧炉过程的方法存在如下问题：人工寻找空燃比的时间 较长，且很难寻找到最佳空燃比；另外由于最佳空燃比不断变化，所以人工判断、调节最佳 空燃比的难度亦在加大；导致调节的工作量大，且调节的及时性（滞后或超前）和准确性 差，也造成烧炉过程中拱顶温度波动大，烧炉效果差，影响高炉风温使用水平；更严重地，将 造成燃气管网压力的进一步波动和高炉燃气的极大浪费。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供了一种热风炉燃烧控制方法及系统，以解决现有技术中的人 工调节热风炉烧炉过程的方法难以寻找到最佳空燃比，导致拱顶温度波动大，烧炉效果差， 燃气浪费的问题。 为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了如下技术方案： 根据本专利技术的第一方面，提出了一种热风炉燃烧控制方法，该方法包括：预先获取 燃烧期内热风炉的拱顶温度、热风炉的阀门开度以及所述阀门开度对应的燃烧控制参数； 判断所述拱顶温度、所述阀门开度以及所述燃烧控制参数是否满足最佳参数实例 条件；若满足所述最佳参数实例条件，则判定所述燃烧控制参数为最佳燃烧控制参数； 判断当前预定时间内所述燃烧控制参数的均值变化量是否大于或等于预设变化 量阈值，和/或当前预定时间内的拱顶温度连续下降时间是否达到预定时间；若是，查找与 当前预定时间内所述燃烧控制参数差异度最小的最佳燃烧控制参数对应的阀门开度，设定 为当前时刻的阀门开度。 结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实施方式中，所述燃烧控制参数包括： 空气压力、燃气压力、空气预热温度、燃气预热温度和燃气利用率； 所述最佳参数实例条件包括：在第一预定采样时间内，所述空气压力、所述燃气压 力、所述空气预热温度、所述燃气预热温度和所述燃气利用率的均值变化量的绝对值大于 或等于各自的预设均值变化量阈值； 在所述第一预定采用时间内，所述空气压力、所述燃气压力、所述空气预热温度、 所述燃气预热温度和所述燃气利用率的最大差值小于或等于各自的预设最大差值阈值； 在所述第一预定采样时间内，所述拱顶温度的均值大于或等于预设拱顶温度阈 值； 在所述第一预定采样时间内，当前采样时刻对应的拱顶温度大于前一采样时刻对 应的拱顶温度；以及在所述第一预定采样时间内，所述空气阀门开度大于或等于空气阀门 最大开度的50 %、且所述燃气阀门开度大于或等于燃气阀门最大开度的50 %。 结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实施方式中，当判定所述燃烧控制参 数为最佳燃烧控制参数后，还包括：将所述燃烧控制参数存入到参数实例数据库，所述将燃 烧控制参数存入到参数实例数据库，包括：根据公式：Cl1= sqrt ( Σ ki*(xil-xi2) ~2)，i = 1、2…m，计算所述燃烧控制参数与所述预存的最佳燃烧控制参数的差异度；其中，Cl1表示所 述燃烧控制参数与所述预存的最佳燃烧控制参数的差异度，m表示所述燃烧控制参数的参 数类型的数量，xil表示第i个参数类型对应的燃烧控制参数的值，xi2表示第i个参数类 型对应的预存的最佳燃烧控制参数的值；ki表示第i个参数类型对应的权值； 若所述差异度Cl1大于或等于预设差异度阈值，则将所述燃烧控制参数及所述燃烧 控制参数对应的阀门开度存储到所述参数实例数据库中。 结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实施方式中，所述查找与当前预定时 间内的燃烧控制参数差异度最小的最佳燃烧控制参数对应的阀门开度，设定为当前时刻的 阀门开度的步骤，具体包括：根据公式：d2= sqrt( Σ kn*(xnl-xn2) ~2)，η = 1、2…m，计算 当前预定时间的燃烧控制参数与所述最佳燃烧控制参数的差异度；其中，d2表示当前预定 时间的燃烧控制参数与所述最佳燃烧控制参数的差异度，m表示所述燃烧控制参数的参数 类型的数量，xnl表示第η个参数类型对应的当前预定时间的燃烧控制参数的值，xn2表示 第η个参数类型对应的最佳燃烧控制参数的值；kn表示第η个参数类型对应的权值； 将(12值最小的最佳燃烧控制参数对应的阀门开度设定为当前时刻的阀门开度。 结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实施方式中，在设定当前时刻的阀门 开度后，还包括：检测所述热风炉的燃气压力以及所述热风炉的拱顶温度； 根据所述燃气压力的变化率调节燃气阀门开度的变化率，以稳定所述拱顶温度。 结合第一方面的第四种可能的实施方式，在第一方面的第五种可能的实施方式 中，所述根据所述燃气压力的变化率调节燃气阀门开度的变化率的步骤，包括：比较所述燃 气压力与预设燃气压力阈值； 若所述燃气压力小于所述预设燃气压力阈值，根据所述燃气压力的变化率所处范 围以及拱顶温度状态所共同对应的第一燃气阀门开度调节幅度，调节所述燃气阀门开度的 变化率； 若所述燃气压力大于或等于所述预设燃气压力阈值，根据所述燃气压力的变化率 所处范围以及所述拱顶温度状态所共同对应的第二燃气阀门开度调节幅度，调节所述燃气 阀门开度的变化率。 结合第一方面的第四种可能的实施方式，在第一方面的第六种可能的实施方式 中，所述热风炉燃烧控制方法还包括：预先获取第二预定采样时间内的所述拱顶温度；若 第二预定采样时间内所述拱顶温度大于预设拱顶温度阈值、且所述拱顶温度连续上升，则 获取所述第二预定采样时间内所有采样时间点下所述拱顶温度对应的空燃比；计算所述所 有采样时间点下所述拱顶温度对应的空燃比的平均值；将所述空燃比的平均值作为所述热 风炉的最佳空燃比；根据所述最佳空燃比及所述热风炉的燃烧阶段，分别确定所述热风炉 快烧期的空燃比基带和所述热风炉蓄热期的空燃比基带；根据所述热风炉的当前燃烧时刻 所处燃气阶段对应的空燃比基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热风炉燃烧控制方法，其特征在于，包括：预先获取燃烧期内热风炉的拱顶温度、热风炉的阀门开度以及热风炉的燃烧控制参数；判断所述拱顶温度、所述阀门开度以及所述燃烧控制参数是否满足最佳参数实例条件；若满足所述最佳参数实例条件，则判定所述燃烧控制参数为最佳燃烧控制参数；判断当前预定时间内所述燃烧控制参数的均值变化量是否大于或等于预设变化量阈值，和/或当前预定时间内拱顶温度连续下降时间是否达到预定时间阈值；若是，查找与当前预定时间的所述燃烧控制参数差异度最小的最佳燃烧控制参数对应的阀门开度，设定为当前时刻的阀门开度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓峰，刘建华，武晓文，张林，王文为，汪春鹏，李玉平，秦昌国，李冬俊，张元华，崔青，孔祥珍，闫新宏，苏毅，
申请(专利权)人：莱芜钢铁集团电子有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37