一种高炉喷煤速率设定方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高炉炼铁技术领域，涉及一种高炉喷煤速率设定方法。
【背景技术】
[0002] 冶炼过程中控制充足而稳定的炉温，是保证高炉稳定顺行的前提条件，过低或过 高的炉温都会导致炉况不顺。在高炉实际操作中，因煤量调节动作快，调节灵活等优势，一 般情况下调节炉温的手段以煤量调节为主。喷入高炉内的煤量由煤粉喷吹控制系统来控 制，通常由操作人员在煤粉喷吹控制系统输入喷吹速率来实时进行喷煤量的调节。
[0003] 高炉炉温的调整主要基于未来炉温的预测值，以达到"早动少动"的目的。高炉铁 水硅含量（一般称为化学热）是炉内热状况的一个重要指标，一般建立铁水硅含量预测数 学模型来对未来铁水硅含量进行预测，操作者根据铁水硅含量的预测值进行喷煤速率设定 量调整。
[0004] 人工在喷煤速率计算和设定过程中存在以下几个问题：
[0005] 1).在线监控和计算所需的喷煤速率是一项繁重的任务，要时刻关注炉温的未来 变化情况，再结合当前炉况运行数据，进行喷煤速率的计算，因而消耗操作者很大精力；
[0006] 2).人工计算使得喷煤速率调整的及时性和准确性不高，还可能存在计算错误； 另外，人工设定喷煤速率时也可能发生误操作；
[0007] 3).不能实现喷煤速率的自动控制；
[0008] 进行喷煤速率设定量计算，用来辅助人工设定，能有效弥补上述缺点。目前的专 利、文献中尚无关于喷煤速率设定量计算的系统。
【发明内容】
[0009] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高炉喷煤速率设定方法，该方法能够快速 地计算生产所需的喷煤速率，辅助操作者提高喷煤速率设定的及时性和准确性。
[0010] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0011] 一种高炉喷煤速率设定方法，该方法包括以下步骤：
[0012] S1 :在高炉喷煤速率设定辅助系统界面设置铁水硅含量目标值Si_aim、高炉的工 作炉容V、炉料平均压缩比P_s、煤焦置换比K、时间参数心和hi，其中，b为计算原始煤比 值的间隔时间，h为计算当前铁水生成速率的间隔时间；进行数据收集，包括铁水硅含量预 测值、每批料的信息数据、煤粉喷吹速率；
[0013] S2 :通过计算下料速度和冶炼周期值进而计算理论铁水生成速率；
[0014] S3:利用铁水硅含量的目标值、铁水硅含量的预测值，计算综合焦比所需的调整 量；
[0015] S4:计算原始煤比，结合综合焦比调整量和当前铁水生成速率计算应该设定的喷 煤速率；
[0016]S5 :输出结果，在高炉喷煤速率设定辅助系统界面显示结果。
[0017] 进一步，所述S1中的时间参数心和h:取值范围为，3. 5h<h4. 5h， 0. 2h彡hiSlh。
[0018] 进一步，所述S2通过计算下料速度、冶炼周期计算理论铁水生成速率，具体包括 以下步骤：
[0019] 1)计算下料速度；
[0020] 通过以下公式计算最新连续m批料的平均料速，
[0021] Vburden=m/Spanm+1；
[0022] 其中，Spanm+1为最新连续m+1批料布入炉顶的结束时间跨度；
[0023] 2)计算冶炼周期；
[0024] 通过以下公式计算冶炼周期，
[0025] Meltingcycle= n/Vburden；
[0026] 其中，n为炉内料批数，Vburden为下料速度；
[0027] 3)计算理论铁水生成速率；
[0028] 通过以下公式计算理论铁水生成速率，
[0029] HMrate= avgHMmassXVburden；
[0030] 其中，avgHMmass为当前在风口区域的q批料的理论铁量平均值；一批料的理论铁量 计算式为HM=MassFe/PercFe，MassFeS批料中Fe元素质量总和，PercFe为理论的铁水中的 Fe元素百分比。
[0031] 进一步，所述炉内料批数n通过高炉工作容积V和炉料平均压缩比PMSS来确定，满 n 足，选取n的最大值，第i批料体积计算公式为Mi/Di，其中吣和Di分别 1=1 为i批料的质量和密度。
[0032] 进一步，所述综合焦比所需的调整量通过以下公式进行计算，
[0033]AFe= (Si_aim-Si_pred)Xo；
[0034] 其中，〇为一个比例系数，代表预测Si值相对目标值的偏差量对应的综合焦比改 变量，当目标值Si_aim大于预测值Si_pred时，调整量AFK为正，增加综合焦比；当目标值 Si_aim小于预测值Si_pred时，调整量AFK为负，减小综合焦比。
[0035] 进一步，所述S4具体包括以下步骤：
[0036]1)计算新煤比；
[0037] 通过以下公式计算新煤比，
[0038]New_PCIE= 01d_PCIE+AFE/K；
[0039] 其中，01d_PCIK为原煤比，K为煤焦置换比、AFK为综合焦比调整量，选取当前时 间为结束时间，由间隔时间％推算开始时间，计算这段时间的煤比的平均值为原煤比01d_ PCIK，煤比的计算公式为PCIK=Velrci/HMMte，Velrci为实际喷煤速率；
[0040]2)计算当前铁水生成速率；
[0041] 选取当前时间为结束时间，由间隔时间h推算开始时间，计算这段时间的铁水生 成速率平均值New_HMMte;
[0042] 3)计算新的喷煤速率；
[0043] 通过以下公式计算新的喷煤速率，
[0044]New_VelPCI=New_PCIKXNew_HMrate〇
[0045] 本发明的有益效果在于：本发明提供的一种高炉喷煤速率设定方法，能够在系统 上快速地计算生产所需的喷煤速率，为高炉喷煤速率设定提供参考，当实际操作中设定量 与计算的喷煤速率偏差较大时，能提醒操作者对当前设定了进行修改或核算；当实际操作 中设定量与计算的喷煤速率一致时，表明设定量合适从而起到核算印证的作用；提高了喷 煤速率设定的及时性、准确性，还可以避免误操作；通过高炉喷煤速率设定辅助系统实现自 动控制。
【附图说明】
[0046] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进 一步的详细描述，其中：
[0047] 图1为本发明所述方法的流程图；
[0048] 图2为铁水含硅量预测值与实际值对比；
[0049]图3为喷煤速率设定量的计算值为人工设定提供警示作用；
[0050] 图4为本发明所述方法在系统上的运行效果。
【具体实施方式】
[0051] 下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0052] 本发明提供的一种高炉喷煤速率设定方法，如图1所示，计算频率为5分钟，相关 中间结果存入数据库，供求取其它参数，具体包括以下步骤：
[0053] S1 :在高炉喷煤速率设定辅助系统界面设置铁水硅含量目标值Si_aim、高炉的工 作炉容V、炉料平均压缩比P_s、煤焦置换比K、时间参数心和hi，其中，心为计算原始煤比 值的间隔时间，h为计算当前铁水生成速率的间隔时间；在高炉过程控制系统的本地数据 库（如Oracle数据库）中，采集喷煤速率计算需要的数据，包括铁水硅含量预测值、每批料 的信息数据、煤粉喷吹速率；
[0054] 所述每批料的信息数据包括布料结束时间、重量、品名、检化验成分；
[0055] 时间参数心和h丨取值范围为，3. 5h彡h。彡4. 5h，0?2h彡h#lh。
[0056] 如图2所示，铁水含硅量预测值（下方曲线）与实际值（" + "表示）对比，煤粉喷 吹速率采样值Velrci采样周期为5分钟的；每5分钟计算铁水硅含量的预测值，铁水硅含量 预测的提前时间一般为3. 5小时左右；
[0057]S2 :通过计算下料速度、冶炼周期计算理论铁水生成速率，具体包括以下步骤：
[0058]1)计算下料速度；
[0059] 通过以下公式计算最新连续m批料的平均料速，
[0060]Vburden=m/Spanm+1；
[0061] 其中，Spanm+1为最新连续m+1批料布入炉顶的结束时间跨度；
[0062] 2)计算冶炼周期；
[0063] 通过以下公式计算冶炼周期，
[0064]Meltingcycle=n/Vburden；
[0065] 其中，n为炉内料批数，Vburdm为下料速度；
[0066] 设最新装入高炉的料批为第1批，前一批入炉料批为第2批，以此类推。第i批料 体积计算公式为Mi/Di，其中％