高炉喷煤喷吹系统技术方案

本发明专利技术涉及高炉喷煤喷吹系统，包括多个喷吹罐，它们的上部分别通过管道和装料切断阀（１４）、下料切断阀（１５）与煤粉仓（１）相连，用于喷吹罐装料，同时又分别通过管道及小放散切断阀（１２）、大放散切断阀（１３）与煤粉仓相连，用于喷吹罐放散；它们的中部分别通过三路连接管道及阀和与氮气调压站（２）相连，其中一路用于喷吹罐补压，一路用于喷吹罐充压，一路用于喷吹罐煤粉流化；它们的下部分别通过管道及喷煤切断阀（１９）与混合器（４）相连，该混合器又经管道和分配器（５）与高炉（６）的各个风口相连相连。本发明专利技术可以有效的防止炉压波动对喷吹率的干扰和防止罐压调节时出现的滞后以及大幅波动，保证罐压的快速稳定均匀调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高炉自动控制
，特别是涉及一种高炉喷煤喷吹系统。
技术介绍
高炉喷煤技术是高炉系统结构优化的中心环节，具有大幅度降低焦比、提高经济 效益、减轻环境污染等优点。喷煤技术作为国内外高炉炼铁技术发展的大趋势，是我国钢铁 行业发展的三大重要技术路线之一。随着喷煤技术向大喷吹率浓相输送方向发展，如何稳 定、均勻、准确地调节煤粉喷吹量，是维持炉温稳定、保证炉况顺行，使得高炉达到最佳冶炼 状态的重要基础。当前，我国高炉喷煤自动控制技术水平较为薄弱，大部分生产过程缺少关键工艺 参数喷煤量的检测、而且生产过程具有多变量、强耦合的特点，喷煤量调节的控制容易受煤 粉煤质、流动性能、湿度、粒度、高炉炉况的波动、喷吹量的检测精度、分配器或喷枪阻塞等 很大影响，因此很难获得精确的数学模型，使得对喷吹量的控制比较困难，目前对喷吹量控 制效果均不佳。因此，如何采用一种控制方法来保证高炉喷煤系统喷吹速率的稳定就显得 尤为重要。目前，高炉喷煤率的控制主要是采用调整输送载气量和喷吹罐罐压的方式，即通 过调整罐压和输送气量的大小来改变喷煤量。一股情况下，喷吹速率的控制就是依靠人工 经验或半自动的方式来固定输送气流量，然后用实测喷吹量与设定喷吹量比较，用比例积 分微分(PID)算法来控制罐压，而罐压的控制又是通过对补气量的调节来实现，对于这种 调节方式当喷煤率偏离设定值时，控制程序会自动加大或减小罐压设定值，此时补气调节 阀会根据罐压实际值与设定值的偏差进行调节，由于通过补气量来改变罐压是比较缓慢的 过程，同时由于没有喷吹率在线检测仪表，喷吹率的计算是有滞后的，因此对于改变喷吹率 更是一个特大滞后过程；另一方面，当罐压在缓慢增加时，喷吹率却无法立即提高，导致补 气量不断加大，而当喷吹率达到预期的设定值后，此时由于罐压已经达到设定罐压，但此时 补气阀并不是立即关闭而是保持进而慢慢关闭，导致罐压仍在增加，喷吹率不断上升，产生 大幅超调和波动。根据以上分析说明仅仅通过常规PID控制是无法实现对喷吹量稳定均勻 控制的，而且存在严重滞后，易造成喷吹量的大幅波动，煤粉堵塞，从而影响高炉的正常生 产，甚至破坏炉况导致休风。分析总结以前的工程经验，需对不合理的地方进行完善和优化，使用一种新的控 制模式来解决喷煤量波动的问题，为高炉稳定顺行高产低耗创造条件。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高炉喷煤喷吹系统，该系统能够在高炉 炼铁喷煤系统中对煤粉喷吹量进行稳定、均勻、准确地调节控制，进而维持炉温稳定、使得 高炉达到最佳冶炼状态。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案本专利技术提供的高炉喷煤喷吹系统，包括混合器、分配器、多个喷吹罐、切断阀和调 节阀，其中所述多个喷吹罐，它们的上部分别通过管道和装料切断阀、下料切断阀与煤粉 仓相连，用于喷吹罐装料，同时又分别通过管道及小放散切断阀、大放散切断阀与煤粉仓相 连，用于喷吹罐放散；它们的中部分别通过三路连接管道及阀和与氮气调压站相连，即一路 连接管道装有补压调节阀及补压切断阀，用于喷吹罐补压，一路连接管道装有充压切断阀， 用于喷吹罐充压，一路连接管道装有流化调节阀及流化切断阀，用于喷吹罐煤粉流化；它们 的下部分别通过管道及喷煤切断阀与混合器相连，该混合器又经管道和分配器与高炉的各 个风口相连相连。本专利技术提供的上述高炉喷煤喷吹系统，其在高炉炼铁喷煤系统中使用。本专利技术是一种针对喷煤生产过程具有多变量、强耦合的特点，喷煤量的调节控制 容易受外界工况的影响，而提出的全新的高炉喷煤喷吹系统。与现有技术相比，具有以下的 主要有益效果1.将对喷吹罐压力的设定转化为对喷吹罐压力和高炉炉压的压差设定，可以有效 的防止炉压波动对喷吹率的干扰。2利用仿人工智能规则控制算法对罐压进行调节，可以防止罐压调节时出现的滞 后以及大幅波动，保证罐压的快速稳定均勻调节。3.利用喷吹率和流化气流量构成串级PID控制回路调节喷吹率，实现了对喷吹率 的快速、均勻调节，从而满足高炉生产的要求。4增加了对流化调节阀和输送气调节阀的限幅控制，防止煤粉堵塞。5.工艺操作简单，可以减少生产过程中操作工的人工调节，降低工作强度。6.提高了自动化水平，避免喷吹率受外界干扰因素影响产生大幅度波动，为高炉 稳定顺行高产低耗创造条件。本专利技术通过实验表明，可以将高炉喷煤比提高到180kg/t以上，每生产一吨生铁 可节约焦炭160kg以上，小时喷煤率的误差控制在0.5%以内，且生产过程中，由于炉压或 煤质等外界因素发生变化产生扰动时，系统能够快速稳定，无需人工干预，增强了该系统的 自适应能力，保证了高炉的顺行、低耗、高产。附图说明图1为本专利技术高炉喷煤喷吹系统结构示意图。图2为本专利技术高炉喷煤喷吹系统的串级控制回路原理图。图中1.煤粉仓；2.氮气调压站；3.空压站；4.混合器；5.分配器；6.高炉；7.第 一喷吹罐；8.第二喷吹罐；9.输送气调节阀；10.补压调节阀；11.流化调节阀；12.小放散 切断阀；13.大放散切断阀；14.装料切断阀；15.下料切断阀；16.补压切断阀；17.充压切 断阀；18.流化切断阀；19.喷煤切断阀。具体实施例方式本专利技术提供的高炉喷煤喷吹系统，可以实现对高炉喷煤喷吹率的控制，该系统包 括氮气调压站2、空压站3、混合器4、分配器5、多个喷吹罐、切断阀和调节阀。下面以两罐并联喷吹模式为例来说明所述高炉喷煤喷吹系统的结构。如图1所示，所述高炉喷煤喷吹系统设有第一喷吹罐7、第二喷吹罐8，它们分别通 过管道和装料切断阀14、下料切断阀15与煤粉仓1相连，用于喷吹罐装料，同时又分别通过 管道及小放散切断阀12、大放散切断阀13与煤粉仓1相连，用于喷吹罐放散。所述两个喷 吹罐还分别通过三路连接管道及阀和与氮气调压站2相连，其中一路连接管道装有补压 调节阀10及补压切断阀16，用于喷吹罐补压。一路连接管道装有充压切断阀17，用于喷吹 罐充压。一路连接管道装有流化调节阀11及流化切断阀18，用于喷吹罐煤粉流化。所述两 个喷吹罐又分别通过管道及喷煤切断阀19与混合器4相连。所述混合器4，如图1所示其由管道及输送气调节阀9与空压站3相连；该混合 器又经管道与分配器5相连。该混合器的作用是将煤粉和输送气混合。所述分配器5，如图1所示其经管道与高炉6的各个风口相连。该分配器的作用 是将煤粉分别分配到高炉的每一个风口。所述各个切断阀、补压调节阀10、流化调节阀11及输送气调节阀9均可以由市场 上购买，例如补压切断阀16、充压切断阀17、流化切断阀18可以采用型号为Q641F型球 阀，小放散切断阀12、大放散切断阀13、装料切断阀14和下料切断阀15及喷煤切断阀19 可以采用型号为Q647F耐磨型球阀。输送气调节阀9、补压调节阀10、流化调节阀11可以 采用无锡工装的气动薄膜单座调节阀，型号为501T。本专利技术高炉喷煤喷吹系统的控制原理如图2所示分为喷吹率PID串级控制回路、 喷吹罐压力控制回路和载气量控制回路。其中，整个控制系统的喷吹率设定值由工艺工程 师根据高炉生产工况人工设定。对于喷吹率PID串级控制回路，以喷吹率PID控制回路作为主环，以流化气流量 PID控制回路为副环，构成PID串级控制系统。喷吹率PID控制器的设定值是喷吹率设定值，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉喷煤喷吹系统，其特征是该系统包括混合器（４）、分配器（５）、多个喷吹罐、切断阀和调节阀，其中：所述多个喷吹罐，它们的上部分别通过管道和装料切断阀（１４）、下料切断阀（１５）与煤粉仓（１）相连，用于喷吹罐装料，同时又分别通过管道及小放散切断阀（１２）、大放散切断阀（１３）与煤粉仓（１）相连，用于喷吹罐放散；它们的中部分别通过三路连接管道及阀和与氮气调压站（２）相连，即一路连接管道装有补压调节阀（１０）及补压切断阀（１６），用于喷吹罐补压，一路连接管道装有充压切断阀（１７），用于喷吹罐充压，一路连接管道装有流化调节阀（１１）及流化切断阀（１８），用于喷吹罐煤粉流化；它们的下部分别通过管道及喷煤切断阀（１９）与混合器（４）相连，该混合器又经管道和分配器（５）与高炉（６）的各个风口相连相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽辉，强健，闫朝付，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：83