本發(fā)明涉及高爐煤粉噴吹領(lǐng)域，具體涉及在噴吹罐安裝有下部流化裝置和中部流化裝置的噴吹系統(tǒng)調(diào)節(jié)煤粉流化的控制方法，即一種高爐煤粉噴吹過程流化控制方法。

背景技術(shù)：

高爐煤粉噴吹過程中，噴吹罐內(nèi)煤粉流化效果好壞將影響噴煤過程的難易程度和噴煤的均勻性。煤粉流化效果影響因素多，控制難度大，而目前流化調(diào)節(jié)大多采用手動(dòng)調(diào)節(jié)方式，流化閥門控制并不是隨著工況變化而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，往往只是在噴吹罐出煤困難的時(shí)候才進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，并且操作過程無固定模式，不同的人操作也不一樣，在出煤暢通時(shí)，煤粉濃度低，耗氣量大，達(dá)不到濃相噴煤的要求；出煤不暢時(shí)，噴吹過程煤粉不均勻，嚴(yán)重時(shí)甚至引起噴煤管堵塞，影響連續(xù)生產(chǎn)。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在以下問題：采用手動(dòng)調(diào)節(jié)煤粉流化過程，噴過程流化控制不佳對噴煤效果造成的影響，不能適應(yīng)噴煤生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種高爐煤粉噴吹過程流化控制方法，以解決采用手動(dòng)調(diào)節(jié)煤粉流化過程，噴過程流化控制不佳對噴煤效果造成的影響，不能適應(yīng)噴煤生產(chǎn)的問題。

為此，本發(fā)明提出一種高爐煤粉噴吹過程流化控制方法，所述高爐煤粉噴吹過程流化控制方法包括：在噴吹罐安裝有中部流化裝置，通過所述中部流化裝置對噴吹罐中部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

所述中部流化裝置包括中部流化調(diào)節(jié)閥，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)所述中部流化調(diào)節(jié)閥對噴吹罐中部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，噴吹罐中部流化流量的調(diào)節(jié)根據(jù)噴吹時(shí)段的不同而區(qū)別調(diào)整，噴吹時(shí)段分為3個(gè)階段，分別為噴吹初期、噴吹中后期、以及位于噴吹初期與噴吹中后期之間的噴吹中前期；

在噴吹初期，所述噴吹罐內(nèi)煤粉重量在A1以上時(shí)，噴吹罐中部流化流量設(shè)定值為a1；

在噴吹中后期，所述噴吹罐內(nèi)煤粉重量小于D1時(shí)，噴吹罐中部流化流量設(shè)定值為d1；

在噴吹初期與噴吹中后期之間，所述噴吹罐內(nèi)煤粉重量大于等于D1，小于A1時(shí)，噴吹罐中部流化流量設(shè)定值為b1；

其中，A1、D1的單位為噸，a1，b1，d1的單位Nm³/h，a1與d1不相等。

進(jìn)一步地，A1為第一固定值。

進(jìn)一步地，D1為第二固定值。

進(jìn)一步地，a1為第三固定值，d1為第四固定值，a1大于d1。

進(jìn)一步地，在相同的時(shí)間間隔內(nèi)，b1的變化率為第五固定值。

進(jìn)一步地，噴吹罐中部流化流量的具體設(shè)定公式為：

其中，Q_中——噴吹罐中部流化流量設(shè)定值，單位Nm³/h；

W——噴吹罐內(nèi)煤粉重量，單位t。

進(jìn)一步地，所述高爐煤粉噴吹過程流化控制方法還包括：在噴吹罐安裝有下部流化裝置，通過所述下部流化裝置對噴吹罐下部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

所述下部流化裝置包括下部流化調(diào)節(jié)閥，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)所述下部流化調(diào)節(jié)閥對噴吹罐下部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，噴吹罐下部流化流量的調(diào)節(jié)分為三段式分段區(qū)別調(diào)整。

進(jìn)一步地，噴吹罐下部流化流量的具體設(shè)定公式為：

其中，Q_下——噴吹罐下部流化流量設(shè)定，單位Nm³/h；

W——噴吹罐內(nèi)煤粉重量，單位t。

發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有控制方式在控制時(shí)機(jī)的選擇上沒有合理模式，流化閥門控制并不是隨著工況變化而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，往往只是在噴吹罐出煤困難的時(shí)候才進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，在出煤暢通時(shí)，一般不調(diào)整流化閥門，因而煤粉濃度低，耗氣量大，達(dá)不到濃相噴煤的要求；即使在出煤不暢時(shí)進(jìn)行調(diào)整，也沒有定量的調(diào)整方案，根據(jù)操作人自身的經(jīng)驗(yàn)喜好進(jìn)行調(diào)整，難以根據(jù)噴吹過程的參數(shù)變化，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)流化調(diào)節(jié)閥開度，難以保證噴煤的均勻性和穩(wěn)定性。

為了克服噴吹過程流化控制不佳對噴煤效果造成的影響，本發(fā)明提供了上述噴吹過程流化控制方法，它能夠根據(jù)噴吹過程的參數(shù)變化，隨著工況變化而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)流化調(diào)節(jié)閥開度，以提高噴煤的均勻性和穩(wěn)定性。

以噴吹罐中部流化流量調(diào)節(jié)為例，本發(fā)明根據(jù)工況變化將噴吹時(shí)段分為3個(gè)階段，分別為噴吹初期、噴吹中后期、以及位于噴吹初期與噴吹中后期之間的噴吹中前期，發(fā)明人通過對大量數(shù)據(jù)的分析和總結(jié)，噴吹罐裝滿時(shí)噴吹，即噴吹初期，煤難出，所以噴吹初期設(shè)定噴吹罐中部流化流量設(shè)定值為a1，隨著罐內(nèi)煤粉重量的降低，出煤難度降低，因此逐步調(diào)小中部流化流量為b1；噴吹中后期，容易出煤，再將中部流化調(diào)小至d1。

進(jìn)一步地，在對大量數(shù)據(jù)的分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，并采取擬回歸方式進(jìn)行模型設(shè)定，發(fā)明人對噴吹時(shí)段的具體噴吹罐中部流化流量設(shè)定值給出了公式，從而為如何定量調(diào)整噴吹罐中部流化流量確定了指導(dǎo)方案。

同理，噴吹罐下部流化控制也采取上述方式，因而為如何定量調(diào)整噴吹罐下部流化流量確定了指導(dǎo)方案。

根據(jù)本發(fā)明，在自動(dòng)噴煤過程中，噴煤率穩(wěn)定，波動(dòng)最大為2t/h，平均波動(dòng)約1t/h，小時(shí)噴煤量平均誤差約0.3％。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的高爐煤粉噴吹過程流化控制方法的工作原理示意圖；

圖2為本發(fā)明的高爐煤粉噴吹過程流化控制方法的控制過程示意圖。

附圖標(biāo)號說明：

10噴吹罐 20稱重傳感器接線盒 30稱重控制器 40 DCS控制系統(tǒng) 50氮?dú)夤?/p>

81稱重傳感器 82稱重傳感器 83稱重傳感器

501中部流化管路 503下部流化管路 509出煤閥

5010中部流化控制閥 5030下部流化控制閥 5012中部流化流量計(jì) 5032下部流化流量計(jì)

具體實(shí)施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明。

如圖1所示，本發(fā)明提出一種高爐煤粉噴吹過程流化控制方法，所述高爐煤粉噴吹過程流化控制方法包括：在噴吹罐安裝有中部流化裝置，通過所述中部流化裝置對噴吹罐中部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

所述中部流化裝置包括中部流化調(diào)節(jié)閥，噴吹罐中部流化流量調(diào)節(jié)采用PID方式自動(dòng)調(diào)節(jié)，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)所述中部流化調(diào)節(jié)閥對噴吹罐中部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，噴吹罐中部流化流量的調(diào)節(jié)根據(jù)噴吹時(shí)段的不同而區(qū)別調(diào)整，噴吹時(shí)段分為3個(gè)階段，分別為噴吹初期、噴吹中后期、以及位于噴吹初期與噴吹中后期之間的噴吹中前期；

在噴吹初期，即所述噴吹罐內(nèi)煤粉重量在A1以上時(shí)，噴吹罐中部流化流量設(shè)定值為a1；

在噴吹中后期，即所述噴吹罐內(nèi)煤粉重量小于D1時(shí)，噴吹罐中部流化流量設(shè)定值為d1；

在噴吹初期與噴吹中后期之間，即所述噴吹罐內(nèi)煤粉重量大于等于D1，小于A1時(shí)，噴吹罐中部流化流量設(shè)定值為b1；

其中，A1、D1的單位為噸，a1，b1，d1的單位Nm³/h，a1與d1不相等。

本發(fā)明根據(jù)工況變化將噴吹時(shí)段分為3個(gè)階段，分別為噴吹初期、噴吹中后期、以及位于噴吹初期與噴吹中后期之間的噴吹中前期，發(fā)明人通過對大量數(shù)據(jù)的分析和總結(jié)，噴吹罐裝滿時(shí)噴吹，即噴吹初期，煤難出，所以噴吹初期設(shè)定噴吹罐中部流化流量設(shè)定值為a1，隨著罐內(nèi)煤粉重量的降低，出煤難度降低，因此逐步調(diào)小中部流化流量為b1；噴吹中后期，容易出煤，再將中部流化調(diào)小至d1。

進(jìn)一步地，A1為第一固定值，這樣，一是與噴吹初期的實(shí)際工況相一致，二是噴吹初期的時(shí)間相對較短，噴吹罐體積50立方米，裝滿煤后，煤粉重量在30至33噸之間，采用定值，能夠簡化該階段的流化控制。

進(jìn)一步地，D1為第二固定值。這樣，根據(jù)煤粉的重量確定工況或噴吹時(shí)段，為分區(qū)間或分段研究找到區(qū)分點(diǎn)或區(qū)分參數(shù)。

進(jìn)一步地，a1為第三固定值，d1為第四固定值，噴吹罐裝滿時(shí)噴吹，煤難出，噴吹中后期，容易出煤，因而設(shè)定a1大于d1。

進(jìn)一步地，在相同的時(shí)間間隔內(nèi)，b1的變化率為第五固定值。

進(jìn)一步地，圖2示出了本發(fā)明的高爐煤粉噴吹過程流化控制方法的控制過程，其中，縱坐標(biāo)為噴吹罐中部流化流量設(shè)定值Q_中或者噴吹罐下部流化流量設(shè)定值Q_下，單位為Nm³/h；橫坐標(biāo)為噴吹罐內(nèi)煤粉重量W，單位t(噸)；實(shí)線表示噴吹罐下部流化流量設(shè)定值Q_下，虛線表示噴吹罐中部流化流量設(shè)定值Q_中；

如圖2所示，噴吹罐中部流化流量的具體設(shè)定公式為：

其中，Q_中——噴吹罐中部流化流量設(shè)定值，單位Nm³/h；

W——噴吹罐內(nèi)煤粉重量，單位t。

該公式為如何定量調(diào)整噴吹罐中部流化流量確定了指導(dǎo)方案。通過對經(jīng)驗(yàn)操作工的操作過程進(jìn)行分析，收集大量在噴吹效果較好時(shí)的操作數(shù)據(jù)，通過回歸擬合等方式，歸納出來Q_中和W的線性關(guān)系。

進(jìn)一步地，如圖1所示，所述高爐煤粉噴吹過程流化控制方法還包括：在噴吹罐安裝有下部流化裝置，通過所述下部流化裝置對噴吹罐下部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

所述下部流化裝置包括下部流化調(diào)節(jié)閥，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)所述下部流化調(diào)節(jié)閥對噴吹罐下部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，噴吹罐下部(下部)流化流量調(diào)節(jié)也采用PID方式自動(dòng)調(diào)節(jié)，如圖2所示，噴吹罐下部流化流量的調(diào)節(jié)分為三段式分段區(qū)別調(diào)整。這樣，能夠根據(jù)噴吹過程的參數(shù)變化，隨著工況變化而調(diào)整噴吹罐下部流化流量，為調(diào)整噴吹罐下部流化流量確定了指導(dǎo)方案。

進(jìn)一步地，噴吹罐下部流化流量的具體設(shè)定公式為：

其中，Q_下——噴吹罐下部流化流量設(shè)定值，單位Nm³/h；

W——噴吹罐內(nèi)煤粉重量，單位t。

如圖2所示，該公式中，在噴吹罐下部的噴吹中前期的流化流量的設(shè)定上(噴吹罐下部的噴吹時(shí)段也可以分為：噴吹初期、噴吹中后期、以及噴吹中前期，只是噴吹罐下部的噴吹時(shí)段與噴吹罐中部的噴吹時(shí)段有時(shí)是同步的，有時(shí)是異步的，二者不完全重合)，采用的系數(shù)2.5與噴吹罐中部流化流量的調(diào)節(jié)吹中前期的b1的變化率是相同的，這樣，一是下部和中部情況類似，二是便于計(jì)算控制，其他參數(shù)的不同則是根據(jù)下部的特殊情況進(jìn)行了區(qū)別分析歸納，該公式為如何定量調(diào)整噴吹罐下部流化流量確定了指導(dǎo)方案。

本發(fā)明中，如圖2所示，噴吹罐中部流化控制可以與噴吹罐下部流化控制同時(shí)進(jìn)行，噴吹罐中部流化控制可以與噴吹罐下部流化控制在噴吹時(shí)段上有時(shí)是同步的，有時(shí)是異步的。發(fā)明人沒有簡單的局限于噴吹罐中部流化控制與噴吹罐下部流化控制是同步的，發(fā)明人還根據(jù)噴吹罐中部流化控制與噴吹罐下部流化控制的不同狀況，確定了噴吹罐中部流化控制與噴吹罐下部流化控制的各自調(diào)整的橫坐標(biāo)以及縱坐標(biāo)(即分別確定噴吹罐中部流化控制與噴吹罐下部流化控制的重量調(diào)整點(diǎn)和流化流量設(shè)定值)，因而，能夠靈活的進(jìn)行噴吹罐整體的流化調(diào)整，提高了調(diào)整的準(zhǔn)確性。根據(jù)本發(fā)明，在自動(dòng)噴煤過程中，噴煤率穩(wěn)定，波動(dòng)最大為2t/h，平均波動(dòng)約1t/h，小時(shí)噴煤量平均誤差約0.3％。

如圖1所示，本發(fā)明的具體調(diào)整手段如下：

噴吹罐10上設(shè)有出煤閥509進(jìn)行噴煤。在噴吹罐10中部安裝有中部流化裝置，通過所述中部流化裝置對噴吹罐中部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

所述中部流化裝置包括中部流化管路501、以及控制中部流化管路501通斷的中部流化調(diào)節(jié)閥5010，中部流化調(diào)節(jié)閥5010例如為電磁閥，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)所述中部流化調(diào)節(jié)閥對噴吹罐中部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

在噴吹罐20下部安裝有下部流化裝置，通過所述下部流化裝置對噴吹罐下部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

所述下部流化裝置包括下部流化管路503、以及控制下部流化管路503通斷的下部流化調(diào)節(jié)閥5030，下部流化調(diào)節(jié)閥5030例如為電磁閥，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)所述下部流化調(diào)節(jié)閥對噴吹罐下部流化流量進(jìn)行調(diào)節(jié)；

中部流化裝置和下部流化裝置可以采用現(xiàn)有的各種成熟的流化裝置；

中部流化調(diào)節(jié)閥5010和下部流化調(diào)節(jié)閥5030，以及中部流化管路501和下部流化管路503，連接在氮?dú)夤?0與噴吹罐10之間，氮?dú)夤?0為噴吹罐10的流化提供氣體或壓力。噴吹罐10上可以設(shè)置3個(gè)稱重傳感器，分別為稱重傳感器81、稱重傳感器82、稱重傳感器83以獲得噴吹罐10中煤粉的實(shí)時(shí)重量信號稱重傳感器81，稱重傳感器82，稱重傳感器83并聯(lián)接入到稱重傳感器接線盒30上，稱重傳感器接線盒30是將三個(gè)傳感器的信號并聯(lián)起來，輸入到稱重控制器30中，解決由多個(gè)傳感器并聯(lián)組秤帶來的不平衡問題。稱重控制器30再將重量信號傳送給高爐噴煤DCS控制系統(tǒng)40，DCS控制系統(tǒng)40例如通過電路連接中部流化調(diào)節(jié)閥5010和下部流化調(diào)節(jié)閥5030，根據(jù)接收信號，調(diào)整中部流化調(diào)節(jié)閥5010和下部流化調(diào)節(jié)閥5030的開度，從而完成噴吹罐的流化控制。同時(shí)，DCS控制系統(tǒng)40還連接中部流化流量計(jì)5012和下部流化流量計(jì)5032。(中部流化流量計(jì)5012，用于檢測中部流化流量；下部流化流量計(jì)5032，用于檢測下部流化流量，以向DCS控制系統(tǒng)反饋)

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。為本發(fā)明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。