一种热交换区温度确定方法、系统、电子设备及存储介质技术方案

本申请涉及一种热交换区温度确定方法、系统、电子设备及存储介质，该热交换区温度确定方法包括获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数，根据高炉生产指标，热力学参数及物性参数确定煤气水当量，炉料水当量，铁水热焓，直接还原耗热，理论燃烧温度，炉渣焓，除铁、碳外其他元素还原耗热，确定氢气还原热，基于高炉下部能量平衡关系，根据煤气水当量，理论燃烧温度，炉料水当量，铁矿石软熔温度，炉渣焓，铁水热焓，炉料比热，渣比，直接还原耗热，铁中含有的除铁、碳外其他元素的还原耗热及氢气还原热，确定热交换区温度，基于确定好的热交换区温度指导高炉生产，能够提高高炉的热量利用率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种热交换区温度确定方法、系统、电子设备及存储介质


[0001]本申请涉及高炉生产
，具体涉及一种热交换区温度确定方法、系统、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]高炉热交换是高炉连续铸钢炼铁过程中炉内上升煤气流与下降炉料之间的热传递现象。从热力学角度而言，高炉热交换为逆流式高温气流将热量传输给运动着的散料床，使散料温度升高，而煤气自身温度降低的现象，高炉热交换是高炉冶炼的主要过程之一。高炉热交换不仅决定着高炉内温度场分布，而且还影响着冶炼过程的还原、造渣等一系列物理化学反应，因上升的高温煤气既是载热体，又是还原剂，即在与炉料热交换过程中上升的高温煤气既提供炉料升温的热量，还提供各种物理化学变化所需的热量，以保证还原等过程的进行。
[0003]高炉内的温度场虽然因各高炉具体情况有所区别，但沿高炉高度的温度分布却有共同规律：在炉料装入炉内的上部地区和从风口燃烧带形成煤气往上升的地区，由于煤气与炉料之间的温度差很大，进行着很强烈的热交换，形成高炉上部热交换区和下部热交换区；而在高炉的中部，煤气与炉料的温差较小(10
‑
30℃)，是热交换进行得极其缓慢的地区，被称为热交换空区或热交换区。热交换区温度的高低直接影响着高炉炉温分布、间接还原过程，进而影响到高炉的热量利用和碳素消耗；若热交换区温度过高，虽间接还原的热力学、动力学条件比较好，但会以消耗更多碳素为代价，造成炉顶煤气温度过高、热量利用效率低，若热交换区温度过低，间接还原的动力学条件差，直接还原度增加，炉身下部热量消耗过大，导致炉温分布紊乱，造成炉况不顺，合适的热交换区温度是既可以实现良好的间接还原，充分提高煤气利用率，又能有效利用热能，保证炉况稳定，减少碳素消耗。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术提供一种热交换区温度确定方法、系统、电子设备及存储介质，以提高煤气利用率，有效利用热能，保证炉况稳定，减少碳素消耗。
[0005]为实现以上目的，第一个方面，本申请提供一种热交换区温度确定方法，所述热交换区温度确定方法包括：
[0006]获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数，所述高炉生产指标包括单位质量铁耗炉料，炉料中各组分含量，直接还原度，铁水含铁量，铁水质量，铁水中含除铁、碳外其他元素含量，氢气的利用率，渣比，高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积及室温；所述热力学参数包括风口喷吹物和焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热效应，铁直接还原反应的热效应，铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，氢气还原的热效应；物性参数包含铁矿石软熔温度、炉料中各组分比热容，煤气中各组分体积比热容，单位质量铁水热焓及单位质量炉渣热焓；
[0007]根据所述煤气中各组分体积及所述煤气中各组分体积比热容，确定煤气水当量；
[0008]根据所述单位质量铁耗炉料、炉料中各组分含量及所述炉料中各组分比热容，确定炉料水当量；
[0009]根据所述单位质量铁水热焓及所述铁水质量确定铁的铁水热焓；
[0010]根据所述直接还原度，所述铁水含铁量及所述铁直接还原反应的热效应确定直接还原耗热；
[0011]根据所述煤气中各组分体积，所述煤气比热，所述风口喷吹物及焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热量及室温，确定理论燃烧温度；
[0012]根据所述单位质量炉渣热焓和所述渣比确定炉渣焓；
[0013]根据所述铁水中含有的除铁、碳外其他元素的含量及所述铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，确定除铁、碳外其他元素还原耗热；
[0014]根据高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中氢气的体积、氢气的利用率和所述氢气还原的热效应，确定氢气还原热；
[0015]根据所述煤气水当量，所述理论燃烧温度，所述炉料水当量，所述铁矿石软熔温度，所述炉渣焓，所述铁水热焓，所述炉料比热，所述渣比，所述直接还原耗热，所述铁中含有的除铁、碳外其他元素的还原耗热及所述氢气还原热，确定热交换区温度。
[0016]在本申请的一示例性实施例中，确定热交换区温，包括：
[0017]根据所述煤气水当量、所述理论燃烧温度、所述炉料水当量、所述铁矿石软熔温度、所述炉渣焓、所述铁水热焓、所述炉料比热、所述渣比、所述直接还原耗热、所述铁中除铁、碳外其他元素还原耗热及所述氢气还原热，及预设煤气
‑
炉料温差，确定热交换区温度。
[0018]在本申请的一示例性实施例中，根据所述煤气水当量、所述理论燃烧温度、所述炉料水当量、所述铁矿石软熔温度、所述炉渣焓、所述铁水热焓、所述炉料比热、所述渣比、所述直接还原耗热、所述铁中除铁、碳外其他元素还原耗热及所述氢气还原热，及预设煤气
‑
炉料温差，确定热交换区温度的确定方式包括：
[0019][0020]其中，T
g
为热交换区温度，W
g
为煤气水当量，T
f
为理论燃烧温度，W
s
为炉料水当量，ΔT为预设煤气
‑
炉料温差，T
熔
为软熔温度，Q
i
为铁水热焓，Q
s
为铁渣熔，B
s
为炉料比热，M
s
为渣比；Q
rd
为直接还原耗热，Q
其他元素
为铁中除铁、碳外其他元素还原耗热，Q
氢气
为氢气还原热。
[0021]第二个方面，本申请提供一种热交换区温度确定系统，所述热交换区温度确定系统，包括：
[0022]采集模块，用于获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数，所述高炉生产指标包括单位质量铁耗炉料，炉料中各组分含量，直接还原度，铁水含铁量，铁水质量，铁水中含除铁、碳外其他元素含量，氢气的利用率，渣比，高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积及室温；所述热力学参数包括风口喷吹物和焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热效应，铁直接还原反应的热效应，铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，氢气还原的热效应；物性参数包含铁矿石软熔温度、炉料中各组分比热容，煤气中各组分体积比热容，单位质量铁水热焓及单位质量炉渣热焓；
[0023]第一确定模块，用于根据所述煤气中各组分体积及所述煤气中各组分体积比热
容，确定煤气水当量；
[0024]第二确定模块，用于根据所述单位质量铁耗炉料、炉料中各组分含量及所述炉料中各组分比热容，确定炉料水当量；
[0025]第三确定模块，用于根据所述单位质量铁水热焓及所述铁水质量确定铁水热焓；
[0026]第四确定模块，用于根据所述直接还原度，所述铁水含铁量及所述铁直接还原反应的热效应确定直接还原耗热；
[0027]第五确定模块，用于根据所述煤气中各组分体积，所述煤气比热，所述风口喷吹物及焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热量及室温，确定理论燃烧温度；
[0028]第六确定模块，用于根据所述单位质量炉渣热焓和所述渣本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热交换区温度确定方法，其特征在于，所述热交换区温度确定方法包括：获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数，所述高炉生产指标包括单位质量铁耗炉料，炉料中各组分含量，直接还原度，铁水含铁量，铁水质量，铁水中含除铁、碳外其他元素含量，氢气的利用率，渣比，高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积及室温；所述热力学参数包括风口喷吹物和焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热效应，铁直接还原反应的热效应，铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，氢气还原的热效应；物性参数包含铁矿石软熔温度、炉料中各组分比热容，煤气中各组分体积比热容，单位质量铁水热焓及单位质量炉渣热焓；根据所述煤气中各组分体积及所述煤气中各组分体积比热容，确定煤气水当量；根据所述单位质量铁耗炉料、所述炉料中各组分含量及所述炉料中各组分比热容，确定炉料水当量；根据所述单位质量铁水热焓及所述铁水质量确定铁水热焓；根据所述直接还原度，所述铁水含铁量及所述铁直接还原反应的热效应确定直接还原耗热；根据所述煤气中各组分体积，所述煤气比热，所述风口喷吹物及焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热量及室温，确定理论燃烧温度；根据所述单位质量炉渣热焓和所述渣比确定炉渣焓；根据所述铁水中含有的除铁、碳外其他元素的含量及所述铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，确定除铁、碳外其他元素还原耗热；根据高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中氢气的体积、氢气的利用率和所述氢气还原的热效应，确定氢气还原热；根据所述煤气水当量，所述理论燃烧温度，所述炉料水当量，所述铁矿石软熔温度，所述炉渣焓，所述铁水热焓，所述炉料比热，所述渣比，所述直接还原耗热，所述铁中含有的除铁、碳外其他元素的还原耗热及所述氢气还原热，确定热交换区温度。2.根据权利要求1所述的热交换区温度确定方法，其特征在于，确定热交换区温，包括：根据所述煤气水当量、所述理论燃烧温度、所述炉料水当量、所述铁矿石软熔温度、所述炉渣焓、所述铁水热焓、所述炉料比热、所述渣比、所述直接还原耗热、所述铁中除铁、碳外其他元素还原耗热及所述氢气还原热，及预设煤气
‑
炉料温差，确定热交换区温度。3.根据权利要求2所述的热交换区温度确定方法，其特征在于，根据所述煤气水当量、所述理论燃烧温度、所述炉料水当量、所述铁矿石软熔温度、所述炉渣焓、所述铁水热焓、所述炉料比热、所述渣比、所述直接还原耗热、所述铁中除铁、碳外其他元素还原耗热及所述氢气还原热，及预设煤气
‑
炉料温差，确定热交换区温度的确定方式包括：其中，T
g
为热交换区温度，W
g
为煤气水当量，T
f
为理论燃烧温度，W
s
为炉料水当量，ΔT为预设煤气
‑
炉料温差，T
熔
为软熔温度，Q
i
为铁水热焓，Q
s
为铁渣熔，B
s
为炉料比热，M
s
为渣比；Q

【专利技术属性】
技术研发人员：许俊，邹忠平，王刚，赵运建，牛群，贺坤，李牧明，赖菲菲，侯世锋，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：