一种套筒窑燃气智能控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种套筒窑燃气智能控制装置及控制方法。本发明专利技术包括：工艺参数维护模块、数据收集模块、热耗计算模块、煤气流量计算模块、煤气流量控制模块、煤气热值采集模块、煤气热值修正模块、工艺参数修正模块；本发明专利技术通过人工在上位机设定相关控制参数，由PLC控制系统进行运算和控制，从而实现环形套筒窑中调节装置根据实际情况得到自动调节的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种套筒窑燃气智能控制装置及控制方法
：本专利技术涉及一种套筒窑燃气智能控制装置及控制方法，属于冶金自动化

技术介绍
：目前，国内外先进的活性石灰竖窑主要为套筒窑、弗卡斯窑、麦尔兹窑等，梅钢90年代建造的套筒窑为国内首次引进贝肯巴赫环形套筒窑技术。环形套筒窑目前全世界已经建成300多座，具有环保、安全、节能、产品质量好、设备作业率高等优点。套筒窑所用能源燃料主要是固体燃料和气体燃料，在冶金企业中主要使用高炉、转炉和焦炉的煤气副产品。使用煤气时目前主要存在的问题有：生产成本较高，吨灰煤气成本超过了240元/吨.灰；石灰质量波动大，平均活性度只有330ml左右，生烧过烧较严重；由于煤气流量和热值波动较大，主控人员人工干预较多，大大增加了劳动强度；同时由于人工操作的个体误差，导致操作失误增加，影响了石灰煅烧的煤气平稳供应，导致石灰质量、成本等指标较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述存在的问题提供一种套筒窑燃气智能控制装置及控制方法，通过人工在上位机设定相关控制参数，由PLC控制系统进行运算和控制，从而实现环形套筒窑中调节装置根据实际情况得到自动调节的方法。上述的目的通过以下技术方案实现：一种套筒窑燃气智能控制装置，包括：工艺参数维护模块、数据收集模块、热耗计算模块、煤气流量计算模块、煤气流量控制模块、煤气热值采集模块、煤气热值修正模块、工艺参数修正模块；所述的工艺参数维护模块：用于设定、维护相关的工艺参数；所述的数据收集模块：用于收集生产过程中的实时数据；所述的热耗计算模块：用于计算当前生产需要燃烧煤气产生的单位时间热量消耗；所述的煤气流量计算模块：用于计算各种煤气的流量；所述的煤气流量控制模块：用于根据计算的各种煤气流量控制各种煤气的实际流量；所述的煤气热值采集模块：利用热值仪、通信网络、数据存储以相应的软件等功能，实现定周期的采集并存储各种煤气的实时热值；所述的煤气热值修正模块：根据煤气热值采集模块采集的数据修正煤气的热值；所述的工艺参数修正模块：根据生产的成品质量等因素，修正相关的工艺参数。用上述套筒窑燃气智能控制装置进行套筒窑燃气智能控制的方法，该方法包括如下步骤：(1)工艺参数维护模块设定工艺参数的初始值或维护工艺参数；(2)数据收集模块收集相关的生产过程中的实时数据；(3)热耗计算模块计算单位时间的总热量消耗；(4)煤气热值采集模块定周期采集并存储各种煤气的实时热值并存储在系统后台的数据库中；(5)根据热耗计算模块计算单位时间的热量消耗，煤气流量计算模块计算焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气的流量；(6)上下燃烧室煤气煤气的配比k煤气＝V下/V上：k煤气系数的大小随着出料速度Tp的变化进行调整：当Tp≤34s时，k煤气＝1.1(1+γ/30)，γ取值(19,21)；当34s＜Tp≤40s时，k煤气＝1.1(1+γ/30)；γ取值(22,25)；当40s＜Tp≤60s时，k煤气＝1.1(1+γ/30)，γ取值(26,29)；当Tp≥60s时，k煤气＝1.1(1+γ/30),γ取值(30,32)；(7)煤气流量控制模块通过控制煤气的PLC控制模块控制焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气的流量调节阀；(8)等待时间ΔT；ΔT取值根据套筒窑的设定产量来设定在300～600秒内；(9)煤气热值修正模块计算并修正当前煤气的热值；由热值仪定周期采集各种气体的热值，由采集的热值来修正当前煤气的热值：(10)判断是否收到新的成品分析试样数据；如果没有收到新的成品分析试样数据，转步骤2；否则，根据石灰酌减率、石灰活性度分别调节k1、k2、k3值：计算K1：石灰每天取样化验两次，根据石灰酌减率ω的化验结果进行煤气消耗量的调整，当ω≤3％时，k1＝1(1+ω)；当3％＜ω≤5％时，k1＝1.05(1+ω)；当ω＞5％时，k1＝1.1(1+ω)；计算k2：石灰每天取样化验两次，根据石灰活性度Ψ的化验结果进行煤气消耗量的调整，当Ψ≤300ml时，k2＝1+α，α取值(0.1，0.12)；当300ml＜Ψ≤320ml时，k2＝1+α，α取值(0.05,0.08)；当320ml＜Ψ≤340ml时，k2＝1+α，α取值(0.02,0.04)；当340ml＜Ψ≤360ml时，k2＝1+α，α取值(0,0.01)；当360ml＜Ψ≤380ml时，k2＝1+α，α取值(-0.03，-0.01)；当Ψ＞380ml时，k2＝1+α，α取值(-0.04，-0.06)。计算k3：煅烧热系数K3主要受到套筒窑窑况影响，窑况又由窑龄N(表示套筒窑正常生产的天数)决定，当0＜N≤300时，k3＝1+β，β取值(-0.15，-0.11)；当300＜N≤700时，k3＝1+β，β取值(-0.1，-0.05)；当700＜N≤1200时，k3＝1+β，β取值(-0.06，0.03)；当1200＜N≤1500时，k3＝1+β，β取值(0.05，0.1)；当N＞1500时，k3＝1+β，β取值(0.11，0.15)；(11)工艺参数修正模块修正相关工艺参数，转步骤1。进一步地，步骤(1)中所述的参数包括：D1：套筒窑每出一次石灰的重量；Tp：出料速度；TA：出料推杆往返一次的时间；Hu高：高炉煤气的热值；Hu焦：焦炉煤气的热值；Hu转：转炉煤气的热值；k1：酌减率调整系数(酌减率:反应石灰生烧程度的指标)；k2：活性度调整系数(活性度：生石灰水化反应速度的指标)；k3：煅烧热系数(煅烧热：煅烧石灰的热耗)；上述参数存储在系统后台的数据库中。进一步地，步骤(3)中所述的单位时间的总热量消耗W＝R*D*k1*k2*k3，其中，W：单位时间的总热量消耗，Kcal/h；R：石灰煅烧热耗，正常取值为960-980Kcal/Kg；D：小时石灰产量，D＝3600/(TA+Tp)*D1，Kg/h；D1：套筒窑7.4米平台每出一次石灰的重量；Tp：出料速度；TA：出料推杆往返一次的时间；k1：随生烧度变化的酌减率调整系数；k2：随着窑况参数变化的煅烧热系数；k3：随石灰活性度变化的活性度调整系数。进一步地，步骤(5)中所述的计算模块计算焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气的流量的方法为：①使用转炉煤气时，煤气流量为：V＝W/Hu转；②高炉煤气、焦炉煤气两种气体混合使用时，V高＝W/Hu混*(Hu焦-Hu混)/(Hu焦-Hu高)，V焦＝W/Hu混*(Hu混-Hu高)/(Hu焦-Hu高)；③高炉煤气、焦炉煤气、转煤煤气三种气体混合使用时，将焦炉煤气的消耗配比限定为10％，则：V高＝W/Hu混*(0.9Hu转-Hu混+0.1Hu焦)/(Hu转-Hu高)；V焦＝0.1*W/Hu混；V转＝W/Hu混*(Hu混-0.1Hu焦-0.9Hu高)/(Hu转-Hu高)；其中，W:单位时间的热耗，Kcal/h；Hu高：高炉煤气的热值；Hu焦：焦炉煤气的热值；Hu转：转炉煤气的热值；Hu混：煤气混合后的热值，基本为固定值。进一步地，步骤(9)中所述的由采集的热值来修正当天的热值的方法为：焦炉煤气热值修正，计算公式：Hu焦＝∫Hu焦curdt/ΔT；式中Hu焦cur为焦炉煤气的实时热值；如果Hu焦cur不在(Hu焦fix-α1,Hu焦fix+β1)内，则Hu焦cur＝Hu焦fix，积分的时间周期为ΔT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套筒窑燃气智能控制装置，其特征在于：包括：工艺参数维护模块、数据收集模块、热耗计算模块、煤气流量计算模块、煤气流量控制模块、煤气热值采集模块、煤气热值修正模块、工艺参数修正模块；所述的工艺参数维护模块：用于设定、维护相关的工艺参数；所述的数据收集模块：用于收集生产过程中的实时数据；所述的热耗计算模块：用于计算当前生产需要燃烧煤气产生的单位时间热量消耗；所述的煤气流量计算模块：用于计算各种煤气的流量；所述的煤气流量控制模块：用于根据计算的各种煤气流量控制各种煤气的实际流量；所述的煤气热值采集模块：利用热值仪、通信网络、数据存储以相应的软件等功能，实现定周期的采集并存储各种煤气的实时热值；所述的煤气热值修正模块：根据煤气热值采集模块采集的数据修正煤气的热值；所述的工艺参数修正模块：根据生产的成品质量等因素，修正相关的工艺参数。

【技术特征摘要】
1.一种套筒窑燃气智能控制装置，其特征在于：包括：工艺参数维护模块、数据收集模块、热耗计算模块、煤气流量计算模块、煤气流量控制模块、煤气热值采集模块、煤气热值修正模块、工艺参数修正模块；所述的工艺参数维护模块：用于设定、维护相关的工艺参数；所述的数据收集模块：用于收集生产过程中的实时数据；所述的热耗计算模块：用于计算当前生产需要燃烧煤气产生的单位时间热量消耗；所述的煤气流量计算模块：用于计算各种煤气的流量；所述的煤气流量控制模块：用于根据计算的各种煤气流量控制各种煤气的实际流量；所述的煤气热值采集模块：利用热值仪、通信网络、数据存储以相应的软件等功能，实现定周期的采集并存储各种煤气的实时热值；所述的煤气热值修正模块：根据煤气热值采集模块采集的数据修正煤气的热值；所述的工艺参数修正模块：根据生产的成品质量等因素，修正相关的工艺参数。2.一种用上述套筒窑燃气智能控制装置进行套筒窑燃气智能控制的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)工艺参数维护模块设定工艺参数的初始值或维护工艺参数；(2)数据收集模块收集相关的生产过程中的实时数据；(3)热耗计算模块计算单位时间的总热量消耗；(4)煤气热值采集模块定周期采集并存储各种煤气的实时热值并存储在系统后台的数据库中；(5)根据热耗计算模块计算单位时间的热量消耗，煤气流量计算模块计算焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气的流量；(6)上下燃烧室煤气煤气的配比k煤气＝V下/V上：k煤气系数的大小随着出料速度Tp的变化进行调整：当Tp≤34s时，k煤气＝1.1(1+γ/30)，γ取值(19,21)；当34s＜Tp≤40s时，k煤气＝1.1(1+γ/30)；γ取值(22,25)；当40s＜Tp≤60s时，k煤气＝1.1(1+γ/30)，γ取值(26,29)；当Tp≥60s时，k煤气＝1.1(1+γ/30),γ取值(30,32)；(7)煤气流量控制模块通过控制煤气的PLC控制模块控制焦炉煤气、转炉煤气、高炉煤气的流量调节阀；(8)等待时间ΔT；ΔT取值根据套筒窑的设定产量来设定在300～600秒内；(9)煤气热值修正模块计算并修正当前煤气的热值；由热值仪定周期采集各种气体的热值，由采集的热值来修正当前煤气的热值：(10)判断是否收到新的成品分析试样数据；如果没有收到新的成品分析试样数据，转步骤2；否则，根据石灰酌减率、石灰活性度分别调节k1、k2、k3值：计算K1：石灰每天取样化验两次，根据石灰酌减率ω的化验结果进行煤气消耗量的调整，当ω≤3％时，k1＝1(1+ω)；当3％＜ω≤5％时，k1＝1.05(1+ω)；当ω＞5％时，k1＝1.1(1+ω)；计算k2：石灰每天取样化验两次，根据石灰活性度Ψ的化验结果进行煤气消耗量的调整，当Ψ≤300ml时，k2＝1+α，α取值(0.1，0.12)；当300ml＜Ψ≤320ml时，k2＝1+α，α取值(0.05,0.08)；当320ml＜Ψ≤340ml时，k2＝1+α，α取值(0.02,0.04)；当340ml＜Ψ≤360ml时，k2＝1+α，α取值(0,0.01)；当360ml＜Ψ≤380ml时，k2＝1+α，α取值(-0.03，-0.01)；当Ψ＞380ml时，k2＝1+α，α取值(-0.04，-0.06)。计算k3：煅烧热系数K3主要受到套筒窑窑况影响，窑况又由窑龄N(表示套筒窑正常生产的天数)决定，当0＜N≤300时，k3＝1+β，β取值(-0.15，-0.11)；当300＜N≤70...

【专利技术属性】
技术研发人员：江书文，王绪国，
申请(专利权)人：南京梅山冶金发展有限公司，上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32