一种烧结料面天然气喷吹流量的自动化调控方法技术

本发明专利技术公开了一种烧结料面天然气喷吹流量的自动化调控方法，沿烧结机台车长度方向依次间隔设有9个喷吹管，同步将烧结机台车燃烧层沿其长度方向划分为9段区域；通过加装气动调节阀，同时通过红外热成像仪对烧结机尾断面燃烧层高度的一致性进行实时监测，再依据设定的判定和调节基准，通过PLC控制程序将各区段燃烧层高度信号和各区段气动调节阀的阀门开度信号连锁，达到自动识别、判定和调节天然气喷吹流量的效果。本发明专利技术既实现了自动化闭环控制，同时通过燃烧层分段监测调节，保证烧结过程燃烧层的均匀稳定，进而避免出现烧结矿过烧和生烧的情况。和生烧的情况。和生烧的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种烧结料面天然气喷吹流量的自动化调控方法


[0001]本专利技术涉及钢铁冶金烧结领域，具体涉及一种烧结料面天然气喷吹流量的自动化调控方法。

技术介绍

[0002]在“碳排放，碳达峰”的新的国家战略背景下，钢铁行业清洁化、智能化、低能耗的生产模式显得尤为重要。烧结在钢铁生产工序能源消耗占比较大，而固体燃料消耗在烧结生产工序能耗占比达到70%~80%，固体燃料在烧结过程中燃烧不仅产生大量CO2、CO，同时由于固体燃料本身含有的N、S元素，在烧结过程中也会产生NO
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和SO2等大气污染物，因此如何通过技术创新和生产工艺控制达到降低烧结固体燃料消耗是当前烧结生产的重要研究方向。
[0003]日本在早年间研发投用了向烧结机料面喷吹液化天然气的技术，实现了用清洁气体燃料部分替代固体燃料3kg/t
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s的目标。我国也研发投用了向烧结料面喷吹焦炉煤气的技术，但是由于原料结构和工艺制度等不同，固体燃料替代量没有达到预期效果。后来我司研发投用了国内首套向烧结料面喷吹液化天然气的技术，在保证烧结矿产、质量的前提下，探索出了合适喷吹制度，实现了清洁气体燃料部分替代固体燃料2.9kg/t
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s的目标。
[0004]但是在实际生产过程中，原天然气顶吹装置是采用6段喷吹支管式调节方式，这种调节方式存在以下问题：1）调节阀门均为手动调节阀门，且仅在6段支管处加装，生产调节过程中燃气喷吹量调节难以有效控制；2）手动阀门调节精度低且为易损件，现场工业化试验需要频繁调整支管流量，进而导致阀门频繁动作易损坏阀门；3）现场阀门调节缺少调节判定标准和依据；4）缺乏监测装置对燃烧层均匀性进行监测，不利于更好发挥天然气喷吹带来的工艺作用；5）开路式设计流程难以精细化、高效化、自动化达到支管天然气实时调整的要求。因此，以上问题亟需解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种烧结料面天然气喷吹流量的自动化调控方法，通过红外热成像仪对烧结机尾断面燃烧层高度的一致性进行实时监测，依据设定的判定和调节基准，通过PLC控制程序将各区段燃烧层高度信号和各区段气动调节阀的阀门开度信号连锁，达到自动识别、判定和精细化调节天然气喷吹流量的效果，既实现了自动化闭环控制，同时通过燃烧层分段监测调节，保证烧结过程燃烧层的均匀稳定，进而避免出现烧结矿过烧和生烧的情况。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术的一种烧结料面天然气喷吹流量的自动化调控方法，其创新点在于包括以下步骤：（1）沿烧结机台车行进方向同时有6台烧结机台车在天然气喷吹罩体正下方作业，每台烧结机台车烧结生产过程中，其内混合料在主抽风机抽风作用下，逐渐形成上下分布的烧结矿层和燃烧层；
（2）沿烧结机台车长度方向将每台烧结机台车的燃烧层划分为9段均等区域，并用a、b、c、d、e、f、g、h、i表示，进而在天然气喷吹罩体正下方形成54段均等区域；（3）在每段区域的正上方分别设有天然气喷吹短管，且沿烧结机台车长度方向的每个天然气喷吹短管的喷吹面积依次用A、B、C、D、E、F、G、H、I表示；沿烧结机台车行进方向的每6个天然气喷吹短管为一组，进而构成9组；（4）在天然气喷吹罩体的内部沿烧结机台车长度方向依次间隔设有9个喷吹管，每一个喷吹管的输入端分别延伸出天然气喷吹罩体，并分别通过气动调节阀与进气总管密封连通；每一个喷吹管的输出端分别与对应组的6个天然气喷吹短管密封连通，并分别通过对应气动调节阀来调节喷吹流量；（5）在烧结机尾部除尘罩体上设有红外热成像仪，且红外热成像仪的监测方向与烧结机台车行进方向相反；红外热成像仪对每台烧结机台车的a、b、c、d、e、f、g、h、i红层区域进行监测，并将其监测数据信号和气动调节阀的开度信号连锁进入PLC控制程序；（6）通过红外热成像仪监测每台烧结机台车的9个区域红层高度的一致性，来判断其燃烧层在对应烧结机台车长度方向是否分布一致；（7）若连续达5台以上烧结机台车中出现红层高度有高于或低于红层高度设定基准值的情况出现时，则通过PLC控制程序反馈调节对应气动调节阀的阀门开度，进而实现自动调节喷吹流量。
[0007]优选的，在上述步骤（1）中，烧结生产过程中混合料通过煤气点火后在主抽风机抽风作用下，热量垂直烧结机台车行进方向向下传递逐渐形成烧结燃烧层，燃烧层温度较高，其运动轨迹分为垂直烧结机台车行进方向和沿着烧结机台车行进方向两部分，在高温区内进行物理化学反应形成液相，随着燃烧层的移动，液相逐渐冷却结晶形成烧结矿层，并分布于整个烧结料面。
[0008]优选的，在上述步骤（1）中，在天然气喷吹罩体正下方的6台烧结机台车的正下方沿其行进方向依次间隔设有5#风箱、6#风箱、7#风箱、8#风箱、9#风箱和10#风箱，且5#~10#风箱的设置位置分别与对应6台烧结机台车的位置相对应；5#~10#风箱的输入端与主抽风机相连，其输出端分别朝对应烧结机台车中混合料方向设置，并通过主抽风机进行抽风作业。
[0009]优选的，在上述步骤（3）中，每个天然气喷吹短管的喷吹面积分别与每段区域的划分面积相一致。
[0010]优选的，在上述步骤（4）中，气动调节阀以氮气为气源，气源压力在1.6Mpa以上；气动调节阀的材质为Q235碳素钢，其阀口公称通径为80mm。
[0011]优选的，在上述步骤（4）中，气动调节阀的阀门开度信号连入PLC控制程序。
[0012]优选的，在上述步骤（5）中，红外热成像仪需对进入其监测画面的每台烧结机台车进行监测，并形成数据源信号进行存储和传输。
[0013]优选的，在上述步骤（6）中，若出现不一致情况，则通过PLC控制程序反馈调节对应天然气喷吹短管的气动调节阀的阀门开度，实现补充或减少天然气喷吹流量，进而确保烧结过程燃烧层的均匀稳定。
[0014]优选的，在上述步骤（6）中，燃烧层的红层高度设定基准值为烧结机尾断面垂直烧结机台车行进方向高度的1/3。
[0015]优选的，在上述步骤（7）中，气动调节阀的阀门开度调节以每10%为调节基准。
[0016]本专利技术的有益效果：（1）本专利技术通过红外热成像仪对烧结机尾断面燃烧层高度的一致性进行实时监测，依据设定的判定和调节基准，通过PLC控制程序将各区段燃烧层高度信号和各区段气动调节阀的阀门开度信号连锁，达到自动识别、判定和精细化调节天然气喷吹流量的效果，既实现了自动化闭环控制，同时通过燃烧层分段监测调节，保证烧结过程燃烧层的均匀稳定，进而避免出现烧结矿过烧和生烧的情况；（2）本专利技术为更好的探究烧结料面天然气喷吹技术提供了有力帮助，同时自动化调控能更好的达到降低烧结过程固体燃料消耗、减少二氧化碳排放的效果。
附图说明
[0017]为了更清晰地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烧结料面天然气喷吹流量的自动化调控方法，其特征在于包括以下步骤：（1）沿烧结机台车行进方向同时有6台烧结机台车在天然气喷吹罩体正下方作业，每台烧结机台车烧结生产过程中，其内混合料在主抽风机抽风作用下，逐渐形成上下分布的烧结矿层和燃烧层；（2）沿烧结机台车长度方向将每台烧结机台车的燃烧层划分为9段均等区域，并用a、b、c、d、e、f、g、h、i表示，进而在天然气喷吹罩体正下方形成54段均等区域；（3）在每段区域的正上方分别设有天然气喷吹短管，且沿烧结机台车长度方向的每个天然气喷吹短管的喷吹面积依次用A、B、C、D、E、F、G、H、I表示；沿烧结机台车行进方向的每6个天然气喷吹短管为一组，进而构成9组；（4）在天然气喷吹罩体的内部沿烧结机台车长度方向依次间隔设有9个喷吹管，每一个喷吹管的输入端分别延伸出天然气喷吹罩体，并分别通过气动调节阀与进气总管密封连通；每一个喷吹管的输出端分别与对应组的6个天然气喷吹短管密封连通，并分别通过对应气动调节阀来调节喷吹流量；（5）在烧结机尾部除尘罩体上设有红外热成像仪，且红外热成像仪的监测方向与烧结机台车行进方向相反；红外热成像仪对每台烧结机台车的a、b、c、d、e、f、g、h、i红层区域进行监测，并将其监测数据信号和气动调节阀的开度信号连锁进入PLC控制程序；（6）通过红外热成像仪监测每台烧结机台车的9个区域红层高度的一致性，来判断其燃烧层在对应烧结机台车长度方向是否分布一致；（7）若连续达5台以上烧结机台车中出现红层高度有高于或低于红层高度设定基准值的情况出现时，则通过PLC控制程序反馈调节对应气动调节阀的阀门开度，进而实现自动调节喷吹流量。2.根据权利要求1所述的一种烧结料面天然气喷吹流量的自动化调控方法，其特征在于：在上述步骤（1）中，烧结生产过程中混合料通过煤气点火后在主抽风机抽风作用下，热量垂直烧结机台车行进方向向下传递逐渐形成烧结燃烧层，燃烧层温度较高，其运动轨迹分为垂直烧结机台车行进方向和沿着烧结机台车行进方向两部分，在高温区内进行物理化学反应形成液相，随着燃烧层的移动，液相逐渐...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乾坤，周晓冬，裴元东，张俊杰，李国良，夏强，李秭城，纵文达，陈子建，段列平，刘前，鲍可忠，蔡飞，余宏林，金寿江，季业，刘朝荣，张清，钱斌，
申请(专利权)人：中天钢铁集团南通有限公司，
类型：发明
国别省市：