一种基于热平衡的烧结固体燃料调控方法技术

本发明专利技术提供一种基于热平衡的烧结固体燃料调控方法，每年进行一次烧结机物料平衡及热平衡测试，并形成测试、计算与分析报告；获得该台烧结机在正常生产工况条件下的工艺操作参数和热平衡参数。以上述热平衡测试、计算结果为基础，依据当前时刻采集到的烧结混合料配料参数及烧结工艺操作参数，建立烧结机在线热平衡计算模型，给出烧结固体燃料配比的基准值。当烧结配料中含铁原料、熔剂、燃料或烧结工艺操作参数发生变化时，依据在线热平衡计算模型，实时给出烧结固体燃料配比优化调整方案。通过在线烧结热平衡计算与分析，在满足高炉炼铁所需烧结矿质量的前提下，实现降低烧结固体燃料消耗的目的。燃料消耗的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热平衡的烧结固体燃料调控方法


[0001]本专利技术涉及冶金热工节能
，特别涉及一种基于热平衡的烧结固体燃料调控方法。

技术介绍

[0002]在大、中型钢铁联合企业，烧结工序能耗仅次于炼铁工序，约占企业总能耗的10％
‑
15％，居第二位。烧结工序能耗包括：固体燃料(焦粉、煤粉)消耗、点火煤气消耗、电力及动力(压缩空气、蒸汽、水等)消耗。其中固体燃料消耗占75％
‑
80％，点火煤气消耗占5％
‑
10％，电力及动力消耗占15％
‑
20％，可见降低固体燃料消耗是降低烧结工序能耗的重点，也是烧结工作者始终追求的目标。
[0003]由于烧结过程伴随着大量的物理变化和化学变化，时刻受原料条件、操作工艺、设备状态的影响，因此追求最佳的固体燃料配比，最大限度地降低固体燃料消耗难度很大。其中影响烧结固体燃料消耗的主要因素包括：含铁物料的化学成分、混合料粒度、混合料初始温度、混合料水分、料层厚度、反矿量、点火煤气热负荷、烧结矿终点温度、烧结矿中FeO含量、烧结排烟温度、环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热平衡的烧结固体燃料调控方法，其特征在于，包括如下：1)每年对各台烧结机进行一次物料平衡和热平衡测试，并形成烧结机热平衡测试分析报告；测试与分析数据，逐年更新，并保存在数据库中；将热平衡测试与分析数据分别作为今后各台烧结机在线热平衡计算的参照基准；2)定时采集各台烧结机配料参数及工艺操作参数；对烧结混合料成分、温度、水分、固体燃料：煤粉与焦粉配比与热值及烧结机料层厚度、反矿量、烧结矿中FeO含量，每小时进行一次分析与采样；对点火煤气流量及热值、烧结饼温度、热风烧结温度、烧结排烟温度，每5分钟采样一次，并取平均值；将其作为各台烧结机在线热平衡计算模型的依据；3)建立在线烧结机热平衡模型及固体燃料消耗模型3.1建立烧结机在线热平衡计算模型为简化计算，取1吨烧结矿作为计算基准，并取现场环境温度、固体与气体燃料低位发热量、时间为1小时作为计算基准；3.1.1总热收入模型：Q
R
＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8+Q9+Q
10
……
(1)式中：Q
R
：烧结总热收入(KJ/t)Q1：烧结矿固体燃料燃烧化学热(KJ/t)Q1＝1000(B
m
·
Q
Dm
+B
j
·
Q
Dj
)/B
sz
……
(2)式中：B
m
、B
j
：分别为烧结混合料中煤粉、焦粉加入量(t/h)，Q
Dm
、Q
Dj
：分别为煤粉、焦粉的低位发热量(KJ/Kg)，B
sz
：为烧结矿产量(t/h)；Q2：烧结点火煤气燃烧化学热(KJ/t)Q2＝V
m
×
Q
D2/
B
sz
……
(3)式中：V
m
:烧结点火用煤气流量(m3/h)，Q
D2
：点火煤气低位发热量(KJ/m3)；Q3：烧结点火煤气及所用助燃空气带入物理热(KJ/t)Q3＝[V
m
×
(c
my
t
my
－c
me
t
e
)+α
×
V
m
×
(c
ky
t
ky
－c
ke
t
e
)]/B
sz
……
(4)式中：t
my
、t
e
：分别为煤气平均预热温度及环境温度(℃)；t
ky
：为助燃空气平均预热温度(℃)；α：平均空燃比(空气与煤气比例系数)，c
my
、c
me
：分别为煤气在t
my
℃与t
e
℃时的平均比热(KJ/m3℃)；c
ky
、c
ke
分别为空气在t
ky
℃与t
e
℃时的平均比热(KJ/m3℃)；Q4：热风烧结工艺中热风带入物理热(KJ/t)Q4＝V
k
×
(c
kr
t
k
－c
ke
t
e
)/B
sz
……
(5)式中：V
k
:烧结热风流量(m3/h)，t
k
：热风平均温度(℃)；c
kr
和c
ke
分别为热风在t
kr
℃与t
e
℃时的平均比热(KJ/m3℃)若不采用热风烧结工艺，则t
k
＝t
e
，即Q4＝0Q5：干混合料带入物理热(KJ/t)Q5＝1000
×
B
gh
×
(c
h
t
h
－c
he
t
e
)/B
sz
……
(6)其中：B
gh
:干混合料量(t/h)，t
h
:为干混合料平均温度(℃)；c
h
和c
he
分别为干混合料在t
h
℃与t
e
℃时的平均比热(KJ/k
g
℃)；Q6：烧结铺底料带入的物理热(KJ/t)
Q6＝1000
×
B
p
×
(c
p
t
p
－c
pe
t
e
)/B
sz
……
(7)式中：B
p
:烧结所用的铺底料量(t/h)，t
p
:为铺底料平均温度(℃)；c
p
和c
pe
分别为铺底料在t
p
℃与t
e
℃时的平均比热(KJ/k
g
℃)；Q7：烧结用水带入的物理热(KJ/t)Q7＝1000
×
B
sw
×
(c
sw
t
sw
－c
swe
t
e
)/B
sz
……
(8)式中：B
sw
:烧结用水量(t/h)，t
sw
：为烧结用水平均温度(℃)；c
sw
和c
swe
分别为水在t
sw
℃与t
e
℃时的平均比热(KJ/k
g
℃)；Q8：烧结用水蒸汽带入的物理热(KJ/t)Q8＝1000
×
B
sq
×
(c
sq
t
sq
－c
sqe
t
e
)/B
sz
……
(9)式中：B
sp
:烧结用水蒸汽流量(t/h)，t
sq
:为水蒸汽平均温度(℃)；c
sq
和c
sqe
分别为水在t
sq
℃与t
e
℃时的平均比热(KJ/k
g
℃)；Q9：烧结过程中化学反应热(KJ/t)Q9＝Q9‑1+Q9‑2+Q9‑3……
(10)式中：Q9‑1：混合料中硫化物燃烧放热量(KJ/t)Q9‑2：混合料中F
e
o氧化放热量(KJ/t)Q9‑3：形成新矿物放热量(KJ/t)其中：Q9‑1＝6901.18
×
1.8759(B
gh
×
S
h
－1
×
S
c
)
……
(11)Q9‑2＝1952
×
【B
gh
×
F
e
O
h
－1
×
F
e
O
c
－1.123(B
gh
×
S
h
－1
×
S
c
)】
……
(12)Q9‑3＝Q
R
×
3％
……
(13)式中：S
h
：干混合料中硫含量，在量值上等于各组分硫含量之和(％)S
c
：成品烧结矿中硫含量(％)F
e
O
h
：干混合料中F
e
O含量，在量值上等于各组分F
e
O含量之和(％)F
e
O
c
：成品烧结矿中F
e
O含量(％)Q
10
：返矿和高炉尘泥带入残碳的化学热(KJ/t)Q
10
＝1000
×
(B
fk
×
C
fk
+B
cn
×
C
cn
)
×
Q
c
/B
sz
……
(14)Q
c
＝(B
m
·
Q
Dm
+B
j
·
Q
Dj
)/(B
m
+B
j
)
……
(15)式中：B
fk
、B
cn
：分别为返矿和高炉尘泥量(t/h)C
fk
、C
cn
：分别为返矿和高炉尘泥碳含量(％)Q
c
：为残碳的低发热量(KJ/kg)3.1.2总热支出模型：Q
Z
＝Q
Z1
+Q
Z2
+Q
Z3
+Q
Z4
+Q
Z5
+Q
Z6
+Q
Z7
+Q
Z8
+Q
Z9
……
(16)式中：Q
Z
：烧结总热支出(KJ/t)；Q
Z1
：烧结废气带出的热量(KJ/t)；Q
Z1
＝V
f
×
(c
f2
t
f2
－c
fe
t
e
)/B
sz
……
(17)式中：V
f
：小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，白雪，徐春柏，王艳飞，薛芷蘅，张健栋，李雪晴，王里程，刘常鹏，郝博，
申请(专利权)人：鞍钢集团自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：