高爐噴煤系統(tǒng)噴吹量實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)方法
【專利摘要】一種高爐噴煤系統(tǒng)噴吹量實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)方法，屬于高爐噴煤【技術(shù)領(lǐng)域】。利用簡單移動平均值DMA修正二次指數(shù)移動平均值DEMA從而對高爐噴煤系統(tǒng)噴吹量進(jìn)行實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)，使得瞬時(shí)與時(shí)間建立線性關(guān)系避免因稱值瞬間波動造成實(shí)時(shí)給煤量的波動，并且修正數(shù)據(jù)滯后等問題，更加真實(shí)的反應(yīng)現(xiàn)場實(shí)際噴吹的實(shí)際情況，使得操作人員能及時(shí)掌控噴煤量，從而確保了高爐爐況的穩(wěn)定性。高爐串罐噴吹中會出現(xiàn)兩種噴吹狀態(tài),狀態(tài)一為常態(tài)噴吹,加料罐在不加料時(shí)噴吹罐進(jìn)行噴吹，這時(shí)應(yīng)利用噴吹罐稱值計(jì)算瞬時(shí)給煤量；狀態(tài)二為加料噴吹，在加料罐給噴吹罐加料同時(shí)噴吹罐進(jìn)行噴吹。所以只用噴吹罐的稱值計(jì)算瞬時(shí)給煤量結(jié)果是不準(zhǔn)確的，應(yīng)該計(jì)算噴吹罐與加料罐的稱值總和進(jìn)行計(jì)算。
【專利說明】高爐噴煤系統(tǒng)噴吹量實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高爐噴煤【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是提供了一種高爐噴煤系統(tǒng)噴吹量實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代高爐冶煉需用焦炭，它在高爐中的作用是提供冶煉過程需要的熱量；還原鐵礦石需要的還原劑；以及維持高爐料柱(特別是軟熔帶及其以下部位)透氣性的骨架。高爐噴吹煤粉是從高爐風(fēng)口向爐內(nèi)直接噴吹磨細(xì)的煤粉，以替代焦炭起提供熱量和還原劑的作用，從而降低焦比，降低生鐵成本。調(diào)劑爐況熱制度的有效手段，在實(shí)際生產(chǎn)中噴煤量的控制會直接影響高爐爐況的穩(wěn)定性，快速準(zhǔn)確的計(jì)算高爐噴煤量是確保高爐爐況穩(wěn)定的一個(gè)重要前提條件。
[0003]高爐噴煤分為并罐噴吹、串罐噴吹兩種:
[0004]1、并罐噴吹:通常并列罐數(shù)為3個(gè)。并罐采用倒罐噴吹的方式。并列式噴吹占地面積大，但噴吹稱量簡單，投資較串罐式的要小。因此，常用于小高爐直接噴吹流程系統(tǒng)。
[0005]2、串罐式噴吹是將兩個(gè)主體罐重疊設(shè)置而形成的噴吹系統(tǒng)(圖1)。其中，下罐亦稱為噴吹罐，它總是處于向高爐噴煤的高壓工作狀態(tài)。而上罐也稱為加料罐，它僅當(dāng)向下罐裝粉時(shí)才處于與下罐相連通的高壓狀態(tài)，而其本身在裝粉稱量時(shí)，則處于常壓狀態(tài)。裝卸煤粉的倒罐操作須通過連接上下罐的均排壓裝置來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)實(shí)際需要，串罐可以采用單系列，也可以采用多系列，以滿足大型高爐多風(fēng)口噴煤的需要。串罐式噴吹裝置占地小，噴吹距離短，噴吹穩(wěn)定性好，但 稱量復(fù)雜，投資亦較并列式的大。這種噴吹裝置是目前國內(nèi)外大型高爐采用較多的一種噴吹裝置。
[0006]《一種高爐噴煤系統(tǒng)噴煤量的確定方法》(申請?zhí)?201010563154.3)中所提及的方法為并罐噴煤系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)小時(shí)噴吹總量。本發(fā)明專利所提供的方法為，計(jì)算目的、方式、方法并不沖突。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種高爐噴煤系統(tǒng)噴吹量實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了噴煤系統(tǒng)實(shí)時(shí)噴煤量統(tǒng)計(jì)。
[0008]利用簡單移動平均值DMA (Double Moving Average)修正二次指數(shù)移動平均值DEMA (Double Exponential Moving Average)從而對高爐噴煤系統(tǒng)噴吹量進(jìn)行實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)，使得瞬時(shí)與時(shí)間建立線性關(guān)系避免因稱值瞬間波動造成實(shí)時(shí)給煤量的波動，并且修正數(shù)據(jù)滯后等問題，更加真實(shí)的反應(yīng)現(xiàn)場實(shí)際噴吹的實(shí)際情況，使得操作人員能及時(shí)掌控噴煤量，從而確保了高爐爐況的穩(wěn)定性，其推廣有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0009]高爐串罐噴吹中會出現(xiàn)兩種噴吹狀態(tài)，狀態(tài)一為常態(tài)噴吹，加料罐在不加料時(shí)噴吹罐進(jìn)行噴吹，這時(shí)應(yīng)利用噴吹罐稱值計(jì)算瞬時(shí)給煤量；狀態(tài)二為加料噴吹，在加料罐給噴吹罐加料同時(shí)噴吹罐進(jìn)行噴吹。常態(tài)噴吹狀態(tài)與加料噴吹狀態(tài)計(jì)算方式有所不同，因?yàn)樵趪姶倒迖姶档耐瑫r(shí)加料罐在不斷進(jìn)行加料，所以只用噴吹罐的稱值計(jì)算瞬時(shí)給煤量結(jié)果是不準(zhǔn)確的，應(yīng)該計(jì)算噴吹罐與加料罐的稱值總和進(jìn)行計(jì)算。
[0010]計(jì)算噴吹量均值首先需要計(jì)算出瞬時(shí)噴煤量，計(jì)算步驟:
[0011]I串罐噴煤系統(tǒng)中儲煤罐與噴吹罐連通時(shí)瞬時(shí)煤量計(jì)算，A儲煤罐重量，B噴吹罐重量，W=A+B得到當(dāng)前稱值和，St=Ww-Wt計(jì)算當(dāng)前瞬時(shí)給煤量(St)。t為當(dāng)前周期，例如周期長度為I分鐘，上一分鐘稱值總和減去當(dāng)前噴稱值總和得到瞬時(shí)噴煤量(St)。
[0012]2并罐噴煤系統(tǒng)與串罐噴煤系統(tǒng)儲煤罐與噴吹罐不連通時(shí)瞬時(shí)煤量計(jì)算，W為噴吹罐稱值，St=Ww-Wt計(jì)算當(dāng)前瞬時(shí)給煤量(St)。t為當(dāng)前周期，例如周期長度為I分鐘，上一分鐘噴吹罐稱值減去當(dāng)前噴吹罐稱值得到瞬時(shí)噴煤量(St)。
[0013]3如有煤量流量計(jì)可利用流量計(jì)周期鐘噴煤量作為瞬時(shí)噴煤量S。
[0014]用瞬時(shí)噴煤量S計(jì)算出二次指數(shù)平均數(shù)，計(jì)算步驟:
[0015]需要使用指數(shù)平均數(shù)函數(shù)EMA (X，N)實(shí)現(xiàn)方法:Y= (X*2+Yt_^ (N-1)) / (N+1)，EMA (X, N)為指數(shù)平均函數(shù)，X的N個(gè)周期的指數(shù)平均數(shù)。
[0016]引用指數(shù)平均數(shù)函數(shù)計(jì)算一次指數(shù)平均數(shù)EMAa)=EMA(S，N)。
[0017]引用指數(shù)平均數(shù)函數(shù)計(jì)算二次指數(shù)平均數(shù)EMA(2) =EMA (ΕΜΑω，N)。
[0018]用瞬時(shí)噴煤量S計(jì)算出二次簡單平均數(shù)，計(jì)算步驟:
[0019]簡單移動平均MA (X，N)實(shí)現(xiàn)方法孤=^+^....+Xt_N)/N，MA (X, N)為簡單移動平均函數(shù)，X的N個(gè)周期簡單移動平均。
[0020]引用指數(shù)平均 數(shù)函數(shù)計(jì)算一次簡單平均數(shù)MAa)=MA(S，N)。
[0021]引用指數(shù)平均數(shù)函數(shù)計(jì)算二次簡單平均數(shù)MA(2) =MA(MA(1)，N)。
[0022]計(jì)算二次指數(shù)平均修正值即噴煤均量，計(jì)算步驟:
[0023]計(jì)算噴煤均量Z=EMA⑵*2_MA⑵。
[0024]使用指數(shù)移動平均法(以下簡稱指數(shù)平均)對瞬時(shí)給煤量S進(jìn)行二次指數(shù)平均，目的為了避免因稱值波動造成實(shí)時(shí)噴吹量計(jì)算不準(zhǔn)確，有效避免了瞬時(shí)噴煤量波動造成計(jì)算不準(zhǔn)確并且提高了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，在圖3中可以看到二次指數(shù)均線的實(shí)時(shí)性要優(yōu)于二次簡單移動平均線(以下簡稱二次簡單平均線)，這也是使用指數(shù)平均法的原因，但也會出現(xiàn)數(shù)據(jù)滯后、與曲線波動振幅過大等問題，為了有效減小數(shù)據(jù)滯后與波動較大帶來的影響，使用二次簡單平均值對二次指數(shù)平均值進(jìn)行修正。在圖3中可明顯看出二次指數(shù)平均后的曲線實(shí)時(shí)性較好；二次簡單平均后的曲線更為平滑但數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性差，波峰波谷振幅較大；利用二次簡單平均數(shù)對二次指數(shù)平均數(shù)進(jìn)行修正，修正后的曲線實(shí)時(shí)性好于二次簡單平均與二次指數(shù)平均曲線，并且在圖3的②、④處可見修正后的曲線波峰與波谷的波動幅度都要小于二次簡單平均與二次指數(shù)平均曲線，有效證明了修正后的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性更高抗波動能力更強(qiáng)，更加真實(shí)的反應(yīng)的現(xiàn)場噴煤的時(shí)間情況。
[0025]串罐噴煤系統(tǒng)稱值影響因素較多，如煤粉倉向儲煤罐加料時(shí)會影響下罐稱值，波紋補(bǔ)償器老化、安裝位置偏差等問題造成儲煤罐裝料后與噴吹罐稱值相互影響。出現(xiàn)上述因素造成波動，利用前面未波動數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算或停止計(jì)算，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后繼續(xù)計(jì)算噴煤量。
[0026]本發(fā)明專利所提供的統(tǒng)計(jì)方法，主要目的為了更加準(zhǔn)確的計(jì)算實(shí)時(shí)給煤量、減小稱值的瞬間波動導(dǎo)致實(shí)時(shí)給煤量計(jì)算不準(zhǔn)確等問題，能夠更加直觀準(zhǔn)確的反應(yīng)出給煤情況，使得操作人員能夠提前掌控高爐的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，有效的控制燃料比，從而保障了高爐爐況穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為高爐串罐噴煤系統(tǒng)示意圖。
[0028]圖2為高爐并罐噴煤系統(tǒng)示意圖。
[0029]圖3為噴煤量曲線對比圖。在圖3中可明顯看出二次指數(shù)平均后的曲線實(shí)時(shí)性較好；二次簡單平均后的曲線更為平滑但數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性差，波峰波谷波動幅度較大；(EMA(2)*2-MA(2))利用二次簡單平均數(shù)對二次指數(shù)平均數(shù)進(jìn)行修正，在圖3中可見修正后的曲線實(shí)時(shí)性高于二次簡單平均與二次指數(shù)平均曲線，并且在圖3的2、4處可見修正后的曲線的波動幅度都要小于二次簡單平均與二次指數(shù)平均曲線，避免了因稱值瞬時(shí)波動造成的影響，更加真實(shí)的反應(yīng)的現(xiàn)場噴煤的時(shí)間情況。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明專利所提供的統(tǒng)計(jì)方法，主要目的為了更加準(zhǔn)確的計(jì)算實(shí)時(shí)給煤量、減小稱值的瞬間波動導(dǎo)致實(shí)時(shí)給煤量計(jì)算不準(zhǔn)確等問題，能夠更加直觀準(zhǔn)確的反應(yīng)出給煤情況，使得操作人員能夠提前掌控高爐的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，保障了高爐的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0031]結(jié)合表1中數(shù)據(jù)對瞬時(shí)給煤量進(jìn)行二次移動加權(quán)補(bǔ)償，具體步驟如下:
[0032]第一步假設(shè)噴吹周期取樣長度為I分鐘，周期個(gè)數(shù)為15，在9:15處計(jì)算。
[0033]第二步計(jì)算二次指數(shù)平均數(shù):
[0034]12.58=EMA(EMA(11.22, 15), 15)
[0035]第三步計(jì)算二次簡單平均數(shù):
[0036]12.73=MA(MA(11.22, 15), 15)
[0037]第四步計(jì)對二次指數(shù)平均數(shù)進(jìn)行修正:
[0038]Z=EMA ⑵ *2 — MA ⑵
[0039]12.43=12.58*2—12.73
[0040]利用本發(fā)明統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)噴吹量不但避免的稱值的瞬間波動造成的影響并且減少的數(shù)據(jù)的滯后更接近于現(xiàn)場實(shí)際情況。
[0041]
【權(quán)利要求】
1.一種高爐噴煤系統(tǒng)噴吹量實(shí)時(shí)在線統(tǒng)計(jì)方法，其特征在于:將噴吹罐與加料罐的稱值總和進(jìn)行計(jì)算； 計(jì)算噴吹量均值首先需要計(jì)算出瞬時(shí)噴煤量，計(jì)算步驟: 串罐噴煤系統(tǒng)中儲煤罐與噴吹罐連通時(shí)瞬時(shí)煤量計(jì)算，A儲煤罐重量，B噴吹罐重量，W=A+B得到當(dāng)前稱值和，St=Wt^1-Wt計(jì)算當(dāng)前瞬時(shí)給煤量(St)，t為當(dāng)前周期； 并罐噴煤系統(tǒng)與串罐噴煤系統(tǒng)儲煤罐與噴吹罐不連通時(shí)瞬時(shí)煤量計(jì)算，W為噴吹罐稱值，St=Wt^1-Wt計(jì)算當(dāng)前瞬時(shí)給煤量(St)，t為當(dāng)前周期； 當(dāng)有煤量流量計(jì)時(shí)，利用流量計(jì)周期鐘噴煤量作為瞬時(shí)噴煤量S， 用瞬時(shí)噴煤量S計(jì)算出二次指數(shù)平均數(shù)，計(jì)算步驟: 需要使用指數(shù)平均數(shù)函數(shù)EMA (X，N)實(shí)現(xiàn)方法:Y= (X*2+Yt_i* (N-1) )/(N+l)，EMA (X, N)為指數(shù)平均函數(shù)，X的N個(gè)周期的指數(shù)平均數(shù)； 引用指數(shù)平均數(shù)函數(shù)計(jì)算一次指數(shù)平均數(shù)EMAw=EMA (S，N)； 引用指數(shù)平均數(shù)函數(shù)計(jì)算二次指數(shù)平均數(shù)EMA(2) =EMA(EMAa), N)； 用瞬時(shí)噴煤量S計(jì)算出二次簡單平均數(shù)，計(jì)算步驟: 簡單移動平均MA (X，N)實(shí)現(xiàn)方法孤=^+^+....+Xt_N)/N，MA (X, N)為簡單移動平均函數(shù)，X的N個(gè)周期簡單移動平均； 引用指數(shù)平均數(shù)函數(shù)計(jì)算一.次簡單平均數(shù)ΜΑω=ΜΑ (S，N)； 引用指數(shù)平均數(shù)函數(shù)計(jì)算二次簡單平均數(shù)MA(2) =MA(MAa), N)； 計(jì)算二次指數(shù)平均修正值即噴煤均量，計(jì)算步驟: 計(jì)算噴煤均量Z=EMA(2)*2-ΜΑ(2)； 使用指數(shù)移動平均法對瞬時(shí)給煤量S進(jìn)行二次指數(shù)平均。
【文檔編號】C21B5/00GK103468842SQ201310410048
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】王 琦, 弓艦箭, 安俊君, 李連祥, 趙盾, 張雷, 杜殿輝, 周輝 申請人:北京首鋼自動化信息技術(shù)有限公司