焦炉高向加热控制方法和装置与流程

本公开是属于焦炉加热燃烧控制，特别是关于一种焦炉高向加热控制方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质。

背景技术：

1、大型顶装焦炉高向加热均匀性是影响焦炉的焦炭质量的重要指标，加热分布不均匀，降低了焦化产品的质量均匀性，也降低了焦炉结构的稳定性。某一烟道区域长期高温引起的过热硅砖可能熔化，最终导致焦炉坍塌。一般来说，高向加热的均匀性主要受立火道结构的影响，这些结构参数影响空气和燃气的供给分配，进而影响燃烧。国内外现采用空气、燃气多段加热的手段，改变加热水平，控制大型顶装焦炉高向加热的均匀性。

2、大型焦炉多段加热技术发展至今，主要依靠实验和实际生产经验确定空气、燃气入口的个数和位置，通过各出口的调节砖调节出口尺寸。工程应用范围较广，但是由于立火道内结构复杂，包括多段加热、废气循环、每隔固定时间换向等因素的影响，立火道燃烧的理论研究不够深入，无法对焦炉的高向加热均匀性起到实质的改变。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本公开的目的在于解决现有焦炉高向加热效果差的技术问题，提供了一种焦炉高向加热控制方法。

2、本公开第一方面提供一种焦炉高向加热控制方法，该方法包括：构建不同模拟工况下焦炉的燃烧室中立火道的物理模型；采用数学模型，模拟各个物理模型中空气和燃气的燃烧状态；基于燃烧状态，确定各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值；基于所有物理模型的指标值，确定目标工况。

3、在本公开的一实施方式中，在基于燃烧状态，确定各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值之前，方法还包括：基于燃烧状态，确定各个物理模型的第一平均温度；获取实际工况下焦炉的现场平均温度；检测第一平均温度与现场平均温度的差值是否位于差值阈值范围内；响应于第一平均温度与现场平均温度的差值在差值阈值范围内，基于燃烧状态，确定各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值。

4、在本公开的一实施方式中，上述基于燃烧状态，确定各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值包括：基于燃烧状态，计算各个物理模型中不同区域的热通量；基于热通量，计算各个物理模型的热通量的标准偏差值，将标准偏差值作为各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值。

5、在本公开的一实施方式中，上述基于所有物理模型的指标值，确定目标工况包括：将所有物理模型中的各个物理模型的标准偏差值与实际工况的标准偏差值相减并取绝对值，得到各个物理模型的偏差比较值；将所有物理模型的偏差比较值进行排序，得到排序结果；基于排序结果，得到目标模型，将目标模型的模拟工况作为目标工况。

6、在本公开的一实施方式中，上述基于燃烧状态，确定各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值包括：基于燃烧状态，确定各个物理模型的侧壁的高向温度值；基于高向温度值，计算各个物理模型的高向平均温度值，将高向平均温度值作为各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值。

7、在本公开的一实施方式中，上述构建不同模拟工况下焦炉的燃烧室中立火道的物理模型包括：构建焦炉的燃烧室中不同立火道的基础模型；基于预先设置的空气、燃气的入口的数量和位置，在基础模型上布置多种类型的空气入口和燃气入口，得到不同模拟工况下立火道的物理模型。

8、在本公开的一实施方式中，上述构建不同模拟工况下焦炉的燃烧室中立火道的物理模型包括：构建实际工况下立火道的物理模型；基于预先设置的空气、燃气的入口的数量和位置，调整实际工况下立火道的物理模型的空气入口和燃气入口，通过每次调整状态，得到不同模拟工况下立火道的物理模型。

9、本公开第二方面提供一种焦炉高向加热控制装置，该装置包括：构建单元，被配置成构建不同模拟工况下焦炉的燃烧室中立火道的物理模型；模拟单元，被配置成采用数学模型，模拟各个物理模型中空气和燃气的燃烧状态；值确定单元，被配置成基于燃烧状态，确定各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值；工况确定单元，被配置成基于所有物理模型的指标值，确定目标工况。

10、在本公开的一实施方式中，上述装置还包括：验证单元，该验证单元被配置成：基于燃烧状态，确定各个物理模型的第一平均温度；获取实际工况下焦炉的现场平均温度；检测第一平均温度与现场平均温度的差值是否位于差值阈值范围内；响应于第一平均温度与现场平均温度的差值在差值阈值范围内，基于燃烧状态，确定各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值。

11、在本公开的一实施方式中，上述值确定单元被配置成：基于燃烧状态，计算各个物理模型中不同区域的热通量；基于热通量，计算各个物理模型的热通量的标准偏差值，将标准偏差值作为各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值。

12、在本公开的一实施方式中，上述工况确定单元被配置成：将所有物理模型中的各个物理模型的标准偏差值与实际工况的标准偏差值相减并取绝对值，得到各个物理模型的偏差比较值；将所有物理模型的偏差比较值进行排序，得到排序结果；基于排序结果，得到目标模型，将目标模型的模拟工况作为目标工况。

13、在本公开的一实施方式中，上述值确定单元被配置成：基于燃烧状态，确定各个物理模型的侧壁的高向温度值；基于高向温度值，计算各个物理模型的高向平均温度值，将高向平均温度值作为各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值。

14、在本公开的一实施方式中，上述构建单元被配置成：构建焦炉的燃烧室中不同立火道的基础模型；基于预先设置的空气、燃气的入口的数量和位置，在基础模型上布置多种类型的空气入口和燃气入口，得到不同模拟工况下立火道的物理模型。

15、在本公开的一实施方式中，上述构建单元被配置成：构建实际工况下立火道的物理模型；基于预先设置的空气、燃气的入口的数量和位置，调整实际工况下立火道的物理模型的空气入口和燃气入口，通过每次调整状态，得到不同模拟工况下立火道的物理模型。

16、与现有技术相比，本公开达到的技术效果如下：通过焦炉的燃烧室不同工况下的立火道的物理模型，确定各个立火道的物理结构；基于数学模型，模拟各个立火道的物理结构的燃烧状态，从而实现了对立火道的实际的燃烧情况进行分析；基于燃烧状态，确定物理模型在高向加热均匀上的指标值，定量的分析了不同加热水平对焦炉高向加热均匀性的影响，为有效地衡量高向均匀性提高了一种可靠的实现手段，基于物理模型在高向加热均匀性上的指标值，确定目标工况，在焦炉采用目标工况的立火道时，可以有效地保证焦炉的加热均匀性，为加热水平的选取提供理论依据，保证了焦炉高向加热的均匀性，减少了焦炉的能量消耗。

技术特征：

1.一种焦炉高向加热控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述燃烧状态，确定各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值之前，所述方法还包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于所述燃烧状态，确定各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所有物理模型的指标值，确定目标工况包括：

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于所述燃烧状态，确定各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值包括：

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述构建不同模拟工况下焦炉的燃烧室中立火道的物理模型包括：

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述构建不同模拟工况下焦炉的燃烧室中立火道的物理模型包括：

8.一种焦炉高向加热控制装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7中任一项所述方法。

技术总结
本公开公开了一种焦炉高向加热控制方法，涉及焦炉加热燃烧控制技术领域，具体实现方案为：构建不同模拟工况下焦炉的燃烧室中立火道的物理模型；采用数学模型，模拟各个物理模型中空气和燃气的燃烧状态；基于燃烧状态，确定各个物理模型在高向加热均匀性上的指标值；基于所有物理模型的指标值，确定目标工况。为焦炉的立火道的设计提供了可靠的依据。

技术研发人员：李月月,田海江,吴晟,王俊峰,崔程玮,杜天阔,卫宏远
受保护的技术使用者：中钢设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/28