一种用于确定混合煤气、空气配比的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于确定混合煤气、空气配比的方法及装置，方法包括：获得N个管道微元；获得各管道微元中的煤气团的初始煤气参数；在当前跟踪周期内确定各煤气团在煤气输送管道内的前进距离；确定每个煤气团前进的管道微元的数量n；基于各管道微元中的煤气团的初始煤气参数及每个煤气团前进的管道微元的数量更新各管道微元中的当前煤气参数；获得更新后的第N

【技术实现步骤摘要】
一种用于确定混合煤气、空气配比的方法及装置


[0001]本专利技术属于冶金能源
，尤其涉及一种用于确定混合煤气、空气配比的方法及装置。

技术介绍

[0002]钢铁企业在内部有大量的副产煤气，但是由于副产煤气有的热值很高、有的热值很低，直接使用存在一定的问题，因此，目前钢铁企业内部通常会根据用户的需求，将高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、天然气等燃气送到混和站按一定配比混合成中热值的煤气后，再通过混合煤气输送管道输运到用户使用。
[0003]例如，混合煤气可作为钢铁企业炉窑的主要燃料，其组成成分及热值的波动对加热炉内的燃烧过程有着很大的影响，如果不能准确掌握混和煤气的成分及热值，那么就无法设定准确的空气供应量(空燃比)，空气、煤气配比不当则会造成炉窑能耗上升或氧化烧损增加。
[0004]针对这种问题，现有技术主要采取三种方法来解决：第一是混合煤气定期取样，再将试样进行实验室分析；但这种离线分析方法的取样、化验周期较长，滞后时间长，且过程繁琐，不能实时补偿单一煤气压力及用户用量的随机变化引起的配比波动。第二种是采用热值仪在线取样分析的方法，这种方法虽然滞后时间短，但在实际应用效果并不理想。一方面，热值仪的运行对煤气的质量及测试环境要求较高，热值仪测试要求环境恒温、恒湿，煤气洁净，然而钢铁企业内部复杂的环境及副产煤气含有大量的杂质(如灰尘、焦油、萘等)，使得热值仪的使用受到了很大的限制。另一方面，热值仪价格高，且所测的仅是采样处的煤气热值，如果要知道各用户处的煤气热值，必须安装多个热值仪进行检测，投资成本较高。第三种是简单的加上一个滞后时间，但由于管道内流速并不是一个定值，其随压力、用量等参数时刻在变化，特别是遇到大的波动时，计算滞后时间会与实际值相差很大，因此，这种确定方法也并不准确。
[0005]针对上述问题，本方法就是根据实时的管道内煤气流量及流速，通过跟踪混合煤气管道内每个煤气团在输运过程中的位置信息，在线实时计算出用户处的混合煤气热值和燃烧理论空气需要量，从而实现用户的最佳空气、煤气配比，消除了混和煤气配比波动引起的炉窑能耗上升。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术实施例提供了一种用于确定混合煤气、空气配比的方法及装置，用于解决现有技术中在利用混合煤气向钢铁企业的加热炉提供燃料时，空气、煤气配比不当导致炉窑能耗上升或氧化烧损的技术问题。
[0007]本专利技术提供一种用于确定混合煤气、空气配比的方法，所述方法包括：
[0008]将混合站出口至用户处的煤气输送管道平均分为N段，获得N个管道微元；
[0009]对各所述管道微元内煤气团的煤气参数进行初始化，获得各所述管道微元中的煤
气团的初始煤气参数；所述煤气参数包括：煤气成分、热值及参考空燃比；
[0010]在当前跟踪周期内确定各煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离；所述当前跟踪周期为预设的总跟踪周期中的任一跟踪周期，所述总跟踪周期根据供气总时长确定；所述当前跟踪周期为时长为1～10s；
[0011]基于各煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离及所述管道微元的长度确定每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量n；所述管道微元的长度为0.01～0.1m；
[0012]基于各所述管道微元中的煤气团的初始煤气参数及每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量更新各所述管道微元中的当前煤气参数；
[0013]获得更新后的第N-n个管道微元到第N个管道微元的实时煤气参数，根据所述实时煤气参数确定用户当前所需的空气流量；其中，所述当前跟踪周期与所述管道微元的长度之间的比值为10的倍数。
[0014]可选的，所述在当前跟踪周期内确定各煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离，包括：
[0015]针对任一煤气团，根据公式s＝Δτ
·
V/(π
·
D2/4)确定各所述煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离s；其中，
[0016]所述Δτ为所述当前跟踪周期，所述V为在当前跟踪周期内煤气管道中混合煤气的瞬时流量，所述D为所述煤气管道的内径。
[0017]可选的，所述基于各煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离及所述管道微元的长度确定每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量n，包括：
[0018]根据公式n＝Δτ
·
V/(π
·
D2/4
·
Δx)确定每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量n；其中，所述Δτ为所述当前跟踪周期，所述V为在当前跟踪周期内煤气管道中混合煤气的瞬时流量，所述D为所述煤气管道的内径；所述Δx为所述管道微元的长度。
[0019]可选的，所述基于各所述管道微元中的煤气团的初始煤气参数及每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量更新各所述管道微元中的当前煤气参数，包括：
[0020]根据公式Q(x+n)＝Q(x)更新各所述管道微元中的当前煤气参数；其中，所述n为每个所述煤气团前进的管道微元的数量；所述x为当前管道微元的编号；所述Q(x)为所述当前管道微元中的煤气团的初始煤气参数。
[0021]可选的，所述根据所述实时煤气参数确定当前所需的空气流量，包括：
[0022]获取更新后的第N-n个管道微元到第N个管道微元的实时煤气参数的平均值；
[0023]基于所述平均值及所述参考空燃比确定用户当前所需的空气流量。
[0024]本专利技术还提供一种用于确定混合煤气、空气配比的装置，所述装置包括：
[0025]获取单元，用于将混合站出口至用户处的煤气输送管道平均分为N段，获得N个管道微元；
[0026]初始化单元，用于对各所述管道微元内煤气团的煤气参数进行初始化，获得各所述管道微元中的煤气团的初始煤气参数；所述煤气参数包括：煤气成分、热值及参考空燃比；
[0027]第一确定单元，用于在当前跟踪周期内确定各煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离；所述当前跟踪周期为预设的总跟踪周期中的任一跟踪周期，所述总跟踪周期根据供气总时长确定；所述当前跟踪周期为时长为1～10s；基于各煤气团在所述煤气输送管道
内的前进距离及所述管道微元的长度确定每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量n；所述管道微元的长度为0.01～0.1m；
[0028]更新单元，用于基于各所述管道微元中的煤气团的初始煤气参数及每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量更新各所述管道微元中的当前煤气参数；
[0029]第二确定单元，用于获得更新后的第N-n个管道微元到第N个管道微元的实时煤气参数，根据所述实时煤气参数确定用户当前所需的空气流量；其中，所述当前跟踪周期与所述管道微元的长度之间的比值为10的倍数。
[0030]可选的，所述第一确定单元具体用于：
[0031]针对任一煤气团，根据公式s＝Δτ
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V/(π
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D2/4)确定各所述煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离s；其中，
[0032]所述Δ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定混合煤气、空气配比的方法，其特征在于，所述方法包括：将混合站出口至用户处的煤气输送管道平均分为N段，获得N个管道微元；对各所述管道微元内煤气团的煤气参数进行初始化，获得各所述管道微元中的煤气团的初始煤气参数；所述煤气参数包括：煤气成分、热值及参考空燃比；在当前跟踪周期内确定各煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离；所述当前跟踪周期为预设的总跟踪周期中的任一跟踪周期，所述总跟踪周期根据供气总时长确定；所述当前跟踪周期为时长为1～10s；基于各煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离及所述管道微元的长度确定每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量n；所述管道微元的长度为0.01～0.1m；基于各所述管道微元中的煤气团的初始煤气参数及每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量更新各所述管道微元中的当前煤气参数；获得更新后的第N-n个管道微元到第N个管道微元的实时煤气参数，根据所述实时煤气参数确定用户当前所需的空气流量；其中，所述当前跟踪周期与所述管道微元的长度之间的比值为10的倍数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在当前跟踪周期内确定各煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离，包括：针对任一煤气团，根据公式s＝Δτ
·
V/(π
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D2/4)确定各所述煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离s；其中，所述Δτ为所述当前跟踪周期，所述V为在当前跟踪周期内煤气管道中混合煤气的瞬时流量，所述D为所述煤气管道的内径。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离及所述管道微元的长度确定每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量n，包括：根据公式n＝Δτ
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V/(π
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D2/4
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Δx)确定每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量n；其中，所述Δτ为所述当前跟踪周期，所述V为在当前跟踪周期内煤气管道中混合煤气的瞬时流量，所述D为所述煤气管道的内径；所述Δx为所述管道微元的长度。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各所述管道微元中的煤气团的初始煤气参数及每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量更新各所述管道微元中的当前煤气参数，包括：根据公式Q(x+n)＝Q(x)更新各所述管道微元中的当前煤气参数；其中，所述n为每个所述煤气团前进的管道微元的数量；所述x为当前管道微元的编号；所述Q(x)为所述当前管道微元中的煤气团的初始煤气参数。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实时煤气参数确定当前所需的空气流量，包括：获取更新后的第N-n个管道微元到第N个管道微元...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋中华，王昌亮，李浩，杜贤武，丁翠娇，韩斌，马红，闫乃忠，胡金伟，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：