一种高炉热风炉智能燃烧控制方法技术

本发明专利技术公开了一种高炉热风炉智能燃烧控制方法，属于冶金自动化控制领域

【技术实现步骤摘要】
一种高炉热风炉智能燃烧控制方法


[0001]本专利技术涉及冶金自动化控制领域，具体为一种高炉热风炉智能燃烧控制方法
。

技术介绍

[0002]燃烧控制对于冶金工业现场一直是个难题，热风炉作为高炉炼铁的重要组成单元，它是把鼓风机出来的空气加热到要求的温度，提高高炉的效益和效率；它是在燃烧室里燃烧煤气，高温废气通过格子砖并使之蓄热，当格子砖充分加热后，热风炉就可改为送风状态；此时有关燃烧各阀关闭，送风各阀打开，冷风经格子砖而被加热变为热风并送出；目前提高热风温度和节约煤气资源是企业挖潜增效的有效途径
。
[0003]但是，对于目前现有的大部分热风炉燃烧控制主要以人工控制为主，即由现场操作人员监控烧炉数据给出调节，需要操作人员勤调节；而实际现场即使是非常勤劳而且经验丰富的操作人员在长时间面对操作界面的情况下也会疲劳，那么就有可能影响烧炉的效果；而经验不足的操作人员更是有可能因为判断失误或者其他因素影响而导致烧炉效果不理想
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高炉热风炉智能燃烧控制方法，通过以拱顶温度为控制目标，使用固定最大煤气流量和最佳空燃比进行燃烧，并修正最佳空燃比；当拱顶温度达到设定值后空燃比采用反馈控制，当烟道温度达到
280℃
建立烟道模型，到达设定值
320℃
采用烟道温度模型控制煤气量；从而控制顶温度偏差在设定值
±
5℃
以内，烟道温度偏差在设定值
±
2℃
以内，废气残氧平均值不超过
0.8
％，煤气节约1‑3％，降低了操作人员劳动强度，解决了上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高炉热风炉智能燃烧控制方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：燃烧前期，即：第一阶段；通过采集热风炉的拱顶温度，以拱顶温度为控制目标，使用固定最大煤气流量和最佳空燃比进行燃烧；
[0007]步骤二：燃烧中期，即：第二阶段；当热风炉的拱顶温度达到设定值后，空燃比根据拱顶温度采用反馈控制；其中拱顶温度采样周期为
30s
；
[0008]步骤三：通过采集燃烧烟气管道的温度，当烟道温度到达设定值
280℃
时，此时燃烧时间为
t1
；当烟道温度到达设定值
300℃
时，此时燃烧时间为
t2
，计算出
T
Pmax
＝
(300
‑
280)/(t2
‑
t1)
；此时将煤气流量减少为
(F
mqmax
‑
2)
万；当烟道温度上升至
320℃
时，燃烧时间为
t3
，计算再出此时
T
P1
＝
(320
‑
300)/(t3
‑
t2)
；根据两组数据
(F
mqmax
,T
Pmax
)
和
((F
mqmax
‑
2)
，
T
P1
)
建立煤气流量与烟道温度上升速率线性模型：
[0009]F
mq
＝
x*2/(T
Pmax
‑
T
P1
)+F
mqmax
‑
T
Pmax
*2/(T
Pmax
‑
T
P1
)
；
[0010]式中：
F
mqmax
为最大煤气量，
F
mq
为实时煤气量，
T
Pmax
、T
P1
均为常数，
x
为烟道温度上升速率，单位
℃/min
；
[0011]此时将烟道温度控制目标转化为上升速率控制，即：
[0012]T
P
＝
(T2_SP
‑
T2)/(t0
‑
t)
；
[0013]式中：
T
P
为升速率目标值，
T2_SP
为烟道设定温度，
T2
为烟道温度，
t
为燃烧时间，
t0
为燃烧设定时间，时间单位为分钟；
[0014]再建立煤气流量与烟道温度上升速率线性模型：
[0015]F
mq
＝
2*(T2_SP
‑
T2)/(T
Pmax
‑
T
P1
)/(t0
‑
t)+F
mqmax
‑
T
Pmax
*2/(T
Pmax
‑
T
P1
)
；
[0016]式中：
F
mq
为实时煤气量，
T2_SP
为烟道设定温度，
T2
为烟道温度，
t
为燃烧时间，
t0
为燃烧设定时间，
T
Pmax
、T
P1
均为常数
。
[0017]进一步的，所述步骤一中使用固定最大煤气流量和最佳空燃比进行燃烧的同时还包括：根据烟道残氧量，修正最佳空燃比
。
[0018]进一步的，所述步骤一中最大煤气量确定规则为：根据最大煤气量
、
燃烧时间和拱顶温度之间的关系，以保证燃烧时间到达设定值时，烟道温度会超过设定值
。
[0019]进一步的，所述步骤一中最佳空燃比的确定方法如下：首次确定空燃比之后，延迟2分钟，计算之后6分钟的残氧平均值，以此平均值为依据对空燃比进行修正；修正方法如下：
[0020]Y
krb
(k)
＝
Y
krb
(k
‑
1)
‑
k0*(AIO2
‑
AIO2_SP)
；
[0021]式中：
Y
krb
(k
‑
1)
为上一时刻的空燃比设定值，
Y
krb
(k)
为
k
时刻的实时空燃比值，
k0
为调节系数，
AIO2
为烟道中残氧6分钟的平均值，
AIO2_SP
为残氧量设定值；
[0022]直至满足
||AIO2
‑
AIO2_SP||<0.2
％时，此时实时空燃比即为最佳空燃比，即完成其修本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高炉热风炉智能燃烧控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：燃烧前期，即：第一阶段；通过采集热风炉的拱顶温度，以拱顶温度为控制目标，使用固定最大煤气流量和最佳空燃比进行燃烧；步骤二：燃烧中期，即：第二阶段；当热风炉的拱顶温度达到设定值后，空燃比根据拱顶温度采用反馈控制；其中拱顶温度采样周期为
30s
；步骤三：通过采集燃烧烟气管道的温度，当烟道温度到达设定值
280℃
时，此时燃烧时间为
t1
；当烟道温度到达设定值
300℃
时，此时燃烧时间为
t2
，计算出
T
Pmax
＝
(300
‑
280)/(t2
‑
t1)
；此时将煤气流量减少为
(F
mqmax
‑
2)
万；当烟道温度上升至
320℃
时，燃烧时间为
t3
，计算再出此时
T
P1
＝
(320
‑
300)/(t3
‑
t2)
；根据两组数据
(F
mqmax
,T
Pmax
)
和
((F
mqmax
‑
2)
，
T
P1
)
建立煤气流量与烟道温度上升速率线性模型：
F
mq
＝
x*2/(T
Pmax
‑
T
P1
)+F
mqmax
‑
T
Pmax
*2/(T
Pmax
‑
T
P1
)
；式中：
F
mqmax
为最大煤气量，
F
mq
为实时煤气量，
T
Pmax
、T
P1
均为常数，
x
为烟道温度上升速率，单位
℃/min
；此时将烟道温度控制目标转化为上升速率控制，即：
T
P
＝
(T2_SP
‑
T2)/(t0
‑
t)
；式中：
T
P
为升速率目标值，
T2_SP
为烟道设定温度，
T2
为烟道温度，
t
为燃烧时间，
t0
为燃烧设定时间，时间单位为分钟；再建立煤气流量与烟道温度上升速率线性模型：
F
mq
＝
2*(T2_SP
‑
T2)/(T
Pmax
‑
T
P1
)/(t0
‑
t)+F
mqmax
‑
T
Pmax
*2/(T
Pmax
‑
T
P1
)
；式中：
F
mq
为实时煤气量，
T2_SP<...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐日华，骆炜，束俊生，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司中冶华天南京电气工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：