热风炉“前反应”式定温自动烧炉技术的制作方法

[0001]
本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体为一种热风炉“前反应”式定温自动烧炉技术。


背景技术：

[0002]
现有的热风炉控制技术基本集中于通过对燃烧过程中对前几次的煤气及助燃空气温度和压力、燃烧温度、烟气温度和烟气成分的在线监测，然后得出该燃烧条件下达到要求燃烧温度的合适空燃比(自学习过程)，自动调节煤气和助燃空气供气量来满足空燃比要求，进而能产生符合工艺要求的燃烧温度。这种自动烧炉模式属于“后反应”式控制技术。
[0003]
现有自动烧炉技术对温度、流量、压力、气体成分在线监测、阀门开度的自动调节和远程实时通讯及反馈做的都很成熟。
[0004]
与现有文献的对比情况如下：
[0005]
与《一种热风炉燃烧控制装置》cn201520183880.0专利对比
[0006]
其说明书中[0010]条中实时实计算空燃比用到了烟气数据，即本文《热风炉“前反应”式定温自动烧炉技术》技术背景所述的属于“后反应”式控制技术，煤气只有燃烧后才能有烟气检测数据，而本文中“前反应”式控制技术是不依赖于烟气数据就能实时计算空燃比，即在煤气燃烧前能实时计算出空燃比。
[0007]
虽然该文中也提到煤气测量仪表，是目前生产现场常用的离线或在线使用的煤气测量仪表，和本文中所述的煤气全成分在线检测装置(能同时h2、o2、co、ch4、co2、c
m
h
n
和n2这七种成分含量，煤气中的水分由专门另外一台仪器检测)不是同一种仪表。
[0008]
另外，该文在摘要中所述的目的是提高风温和降低煤气消耗，而本文的目的是在煤气成分或供气压力波动比较大情况下仍然能保证
±
15℃范围内定温燃烧，保持风温连续稳定，两者目的不同。
[0009]
与《全燃转炉煤气工业炉入炉煤气在线软测量方法》cn201811547958.7专利对比
[0010]
该文摘要中也提到煤气在线检测仪，煤气在线检测仪只是为了获得热值，而且转炉煤气中检测出co、h2和ch4即可算出热值，其步骤3中还要对热值进行假设迭代逼近处理，其目的在于准确计算出煤气其步骤3.11～3.15中h2、co、o2、co2和n2五种气体的成分，由此可以看出该文中煤气在线检测仪也是目前生产现场常用在线使用的煤气测量仪表，这种煤气在线检测仪和本文中的“煤气全成分在线检测装置”有根本的区别，该文中计算出煤气气体成分在本文的“煤气全成分在线检测装置”是直接检测出的数据，无需复杂的运算得出，检测出的全成分数据进入下一步计算环节，煤气热值在本文只是其中的计算出的过程参数，完全省略该文摘要中步骤3。
[0011]
该文主要针对的是转炉煤气，而热风炉主要使用是高炉煤气，高炉煤气的煤气成分比转炉煤气成分要多一些。
[0012]
与《基于助燃空气流量计算的加热炉温度动态优化控制方法》cn202010033527.x专利对比
[0013]
该文摘要中“根据检测的烟气中的o2、co成分，采取调节助燃风机速度的方法，对过量空气系数进行动态控制”是本文的背景技术中所述典型的“后反应”式控制技术，而本文中对过量空气系数进行动态控制并不依赖燃烧后烟气的检测成分，而是在燃烧之前根据煤气全成分检测数据和工艺要求的燃烧温度就能确定该参数。
[0014]
加热炉是用于轧钢工艺，主要用的是焦炉煤气和转炉煤气，而本文中热风炉使用的高炉煤气。
[0015]
这种“后反应”式烧炉控制技术大对燃烧条件(煤气成分、供气压力)稳定情况下，烧炉效果较好，但如果出现燃烧条件波动比较大的情况，就需要人工干预调节进而达到尽快恢复到之前的烧炉温度。否则，单靠此技术下的自动调节又要经过至少一次烧炉后才能恢复之前的烧炉温度，这中间风温的波动也较大，而人工干预调节的效果又依赖于操作人员经验水平。


技术实现要素：

[0016]
(一)解决的技术问题
[0017]
针对现有技术的不足，本发明提供了一种热风炉“前反应”式定温自动烧炉技术，解决了使用“后反应”式烧炉控制技术时，如果出现燃烧条件波动比较大的情况，就需要人工干预调节进而达到尽快恢复到之前的烧炉温度。否则，单靠此技术下的自动调节又要经过至少一次烧炉后才能恢复之前的烧炉温度，这中间风温的波动也较大，而人工干预调节的效果又依赖于操作人员经验水平的问题。
[0018]
(二)技术方案
[0019]
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种热风炉“前反应”式定温自动烧炉技术，包括如下步骤：
[0020]
s1、实时监测入炉时的煤气全成分、煤气温度、煤气流量、助燃空气温度和流量参数；
[0021]
s2、通过煤气成分计算出煤气热值；
[0022]
s3、通过煤气成分和温度计算出煤气物理热；
[0023]
s4、通过空气温度计算出空气物理热；
[0024]
s5、根据工艺要求的热风温度，通过上述参数数值计算出合适的空燃比系数并判断燃烧类型；
[0025]
s6、通过煤气成分和空燃比系数得出烟气成分；
[0026]
s7、通过煤气热值、煤气物理热和空气物理热得出燃烧总热；
[0027]
s8、根据上述数据的具体情况进行如下操作：
[0028]
s81、在空燃比系数不变的情况下，根据监测的煤气成分或供气流量计算出的燃烧温度在所要求燃烧温度
±
15℃范围内，就不做任何调节；
[0029]
s82、如果根据监测的供气流量计算出的燃烧温度超出所要求燃烧温度
±
15℃范围，说明供气压力波动较大，则自动调节供气管道的阀门开度，以维持燃烧温度的空燃比；
[0030]
s83、如果根据监测的煤气成分计算出的燃烧温度超过所要求燃烧温度+15℃范围，计算软件就会算出一个新的空燃比系数，并自动调节助燃空气阀门开度来满足新的空燃比要求，保证燃烧温度在要求温度范围内；
[0031]
s84、如果根据监测的煤气成分计算出的燃烧温度低于所要求燃烧温度－15℃范围，计算软件就会发出警报，并提示操作人员是否切换高热值煤气或对助燃空气进行富氧这两种操作中的一种；
[0032]
s9、在实施过程中，根据实施进度进行如下操作：
[0033]
s91、当确认切换高热值煤气后会进行如s81或s82所述的调节，当原来的煤气成分满足燃烧温度要求时就可以切换回来，以减少生产成本；
[0034]
s92、当确认助燃空气富氧时，计算软件会算出一个满足燃烧温度要求的一个富氧度，然后自动开启供氧管道阀门并调整好阀门开度。如原来的煤气成分满足燃烧温度要求时就可以关闭供氧管道阀门按s81或s82所述的调节，以减少生产成本；如果在此燃烧状态下煤气成分再次出现大波动；
[0035]
s93、当计算的燃烧温度超过所要求燃烧温度+15℃范围，则重新计算一个小于前次富氧度的值并进行供氧管道阀门开度调节；
[0036]
s94、当计算的燃烧温度低于所要求燃烧温度－15℃范围，则重新计算一个大于前次富氧度的值并进行供氧管道阀门开度调节。
[0037]
(三)有益效果
[0038]
本发明提供了一种热风炉“前反应”式定温自动烧炉技术。具备以下有益效果：该热风炉“前反应”式定温自动烧炉技术，通过将目前普遍采用“后反应”式自动烧炉技术改为“前反应”式定温自动烧炉技术，取消“后反应”式自动烧炉技术中的“自学习”过程和人工干预调节时依赖于操作人员经验水平高低的限制，使得热风炉的烧炉温度在煤气成分或供气压力波动比较大情况下仍然能保证
±
15℃范围内定温燃烧，风温连续稳定，保证工作效率的同时降低了对操作人员的需求。
附图说明
[0039]
图1为热风炉烧炉原理简图。
具体实施方式
[0040]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种热风炉“前反应”式定温自动烧炉技术，包括如下步骤：
[0042]
s1、实时监测入炉时的煤气全成分、煤气温度、煤气流量、助燃空气温度和流量参数；
[0043]
s2、通过煤气成分计算出煤气热值；
[0044]
s3、通过煤气成分和温度计算出煤气物理热；
[0045]
s4、通过空气温度计算出空气物理热；
[0046]
s5、根据工艺要求的热风温度，通过上述参数数值计算出合适的空燃比系数并判断燃烧类型；
[0047]
s6、通过煤气成分和空燃比系数得出烟气成分；
[0048]
s7、通过煤气热值、煤气物理热和空气物理热得出燃烧总热；
[0049]
s8、根据上述数据的具体情况进行如下操作：
[0050]
s81、在空燃比系数不变的情况下，根据监测的煤气成分或供气流量计算出的燃烧温度在所要求燃烧温度
±
15℃范围内，就不做任何调节；
[0051]
s82、如果根据监测的供气流量计算出的燃烧温度超出所要求燃烧温度
±
15℃范围，说明供气压力波动较大，则自动调节供气管道的阀门开度，以维持燃烧温度的空燃比；
[0052]
s83、如果根据监测的煤气成分计算出的燃烧温度超过所要求燃烧温度+15℃范围，计算软件就会算出一个新的空燃比系数，并自动调节助燃空气阀门开度来满足新的空燃比要求，保证燃烧温度在要求温度范围内；
[0053]
s84、如果根据监测的煤气成分计算出的燃烧温度低于所要求燃烧温度－15℃范围，计算软件就会发出警报，并提示操作人员是否切换高热值煤气或对助燃空气进行富氧这两种操作中的一种；
[0054]
s9、在实施过程中，根据实施进度进行如下操作：
[0055]
s91、当确认切换高热值煤气后会进行如s81或s82所述的调节，当原来的煤气成分满足燃烧温度要求时就可以切换回来，以减少生产成本；
[0056]
s92、当确认助燃空气富氧时，计算软件会算出一个满足燃烧温度要求的一个富氧度，然后自动开启供氧管道阀门并调整好阀门开度。如原来的煤气成分满足燃烧温度要求时就可以关闭供氧管道阀门按s81或s82所述的调节，以减少生产成本；如果在此燃烧状态下煤气成分再次出现大波动；
[0057]
s93、当计算的燃烧温度超过所要求燃烧温度+15℃范围，则重新计算一个小于前次富氧度的值并进行供氧管道阀门开度调节；
[0058]
s94、当计算的燃烧温度低于所要求燃烧温度－15℃范围，则重新计算一个大于前次富氧度的值并进行供氧管道阀门开度调节。
[0059]
综上所述，该热风炉“前反应”式定温自动烧炉技术，通过将目前普遍采用“后反应”式自动烧炉技术改为“前反应”式定温自动烧炉技术，取消“后反应”式自动烧炉技术中的“自学习”过程和人工干预调节时依赖于操作人员经验水平高低的限制，使得热风炉的烧炉温度在煤气成分或供气压力波动比较大情况下仍然能保证
±
15℃范围内定温燃烧，风温连续稳定，保证工作效率的同时降低了对操作人员的需求。
[0060]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0061]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。