專(zhuān)利名稱(chēng)：一種實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域的高爐檢測(cè)方法，具體地，本發(fā)明涉及一種用于高爐檢測(cè)的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法，所述方法根據(jù)高爐運(yùn)行的參數(shù)對(duì)高爐發(fā)生管道概率進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)，以避免高爐發(fā)生管道，從而保證爐況的穩(wěn)定運(yùn)行。
背景技術(shù)：
在冶金高爐的操作過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多影響高爐穩(wěn)定順行的因素，所述因素包括管道、懸料、崩滑料等待異常爐況，這些異常爐況會(huì)影響到高爐的產(chǎn)量、各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)甚至是危害設(shè)備穩(wěn)定和安全。 其中，高爐發(fā)生管道的根本原因是高爐截面上某一區(qū)域煤氣流量過(guò)大，煤氣流速過(guò)快，導(dǎo)致該區(qū)域爐料流態(tài)化。而導(dǎo)致這些異常爐況的主要原因有很多，包括高爐原燃料情況、高爐爐熱狀態(tài)、氣流情況、造渣制度、爐前作業(yè)情況等。為避免高爐發(fā)生管道，從而保證爐況的穩(wěn)定運(yùn)行，須對(duì)高爐發(fā)生管道概率進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)?，F(xiàn)有的管道預(yù)測(cè)控制技術(shù)是上世紀(jì)八十年代從國(guó)外引進(jìn)的GO-STOP系統(tǒng)。該系統(tǒng)將爐況惡化分為爐料下降不順行，爐熱變動(dòng)或爐熱過(guò)低，出鐵出渣不良三大類(lèi)。該系統(tǒng)首先對(duì)高爐各個(gè)參數(shù)進(jìn)行分別判定，根據(jù)高爐各個(gè)操作參數(shù)與各自設(shè)定的邊界值進(jìn)行三個(gè)范圍內(nèi)比較，判出“好”、“注意”、“壞”中的ー個(gè)結(jié)果，再對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行分類(lèi)別。其次，將各個(gè)操作參數(shù)分成水準(zhǔn)判別和變動(dòng)判別并計(jì)算這兩種判別的GS數(shù)，其中水準(zhǔn)判別分成8類(lèi)，包括全爐透氣性(DPF2)、局部透氣性(DSP)、爐熱狀態(tài)(HI)、爐料下降狀況(SHI)、爐缸中渣鐵殘留量(PSB)、爐頂煤氣狀況(GAS)等，變動(dòng)判別分為4個(gè)類(lèi)別。包括送風(fēng)壓力、爐身壓力、爐熱指數(shù)、爐頂煤氣。對(duì)每個(gè)類(lèi)別分別設(shè)定邊界值，根據(jù)邊界值判斷出“好”、“注意”、“壞”中的ー個(gè)結(jié)果。然后，分別對(duì)8個(gè)水準(zhǔn)判別和4個(gè)變動(dòng)判別進(jìn)行累加作為總的水準(zhǔn)判別GS數(shù)和總的變動(dòng)判別GS數(shù)，并判出“好”、“注意”、“壞”中的ー個(gè)結(jié)果。最后對(duì)總的水準(zhǔn)判別GS數(shù)和總的變動(dòng)判別GS數(shù)進(jìn)行相加，根據(jù)設(shè)定的邊界值判出“好”、“注意”、“壞”中的ー個(gè)結(jié)果。目前高爐使用的國(guó)外引進(jìn)的GO-STOP系統(tǒng)對(duì)高爐操作參數(shù)的水準(zhǔn)判別和變動(dòng)判別給出的結(jié)果為“好”、“注意”、“壞”三個(gè)定性的結(jié)果，并不能給出量化的具有可操作性的結(jié)果。由于高爐操作技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，原有的GO-STOP專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)高爐發(fā)生管道的判斷不能滿足高爐更高層次的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供ー種實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法，其能根據(jù)高爐運(yùn)行的參數(shù)來(lái)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率，當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)該概率指數(shù)升高時(shí)就可以根據(jù)系統(tǒng)提示的信息及時(shí)調(diào)整相應(yīng)的操作參數(shù)，從而避免發(fā)生管道，從而保證了爐況的穩(wěn)定順行。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供ー種實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法，設(shè)高爐發(fā)生管道概率為P: P = W_BSG* E WjPj，其中 j = I，2......7 ；式中，Wj為各個(gè)因素導(dǎo)致管道的概率指數(shù)匕對(duì)總概率指數(shù)P的權(quán)重，其中j = 1,2......
7,Wj所指的因素與P〗所指的各因素一致，如P1所指的為高爐爐況因素對(duì)產(chǎn)生管道的概率，W1即為高爐爐況因素對(duì)產(chǎn)生管道概率的權(quán)重。其取值范圍在0到I之間，對(duì)導(dǎo)致管道概率的影響越大，其權(quán)重也就越大，不同高爐所取值有所不同。P1為高爐爐況現(xiàn)狀導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，W1通常在0. 4-0. 8之間，優(yōu)選W1 = 0. 7。 高爐爐況所體現(xiàn)的是高爐的透氣性指數(shù)K值和高爐壓差A(yù) P，如果K值或A P偏離了規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值越大，說(shuō)明高爐料柱發(fā)生流態(tài)化(亦即發(fā)生管道)的可能性越大，概率指數(shù)P1的范圍在0-100%之間，其值越低越好，越大說(shuō)明高爐爐況導(dǎo)致管道的可能性越大。由于高爐爐況對(duì)導(dǎo)致高爐管道的影響程度大，所以其對(duì)應(yīng)的權(quán)重W1也相對(duì)較大，一般在0. 4-0. 8之間。P2為高爐煤氣流分布導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，W2的取值范圍在0. 3-0. 6之間，優(yōu)選W2
=0. 5o高爐是通過(guò)安裝在高爐內(nèi)的測(cè)溫電偶測(cè)得煤氣溫度來(lái)表示高爐煤氣流的強(qiáng)弱的。高爐在爐喉處安裝有十字測(cè)溫電偶，共有21支，其中高爐中心點(diǎn)有ー支電偶檢測(cè)中心溫度(用CCT表示)，其余20點(diǎn)等半徑分成5圈，每圈有4根電偶，最靠近爐墻的ー圈4點(diǎn)溫度表示邊緣四點(diǎn)溫度。高爐圓周方向上的鋼磚、煤氣風(fēng)罩比十字測(cè)溫的位置要高，都各安裝有8支電偶以檢測(cè)邊緣氣流的強(qiáng)度。一般十字測(cè)溫的CCT溫度和邊緣四點(diǎn)平均溫度表示高爐煤氣流中心氣流和邊緣氣流的強(qiáng)弱，因通過(guò)高爐的氣流總量固定，如果通過(guò)中心的氣流多則邊緣氣流少，通過(guò)中心的氣流少則邊緣多，所以中心和邊緣氣流強(qiáng)弱都要在ー個(gè)合理的范圍內(nèi)，中心過(guò)強(qiáng)，邊緣太弱會(huì)導(dǎo)致高爐煤氣利用率下降，燃料消耗増加，中心過(guò)弱，邊緣太強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致高爐透氣性下降，順行異常。而發(fā)生管道的原因一般都是高爐邊緣氣流太強(qiáng)而導(dǎo)致高爐局部物料流態(tài)化。另外，邊緣四點(diǎn)溫度、鋼磚8點(diǎn)溫度和煤氣風(fēng)罩8點(diǎn)溫度的偏差表示高爐在邊緣氣流的均勻性，在高爐邊緣，如果某點(diǎn)的氣流很強(qiáng)，其它的點(diǎn)相對(duì)較低，即邊緣氣流的偏差大，就很容易導(dǎo)致管道的發(fā)生。W2表示高爐煤氣流分布對(duì)發(fā)導(dǎo)致發(fā)生管道的影響程度。概率指數(shù)P2的范圍在0-100%之間，由于煤氣流分布對(duì)導(dǎo)致管道的影響程度較大，W2的取值范圍在0. 3-0. 6之間，具體取值需要根據(jù)每個(gè)高爐操作的特點(diǎn)而定。P3為爐體熱負(fù)荷導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，W3的取值范圍在0. 2-0. 6之間，優(yōu)選W3 =0. 5。爐體熱負(fù)荷是根據(jù)高爐爐墻冷卻水水溫差和水量計(jì)算得到的，表征高爐內(nèi)爐墻被渣鐵粘結(jié)的情況，如果爐墻被渣鐵粘結(jié)的較多，則水溫差會(huì)降低，熱負(fù)荷降低；粘結(jié)較少，導(dǎo)致水溫差升高，熱負(fù)荷升高。熱負(fù)荷太高或太低都不利用高爐的穩(wěn)定順行，太高則爐墻直接與爐內(nèi)氣流和渣鐵接觸容易損壞爐襯和冷卻器，太低高爐容易導(dǎo)致?tīng)t墻結(jié)厚。如果某個(gè)方向上爐墻熱負(fù)荷一直很高，說(shuō)明粘結(jié)的渣鐵少，爐墻圓周方向出現(xiàn)不均勻，容易在熱負(fù)荷較高處導(dǎo)致管道。另外，熱負(fù)荷從較低的水平突然升高，說(shuō)明高爐爐墻粘結(jié)的渣鐵突然脫落，也會(huì)導(dǎo)致管道發(fā)生。所以當(dāng)熱負(fù)荷在超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值范圍，或熱負(fù)荷波動(dòng)較大時(shí)，容易出現(xiàn)管道，概率指數(shù)P3的范圍在0-100%之間，W3表示高爐爐體熱負(fù)荷對(duì)導(dǎo)致發(fā)生管道的影響程度，W3的取值范圍在0. 2-0. 6之間，具體取值需要根據(jù)每個(gè)高爐操作的特點(diǎn)而定。P4為頂壓波動(dòng)導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，W4的取值范圍在0. 7-0. 9之間，優(yōu)選W4 =
0.9。高爐的頂壓一般設(shè)定在ー個(gè)固定值，在非人為設(shè)定和設(shè)備故障的前提下，頂壓波動(dòng)的原因就是高爐爐內(nèi)某個(gè)區(qū)域出現(xiàn)阻カ突然下降，頂壓與風(fēng)壓之間的壓差突然減小。這個(gè)阻カ的減小絕大多數(shù)就是因?yàn)闋t料流態(tài)化導(dǎo)致的。出現(xiàn)頂壓波動(dòng)說(shuō)明高爐發(fā)生了管道的概率非常大。如果發(fā)生了管道，其重要的表現(xiàn)也就是高爐頂壓波動(dòng)。概率指數(shù)P4的范圍在0-100%之間，W4表示高爐頂壓波動(dòng)對(duì)導(dǎo)致發(fā)生管道的影響程度，W4的取值范圍在0. 7-0. 9之間，具體取值需要根據(jù)每個(gè)高爐操作的特點(diǎn)而定。P5為爐身靜壓カ發(fā)生波動(dòng)時(shí)導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，W5的取值范圍在0. 1-0. 6之間，優(yōu)選 W5 = 0. 2?！ひ话阊馗郀t的高度方向設(shè)有幾層壓カ檢測(cè)計(jì)，每層按圓周方向一般有四只檢測(cè)計(jì)，這樣的壓カ檢測(cè)計(jì)稱(chēng)之為爐身靜壓力。沿著高度方向，壓カ最低的為爐頂壓カTP，而壓力最高的為風(fēng)壓BP，在高爐穩(wěn)定、順行時(shí)，各層之間的靜壓カ差是穩(wěn)定的，每層的四個(gè)靜壓力之間的壓力差應(yīng)該為O。但是當(dāng)高爐爐況不順行時(shí)，各層靜壓力差變得不穩(wěn)定，每層的靜壓カ之間的壓力差也不為零。所以當(dāng)靜壓カ發(fā)生波動(dòng)時(shí)，可能是因?yàn)榫植繀^(qū)域出現(xiàn)料柱的流態(tài)化(即管道)導(dǎo)致的。所以概率指數(shù)P5的范圍一般在0-100%之間，W5表示爐身靜壓力發(fā)生波動(dòng)時(shí)導(dǎo)致發(fā)生管道的影響程度，因靜壓カ波動(dòng)也可能導(dǎo)致其它的特殊爐況，W5的取值范圍在0. 1-0. 6之間，具體取值需要根據(jù)每個(gè)高爐操作的特點(diǎn)而定。P6為高爐煤氣利用率異常下降時(shí)導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，W6的取值范圍在0. 1-0. 3之間，優(yōu)選W6 = O-Io在可能出現(xiàn)管道前，ー個(gè)重要的征兆就是煤氣利用率會(huì)突然下降。這是因?yàn)榱现霈F(xiàn)流態(tài)化后，煤氣沒(méi)有與料柱充分的發(fā)生熱交換和發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致煤氣中的CO含量過(guò)高，表現(xiàn)在高爐煤氣利用率突然下降。但當(dāng)計(jì)算其它因素導(dǎo)致發(fā)生管道的概率指數(shù)較高(P>50%)時(shí)，如果出現(xiàn)煤氣利用率突然下降，說(shuō)明發(fā)生管道的概率很高(>80%)。在其它因素導(dǎo)致發(fā)生管道的概率指數(shù)不高時(shí)(P < 50% )，由于導(dǎo)致煤氣利用率異常下降的原因很多，所以因高爐煤氣利用率異常下降導(dǎo)致管道的概率指數(shù)權(quán)重W6的取值范圍在0. 1-0. 3之間，具體取值需要根據(jù)每個(gè)高爐操作的特點(diǎn)而定。P7為高爐爐頂溫度異常升高時(shí)導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，W7的取值范圍在0. 1-0. 3之間，優(yōu)選W7 = O-Io與煤氣利用率異常下降的情況相似，在可能出現(xiàn)管道前，另ー個(gè)重要的征兆就是煤氣溫度會(huì)突然下降。這是因?yàn)榱现霈F(xiàn)流態(tài)化后，煤氣沒(méi)有與料柱充分的發(fā)生熱交換，導(dǎo)致煤氣溫度高，表現(xiàn)在爐頂溫度TT突然升高。但當(dāng)計(jì)算其它因素導(dǎo)致發(fā)生管道的概率指數(shù)較高(P>50%)時(shí)，如果出現(xiàn)爐頂溫度異常升高，說(shuō)明發(fā)生管道的概率很高(>80%)。在其它因素導(dǎo)致發(fā)生管道的概率指數(shù)不高時(shí)(P < 50% )，由于導(dǎo)致?tīng)t頂溫度異常升高的原因很多，所以因高爐爐頂溫度異常升高導(dǎo)致管道的概率指數(shù)權(quán)重W7的取值范圍在0. 1-0.3之間，具體取值需要根據(jù)每個(gè)高爐操作的特點(diǎn)而定。
ff_BSG為爐腹煤氣量對(duì)產(chǎn)生管道影響的權(quán)重。高爐所鼓入的風(fēng)量與高爐容積比稱(chēng)之送風(fēng)比，每座高爐生產(chǎn)過(guò)程中有一個(gè)合適的送風(fēng)比，根據(jù)寶鋼的經(jīng)驗(yàn)，合適的送風(fēng)比在I. 6至I. 7之間，在合適送風(fēng)比范圍內(nèi)生產(chǎn)，高爐爐況、指標(biāo)等都會(huì)出現(xiàn)在最佳的狀態(tài)，但如果低于或者高于這個(gè)合適的送風(fēng)比，則高爐的爐況、指標(biāo)會(huì)下降，偏離越大，可能出現(xiàn)異常的概率會(huì)越高。合適的送風(fēng)比對(duì)于每座高爐都不同。送風(fēng)比對(duì)高爐的影響主要體現(xiàn)單位時(shí)間高爐爐腹部位的煤氣量(簡(jiǎn)稱(chēng)爐腹煤氣量)的影響，送風(fēng)比高或者低會(huì)導(dǎo)致?tīng)t腹部煤氣量高或者低，不同高爐的爐腹煤氣量(BSG)對(duì)產(chǎn)生管道影響的權(quán)重W_BSG根據(jù)各高爐的特點(diǎn)有所不同。下面是寶鋼四高爐爐腹煤氣量(BSG)對(duì)產(chǎn)生管道影響的權(quán)重W_BSG。
權(quán)利要求
1.ー種實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法，其特征在于設(shè)高爐發(fā)生管道概率為P，其計(jì)算公式為P = ff_BSG* E WjPj.，其中j = 1,2……7 ； 式中，Wj為各個(gè)因素導(dǎo)致管道的概率指數(shù)！^對(duì)總概率指數(shù)P的權(quán)重，為0-1，其中j = 1,2......7， P1為高爐爐況現(xiàn)狀導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，記W1 = 0. 4-0. 8 ； P2為高爐煤氣流分布導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，記W2 = 0. 3-0. 6 ； P3為爐體熱負(fù)荷導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，記W3 = 0. 2-0. 6 ； P4為頂壓波動(dòng)導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，記W4 = 0. 7-0. 9 ； P5為爐身靜壓カ發(fā)生波動(dòng)時(shí)導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，記W5 = 0. 1-06 ； P6為高爐煤氣利用率異常下降時(shí)導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，記W6 = 0. 1-0. 3 ； P7為高爐爐頂溫度異常升高時(shí)導(dǎo)致管道的概率指數(shù)，記W7 = 0. 1-0. 3 ； W_BSG為爐腹煤氣量對(duì)產(chǎn)生管道影響的權(quán)重，I. 0-1. 6。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法，其特征在于所述高爐爐況現(xiàn)狀導(dǎo)致管道的概率指數(shù)P1 = a P11+PP12，其中， a、&為權(quán)重，取值范圍為0到I之間； P11為風(fēng)壓或透氣性壓差導(dǎo)致管道的概率，在0-100%之間； P12為異常爐況導(dǎo)致發(fā)生管道的概率指數(shù)，在0-100%之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法，其特征在于所述 W1 = 0. 7，W2 = 0. 5，W3 = 0. 5，W4 = 0. 9，W5 = 0. 2，W6 = 0. 1，W7 = 0. I。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法，其特征在于所述 W_BSG = I. 2-1. 4。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法，其特征在于 所述高爐煤氣流分布導(dǎo)致管道的概率指數(shù)P2的變化趨勢(shì)與十字測(cè)溫邊緣四點(diǎn)溫度、爐喉鋼磚八點(diǎn)溫度和及煤氣封罩八點(diǎn)溫度的溫度計(jì)算偏差的變化趨勢(shì)相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法，其特征在干a=0. 6-0. 8，P =0. 2-0. 4。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法，其特征在干a=0.8，& = 0. 2o
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)高爐發(fā)生管道概率的方法，其通過(guò)運(yùn)用高爐當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)，如包括風(fēng)壓、頂壓、煤氣流、靜壓力檢測(cè)、爐頂溫度、高爐風(fēng)氧量等多種檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)分析出高爐發(fā)生管道的概率指數(shù)P。當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)該概率指數(shù)升高時(shí)就可以根據(jù)系統(tǒng)提示的信息及時(shí)調(diào)整相應(yīng)的操作參數(shù)，從而避免發(fā)生管道，從而保證了爐況的穩(wěn)定順行。
文檔編號(hào)C21B5/00GK102758032SQ20111010843
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者王訓(xùn)富, 陳永明, 陶衛(wèi)忠 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司