高温熔渣流量与冷却水量闭环控制方法及装置制造方法及图纸

提供一种高温熔渣流量与冷却水量闭环控制的方法，高温熔渣流入中间渣槽、渣一次冷却装置，进入渣粒化喷水系统，喷入渣一次冷却装置；经渣粒化装置粒化的高温熔渣液滴，与冷却水雾接触冷却，当高温熔渣流量发生变化时，中间渣槽中高温熔渣的液位H将发生变化，检测到液位的变化量输送到渣量、水量闭环控制系统，控制系统根据测得的渣液液位变化和冷却水量的大小，经过数学模型计算后给出冷却水的调整量，并控制水量调节装置改变冷却水量的大小，实现高温熔渣流量与冷却水量的闭环控制；提供一种高温熔渣流量与冷却水量闭环控制的装置，主要包括中间罐渣液液位测量装置、渣量、水量闭环控制系统，中间渣槽、渣粒化装置、渣一次冷却装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及炼铁及自动控制
，特别是涉及一种高温熔渣流量与冷却水量闭环的控制方法及装置
技术介绍
在现有技术中，要实现高温熔渣流量与冷却水量闭环控制，首先要能够对高温渣和冷却水的瞬时流量进行测量。冷却水流量的测量技术非常成熟且方法很多，但是高温渣的流量测量由于温度高，测量方法并不多。目前，能够测量高温液体如铁水、钢水瞬时流量的方法一是应用高频集肤效应的流槽截面积测量的方式，实际上是通过把流量换算为液柱高或重量进行批量处理的方法；二是电磁流量计的方式。但是这两种方法不适用于测量高温渣瞬时流量，目前成熟的测量高温渣瞬时流量的方法还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能解决高温渣瞬时流量测量技术难题，实现高温熔渣流量与冷却水量的闭环控制方法及装置。本专利技术解决其技术问题所采用的方案是提供一种高温熔渣流量与冷却水量闭环控制的方法，特征是来自高炉渣沟的高温熔渣流入中间渣槽，并经熔渣水口流入渣一次冷却装置，冷却水在循环水泵的作用下，从循环水池中流出，经过水量测量装置、水量调节装置后，进入渣粒化喷水系统，喷入渣一次冷却装置；在渣一次冷却装置中，经渣粒化装置粒化的高温熔渣液滴，与从渣粒化喷水系统喷入的冷却水雾接触冷却，当高温熔渣流量发生变化时，中间渣槽中高温熔渣的液位H将发生变化，这时中间罐渣液液位测量装置将检测到液位的变化，并将变化量输送到渣量、水量闭环控制系统，同时水量测量装置随时将冷却水量输送到渣量、水量闭环控制系统，控制系统根据测得的渣液液位变化和冷却水量的大小，经过数学模型计算后给出冷却水的调整量，并控制水量调节装置改变冷却水量的大小， 使之与高温熔渣流量的变化相适应，实现高温熔渣流量与冷却水量的闭环控制；其原理是 检测高温熔渣液的瞬时流量，高温熔渣液体从渣沟流入中间渣槽，然后从中间渣槽下部的熔渣水口流入渣一次冷却装置，检测单位时间内从熔渣水口流出的高温熔渣液流量，即检测到高温熔渣液的瞬时流量；高温炉渣液体从熔渣水口流出，从流体力学的观点来看，实际上就是孔口出流，液体经过孔口出流是一个广泛应用的实际问题，根据流体力学的理论，此时的体积流量可以用以下公式(1)表示Vz=Cd-A-^i⑴式中，Vz体积流量，Cd表示流量系数，A表示小孔的面积，g为重力加速度，H为液位高度；从上式可见，当孔口截面形状和渣粘度、温度等物理特性不变的情况下，渣的体积流量只与液位高度相关，即与液位高度的开方成正比，本专利技术实现高温熔渣流量与冷却水量闭环控制的实质就是使高温炉渣在进行初次水淬冷却时的水量，随时根据处理渣量的变化进行闭环调节，从而在保证渣粒活性的前提下实现水淬水量最小化；因此，需要建立水量与渣量之间的函数关系式，根据热平衡的原理，要想使水量最小化，必然存在水淬水的吸热量与高温熔渣的放热量相等，可用下式( 表示权利要求1.提供一种高温熔渣流量与冷却水量闭环控制的方法，特征是来自高炉渣沟的高温熔渣(12)流入中间渣槽(11)，并经熔渣水口(10)流入渣一次冷却装置(9)，冷却水在循环水泵(4)的作用下，从循环水池(3)中流出，经过水量测量装置(5)、水量调节装置(6)后， 进入渣粒化喷水系统(7)，喷入渣一次冷却装置(9)；在渣一次冷却装置(9)中，经渣粒化装置⑶粒化的高温熔渣(12)液滴，与从渣粒化喷水系统(7)喷入的冷却水雾接触冷却，当高温熔渣(12)流量发生变化时，中间渣槽(11)中高温熔渣(12)的液位H将发生变化，这时中间罐渣液液位测量装置(1)将检测到液位的变化，并将变化量输送到渣量、水量闭环控制系统⑵，同时水量测量装置(5)随时将冷却水量输送到渣量、水量闭环控制系统(2)， 控制系统根据测得的渣液液位变化和冷却水量的大小，经过数学模型计算后给出冷却水的调整量，并控制水量调节装置(6)改变冷却水量的大小，使之与高温熔渣流量的变化相适应，实现高温熔渣流量与冷却水量的闭环控制；其原理是检测高温熔渣液的瞬时流量，高温熔渣(12)液体从渣沟流入中间渣槽(11)，然后从中间渣槽(11)下部的熔渣水口流入渣一次冷却装置(9)，检测单位时间内从熔渣水口流出的高温熔渣液流量，即检测到高温熔渣液的瞬时流量；高温炉渣液体从熔渣水口流出，从流体力学的观点来看，实际上就是孔口出流，液体经过孔口出流是一个广泛应用的实际问题，根据流体力学的理论，此时的体积流量可以用以下公式⑴表示2.提供一种高温熔渣流量与冷却水量闭环控制的装置，包括采用各种成熟的非接触式液位测量装置的中间罐渣液液位测量装置(1)、分别采用各种成熟的流量测量装置和调节装置的水量测量装置(5)、水量调节装置(6)、采用PLC、HMI等编程控制装置的渣量、水量闭环控制系统O)，其特征是在高温熔渣(1 渣沟流出口的下面设置一个过渡的中间渣槽 (11)，在中间渣槽(11)的出口设置一个渣一次冷却装置(9)，渣一次冷却装置(9)由渣粒化喷水系统(7)、渣粒化装置(8)、熔渣水口(10)组成；渣粒化喷水系统(7)由横向布置的水管和若干喷嘴组成；渣粒化装置(8)采用离心粒化结构方式，与中间罐渣液液位测量装置(1)，渣量、水量闭环控制系统O)、水量测量装置、水量调整装置相连接的还有循环水池 (3)、循环水泵(4)。全文摘要提供一种高温熔渣流量与冷却水量闭环控制的方法，高温熔渣流入中间渣槽、渣一次冷却装置，进入渣粒化喷水系统，喷入渣一次冷却装置；经渣粒化装置粒化的高温熔渣液滴，与冷却水雾接触冷却，当高温熔渣流量发生变化时，中间渣槽中高温熔渣的液位H将发生变化，检测到液位的变化量输送到渣量、水量闭环控制系统，控制系统根据测得的渣液液位变化和冷却水量的大小，经过数学模型计算后给出冷却水的调整量，并控制水量调节装置改变冷却水量的大小，实现高温熔渣流量与冷却水量的闭环控制；提供一种高温熔渣流量与冷却水量闭环控制的装置，主要包括中间罐渣液液位测量装置、渣量、水量闭环控制系统，中间渣槽、渣粒化装置、渣一次冷却装置。文档编号F27D19/00GK102269529SQ201110202948公开日2011年12月7日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日专利技术者张富信, 张 杰, 徐示波, 杨柳 申请人:北京中冶设备研究设计总院有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．提供一种高温熔渣流量与冷却水量闭环控制的方法，特征是：来自高炉渣沟的高温熔渣（１２）流入中间渣槽（１１），并经熔渣水口（１０）流入渣一次冷却装置（９），冷却水在循环水泵（４）的作用下，从循环水池（３）中流出，经过水量测量装置（５）、水量调节装置（６）后，进入渣粒化喷水系统（７），喷入渣一次冷却装置（９）；在渣一次冷却装置（９）中，经渣粒化装置（８）粒化的高温熔渣（１２）液滴，与从渣粒化喷水系统（７）喷入的冷却水雾接触冷却，当高温熔渣（１２）流量发生变化时，中间渣槽（１１）中高温熔渣（１２）的液位Ｈ将发生变化，这时中间罐渣液液位测量装置（１）将检测到液位的变化，并将变化量输送到渣量、水量闭环控制系统（２），同时水量测量装置（５）随时将冷却水量输送到渣量、水量闭环控制系统（２），控制系统根据测得的渣液液位变化和冷却水量的大小，经过数学模型计算后给出冷却水的调整量，并控制水量调节装置（６）改变冷却水量的大小，使之与高温熔渣流量的变化相适应，实现高温熔渣流量与冷却水量的闭环控制；其原理是：检测高温熔渣液的瞬时流量，高温熔渣（１２）液体从渣沟流入中间渣槽（１１），然后从中间渣槽（１１）下部的熔渣水口流入渣一次冷却装置（９），检测单位时间内从熔渣水口流出的高温熔渣液流量，即检测到高温熔渣液的瞬时流量；高温炉渣液体从熔渣水口流出，从流体力学的观点来看，实际上就是孔口出流，液体经过孔口出流是一个广泛应用的实际问题，根据流体力学的理论，此时的体积流量可以用以下公式（１）表示：式中，ＶＺ体积流量，Ｃｄ表示流量系数，Ａ表示小孔的面积，ｇ为重力加速度，Ｈ为液位高度；从上式可见，当孔口截面形状和渣粘度、温度等物理特性不变的情况下，渣的体积流量只与液位高度相关，即与液位高度的开方成正比，本专利技术实现高温熔渣流量与冷却水量闭环控制的实质就是：使高温炉渣在进行初次水淬冷却时的水量，随时根据处理渣量的变化进行闭环调节，从而在保证渣粒活性的前提下实现水淬水量最小化；因此，需要建立水量与渣量之间的函数关系式，根据热平衡的原理，要想使水量最小化，必然存在水淬水的吸热量与高温熔渣的放热量相等，可用下式（２）表示：式中，Ｖｓ水的体积流量，Ｖｚ高温熔渣的体积流量，γＳ水的比重，γＺ高温熔渣的比重，　水的初始焓值，　水的终止焓值，渣的初始焓值，　渣的终止焓值；由上式（２）推导得出水量与渣量之间的函数关系可用下式（３）表示：将式（１）代入式（３）整理得：从上式可见，当孔口截面形状，渣和水的比重、粘度、温度等物理特性不变的情况下，冷却水量只与高温熔渣液位高度相关，即与液位高度的开方成正比；上式（４）就是高温熔渣流量与冷却水量闭环控　制的数学模型，同时也是本专利技术涉及的高温熔渣流量与冷却水量闭环控制方法的核心。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张富信，张杰，杨柳，徐示波，
申请(专利权)人：北京中冶设备研究设计总院有限公司，
类型：发明
国别省市：11