本發(fā)明涉及高爐噴煤領(lǐng)域，具體涉及能實現(xiàn)高爐一鍵式自動穩(wěn)定均勻噴煤的控制方法，即一種高爐噴煤自動控制方法。

背景技術(shù)：

噴煤是高爐的下部調(diào)劑手段之一，穩(wěn)定均勻的噴煤可促進高爐穩(wěn)定生產(chǎn)、降低焦比和優(yōu)化指標。

目前高爐噴煤系統(tǒng)通過DCS/PLC控制系統(tǒng)已基本實現(xiàn)了過程控制的自動化，在值班室可實時監(jiān)控噴吹過程的參數(shù)變化，并根據(jù)需要進行手動(或半自動)對現(xiàn)場閥門等設(shè)備進行集中操作，以實現(xiàn)對實時噴煤量的控制。但是，目前的控制方法未能實現(xiàn)全自動，在噴吹過程仍需要大量的人工干預(yù)，而且存在煤粉噴吹過程不均勻、噴煤量誤差大等問題。

部分鋼鐵企業(yè)的噴煤系統(tǒng)通過在噴煤總管增加調(diào)節(jié)閥和煤粉濃度計，實現(xiàn)了全自動控制，但是投入成本高，且因煤粉濃度計檢測精度不高或標定頻次高等缺陷，容易造成噴煤量誤差大而引起高爐生產(chǎn)不穩(wěn)定等問題。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題：在沒有安裝噴煤總管調(diào)節(jié)閥和煤粉濃度計的前提下，不能實現(xiàn)噴煤量的自動有效的調(diào)節(jié)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種高爐噴煤自動控制方法，以解決在沒有安裝噴煤總管調(diào)節(jié)閥和煤粉濃度計的前提下，不能實現(xiàn)噴煤量的自動有效的調(diào)節(jié)的問題。

為此，本發(fā)明提出一種高爐噴煤自動控制方法，所述高爐噴煤自動控制方法包括：

在高爐煤粉噴吹過程中，采用高爐煤粉噴吹過程流化控制方法，對噴吹罐內(nèi)煤粉進行流化；采用噴煤量自動調(diào)節(jié)方法，對高爐的噴煤量調(diào)節(jié)；采用實時噴煤率的監(jiān)控方法，對高爐的噴煤率進行監(jiān)控；

其中，所述噴煤量自動調(diào)節(jié)方法包括以下步驟：

步驟A：根據(jù)工況，設(shè)定噴吹罐的噴煤率和噴吹罐的罐壓；

步驟B：在設(shè)定的罐壓下，通過調(diào)補氣流量調(diào)節(jié)噴吹罐的噴煤率使噴吹罐的實際噴煤率穩(wěn)定在設(shè)定值范圍。

進一步地，所述噴吹罐的罐壓根據(jù)噴吹罐的噴煤率進行設(shè)定，并且所述噴吹罐的罐壓與噴吹罐的噴煤率的關(guān)系按如下公式設(shè)定：

其中P：罐壓設(shè)定值，單位kPa；

V設(shè)：設(shè)定的噴煤率，單位t/h；

X：修正系數(shù)，當V設(shè)-V＜0時取“+”；V設(shè)-V≥0時取“-”。

進一步地，噴煤率的調(diào)節(jié)進一步為：通過補氣調(diào)節(jié)閥進行閉環(huán)調(diào)節(jié)，補氣調(diào)節(jié)閥的開度限制在20％-45％的開度，在噴吹罐的噴吹初期，補氣調(diào)節(jié)閥按照30％開度固定不變，待噴煤率穩(wěn)定或2分鐘以后再投入自動調(diào)節(jié)。

進一步地，所述實時噴煤率的監(jiān)控方法包括：

采用ΔWi作為監(jiān)控參數(shù)，ΔWi為噴吹罐每間隔m秒間的重量差，單位為噸，ΔWi的數(shù)據(jù)每m秒滾動更新一次；

噴煤率的監(jiān)控公式為：

其中，V為噴煤率，單位t/h；K為一個監(jiān)控周期的時間，單位為秒，i為大于3小于30的自然數(shù)，K＝i×m。

進一步地，ΔWi的數(shù)據(jù)每3秒滾動更新一次，所述一個監(jiān)控周期的時間為45秒，對連續(xù)15個噴吹罐每間隔3秒間的重量差進行計算，

噴煤率的具體的監(jiān)控公式為：

其中，V為噴煤率，單位t/h；

ΔW₁，ΔW₂，ΔW₃，……ΔW₁₅分別為連續(xù)15個噴吹罐每間隔3秒間的重量差。

進一步地，所述實時噴煤率的監(jiān)控方法還包括：通過在噴吹罐上設(shè)置稱重傳感器獲得噴吹罐的重量信號，然后經(jīng)過重量變送器將所述重量信號轉(zhuǎn)換為電信號，傳至高爐噴煤DCS控制系統(tǒng)，高爐噴煤DCS控制系統(tǒng)計算噴吹罐每間隔m秒間的重量差，在所述噴吹罐上均勻設(shè)置三個并聯(lián)在所述重量變送器上的稱重傳感器以獲得所述重量信號。

進一步地，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)噴吹時段的不同而區(qū)別調(diào)整，噴吹時段分為3個階段，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，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，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，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。

9.如權(quán)利要求7所述的高爐噴煤自動控制方法，其特征在于，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。

本發(fā)明通過在設(shè)定的罐壓下，通過調(diào)補氣流量調(diào)節(jié)噴吹罐的噴煤率使噴吹罐的實際噴煤率穩(wěn)定在設(shè)定值范圍，即采用“定罐壓調(diào)補氣流量”的控制原理，滿足了噴煤量的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了噴煤量全自動調(diào)節(jié)，為穩(wěn)定生產(chǎn)提供了條件。

本發(fā)明不需要噴煤總管增加調(diào)節(jié)閥和煤粉濃度計，降低了成本，而且避免了且因煤粉濃度計檢測精度不高或標定頻次高等缺陷，避免了容易造成噴煤量誤差大而引起高爐生產(chǎn)不穩(wěn)定等問題。

進而，本發(fā)明能夠根據(jù)噴吹過程的參數(shù)變化，隨著工況變化而進行自動調(diào)節(jié)，實時調(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。本發(fā)明對噴吹時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。

進而，通過改變重量信號的采集頻率，采取ΔWi(重量差)并經(jīng)過合理的多個數(shù)據(jù)進行數(shù)學平均計算噴煤率，本發(fā)明實現(xiàn)重量變化是持續(xù)的，這樣才是真實反映罐內(nèi)重量變化情況。因而，本發(fā)明避免了因為實時重量信號采集失真所造成的噴煤率波動大，存在干擾，對控制不利的問題。

本發(fā)明最終使噴煤率波動＜2t/h，達到了噴煤量自動控制的條件，小時噴煤量誤差約0.3％，為穩(wěn)定生產(chǎn)提供了條件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的噴煤量自動調(diào)節(jié)方法的控制原理示意圖。(圖中代表比較器)；

圖2為本發(fā)明的實時噴煤率的監(jiān)控方法的工作原理示意圖；

圖3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4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。

10 噴吹罐 6 重量變送器

81 稱重傳感器 82 稱重傳感器 83 稱重傳感器

20 稱重傳感器接線盒 30 稱重控制器 40 DCS控制系統(tǒng) 50 氮氣罐

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 5032 下部流化流量計

具體實施方式

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。

本發(fā)明的高爐噴煤自動控制方法為在高爐煤粉噴吹過程中的噴煤控制方法，該控制方法包括：

采用高爐煤粉噴吹過程流化控制方法，對噴吹罐內(nèi)煤粉進行流化；采用噴煤量自動調(diào)節(jié)方法，對高爐的噴煤量調(diào)節(jié)；采用實時噴煤率的監(jiān)控方法，對高爐的噴煤率進行監(jiān)控；

上述三個方法是相互獨立的，而且上述三個方法都可以在高爐煤粉噴吹過程中對噴煤的控制起作用，在不沖突的情況下，可以疊加使用、可以同時使用、組合使用；

其中，所述噴煤量自動調(diào)節(jié)方法包括以下步驟：

步驟A：根據(jù)工況，設(shè)定噴吹罐的噴煤率和噴吹罐的罐壓；

步驟B：在設(shè)定的罐壓下，通過調(diào)補氣流量調(diào)節(jié)噴吹罐的噴煤率使噴吹罐的實際噴煤率穩(wěn)定在設(shè)定值范圍。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：噴煤過程中，高爐爐內(nèi)是有壓力的，噴煤罐至高爐距離也比較長，噴吹罐的罐壓必須大于高爐爐內(nèi)壓力，才能夠送往高爐爐內(nèi)。以往通過固定補氣流量調(diào)噴吹罐的罐壓，雖然可以調(diào)節(jié)噴煤率，但是噴煤率和噴煤量的調(diào)節(jié)效果不好；本發(fā)明改變常規(guī)做法，通過在設(shè)定的罐壓下，通過調(diào)補氣流量調(diào)節(jié)噴吹罐的噴煤率使噴吹罐的實際噴煤率穩(wěn)定在設(shè)定值范圍，即采用“定罐壓調(diào)補氣流量”的控制原理，滿足了噴煤量的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了噴煤量全自動調(diào)節(jié)。

本發(fā)明不需要噴煤總管增加調(diào)節(jié)閥和煤粉濃度計，降低了成本，而且避免了且因煤粉濃度計檢測精度不高或標定頻次高等缺陷，避免了容易造成噴煤量誤差大而引起高爐生產(chǎn)不穩(wěn)定等問題。

進一步地，所述噴吹罐的罐壓根據(jù)噴吹罐的噴煤率進行設(shè)定，并且所述噴吹罐的罐壓與噴吹罐的噴煤率的關(guān)系按如下公式設(shè)定：

其中P：罐壓設(shè)定值，單位kPa；

V_設(shè)：設(shè)定的噴煤率，單位t/h；

X：修正系數(shù)，當V_設(shè)-V＜0時取“+”；V_設(shè)-V≥0時取“-”。

當實際噴煤率與設(shè)定噴煤率偏差大于2噸，則將罐壓設(shè)定增減20kPa；當實際噴煤率與設(shè)定噴煤率偏差大于4噸，則將罐壓設(shè)定增減30kPa。

上述公式是經(jīng)過多次反復(fù)的擬合、回歸，得來的經(jīng)驗公式。發(fā)明人經(jīng)過多次試驗得到操作經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)罐壓對噴煤率的控制是粗調(diào)，補氣流量對噴煤率的控制是微調(diào)，當噴煤率波動大時，其實是已經(jīng)超出了補氣流量的調(diào)節(jié)范圍，必須適當調(diào)整罐壓以實現(xiàn)噴煤率穩(wěn)定。該公式為噴吹罐的罐壓與噴吹罐的噴煤率的關(guān)系進行了定量的確定，得以使在設(shè)定的罐壓下，通過調(diào)補氣流量調(diào)節(jié)噴吹罐的噴煤率使噴吹罐的實際噴煤率穩(wěn)定在設(shè)定值范圍。該公式設(shè)定的基礎(chǔ)是實際噴煤率與設(shè)定噴煤率偏差，根據(jù)實際噴煤率與設(shè)定噴煤率的偏差，設(shè)定噴吹罐的罐壓。進而，采用修正系數(shù)，進一步校正細化噴吹罐的罐壓，使得噴煤率在一個穩(wěn)定的關(guān)聯(lián)的噴吹罐的罐壓下，能夠滿足噴煤量的穩(wěn)定性，實現(xiàn)了噴煤量全自動調(diào)節(jié)，噴煤率波動＜2t/h，小時噴煤量誤差約0.3％，為穩(wěn)定生產(chǎn)提供了條件。

進一步地，如圖1所示，所述步驟A中，根據(jù)噴煤量設(shè)定噴吹罐的噴煤率，由噴煤量設(shè)定推算出噴煤率設(shè)定，以保證噴煤量控制的目標。

進一步地，每10分鐘調(diào)整一次噴煤率的設(shè)定值，以使得半小時噴煤量和小時噴煤量滿足高爐要求。

進一步地，根據(jù)已噴煤量與設(shè)定噴煤量的偏差，在下一個十分鐘調(diào)整噴煤率設(shè)定值進行補償。根據(jù)已噴煤量與設(shè)定噴煤量的偏差，在下一個十分鐘調(diào)整噴煤率設(shè)定值進行補償，從而確保了半小時噴煤量和小時噴煤量的穩(wěn)定性。

進一步地，如圖1所示，噴煤率的調(diào)節(jié)通過補氣調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)。也就是，定罐壓調(diào)補氣流量通過補氣調(diào)節(jié)閥進行調(diào)節(jié)，這樣，調(diào)整方便可靠，避免了噴煤總管增加調(diào)節(jié)閥和煤粉濃度計成本提高的問題。

進一步地，噴煤率的調(diào)節(jié)進一步為：通過補氣調(diào)節(jié)閥進行閉環(huán)調(diào)節(jié)，補氣調(diào)節(jié)閥的開度限制在20％-45％的開度。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：由于補氣調(diào)節(jié)閥的開度對噴煤率影響很大，而且調(diào)節(jié)時存在滯后性，經(jīng)過反復(fù)試驗，確定為：將補氣調(diào)節(jié)閥的開度限制在20％-45％的開度，不允許調(diào)節(jié)幅度過大，以保證調(diào)整的穩(wěn)定性。

進一步地，如圖1所示，根據(jù)實際噴煤率與設(shè)定噴煤率間的偏差采用PID控制方法進行調(diào)節(jié)，實際噴煤率比設(shè)定噴煤率大時，應(yīng)將補氣調(diào)節(jié)閥關(guān)??；實際噴煤率比設(shè)定噴煤率小時，應(yīng)將補氣調(diào)節(jié)閥開大。根據(jù)實際噴煤率與設(shè)定噴煤率間的偏差采用PID控制方法進行調(diào)節(jié)，使實際噴煤率穩(wěn)定在設(shè)定值范圍，實現(xiàn)均勻噴煤。在設(shè)定補氣調(diào)節(jié)閥的PID控制參數(shù)時，必須選擇反作用。

進一步地，在噴吹罐的噴吹初期，補氣調(diào)節(jié)閥按照30％開度固定不變，待噴煤率穩(wěn)定或2分鐘以后再投入自動調(diào)節(jié)。這是考慮到新罐噴吹初期噴煤量波動大的因素。這樣，對于每十分鐘補償一次的方式，本發(fā)明既能做到精確劃分不同階段，又能保證總體調(diào)整的系統(tǒng)性和穩(wěn)定性。

進一步地，如圖1所示，通過PID控制方法，自動調(diào)節(jié)補壓調(diào)節(jié)閥和泄壓閥自動調(diào)節(jié)噴吹罐的罐壓在設(shè)定值范圍內(nèi)，操作簡單方便，成本較低。

下面再介紹一下本發(fā)明的噴煤量自動調(diào)節(jié)方法的整體工作原理和過程：

如圖1所示，本發(fā)明由噴煤量設(shè)定推算出噴煤率設(shè)定，根據(jù)噴煤率的不同設(shè)定，噴吹罐罐壓設(shè)定值按照經(jīng)驗曲線進行設(shè)定，并通過自動調(diào)節(jié)補壓調(diào)節(jié)閥和泄壓閥自動調(diào)節(jié)罐壓在設(shè)定值范圍內(nèi)。噴吹罐罐壓調(diào)節(jié)不直接控制噴煤率，但是受到噴煤率偏差的影響，罐壓設(shè)定經(jīng)驗如下：

其中P-罐壓設(shè)定值，單位kPa；

V設(shè)-設(shè)定噴煤率，單位t/h；

X-修正系數(shù)，當V設(shè)-V＜0時取“+”；V設(shè)-V≥0時取“-”。

當實際噴煤率與設(shè)定噴煤率偏差大于2噸，則將罐壓設(shè)定增減20kPa；當實際噴煤率與設(shè)定噴煤率偏差大于4噸，則將罐壓設(shè)定增減30kPa。

噴煤率的調(diào)節(jié)則通過補氣調(diào)節(jié)閥進行閉環(huán)調(diào)節(jié)，根據(jù)實際噴煤率與設(shè)定噴煤率間的偏差采用PID控制方法進行調(diào)節(jié)，使實際噴煤率穩(wěn)定在設(shè)定值范圍，實現(xiàn)均勻噴煤。由于補氣調(diào)節(jié)閥的開度對噴煤率影響很大，而且調(diào)節(jié)時存在滯后性，經(jīng)過反復(fù)試驗，將補氣調(diào)節(jié)閥的開度限制在20％-45％的開度，不允許調(diào)節(jié)幅度過大。同時需要注意的是，實際噴煤率比設(shè)定噴煤大時，應(yīng)將補氣調(diào)節(jié)閥關(guān)小；實際噴煤率比設(shè)定噴煤率小時，應(yīng)將補氣調(diào)節(jié)閥開大，所以在設(shè)定補氣調(diào)節(jié)閥的PID控制參數(shù)時，必須選擇反作用。

由于新罐噴吹初期噴煤量波動大，補氣調(diào)節(jié)閥按照30％開度固定不變，待噴煤率穩(wěn)定或2分鐘以后再投入自動。

如圖1所示，為了滿足半小時噴煤量和小時噴煤量滿足高爐要求，必須在噴吹過程中對噴煤量設(shè)定進行實時補償，圖中代表比較器。本次設(shè)計采用了每十分鐘補償一次的辦法，噴吹十分鐘后，根據(jù)已噴煤量與設(shè)定噴煤量的偏差，在下一個十分鐘調(diào)整噴煤率設(shè)定值進行補償，從而確保了半小時噴煤量和小時噴煤量的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的噴煤量自動調(diào)節(jié)方法實現(xiàn)了噴煤量全自動調(diào)節(jié)，噴煤率波動＜2t/h，小時噴煤量誤差約0.3％，為穩(wěn)定生產(chǎn)提供了條件。本發(fā)明能夠克服噴煤過程人為干擾因素大、噴煤量波動大和噴吹過程不均勻的問題，而且精度高，成本降低。

進而，為了克服噴煤率計算不準確的問題，同時兼顧準確性和實時性，本發(fā)明采用實時噴煤率的監(jiān)控方法。發(fā)明人在對現(xiàn)有噴煤率的監(jiān)控方法的研究中發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有的噴煤數(shù)據(jù)監(jiān)控中，每秒鐘采集的數(shù)據(jù)，有時因為重量信號采集的原因，例如處于數(shù)據(jù)滯后或重量測量誤差，會出現(xiàn)隨著噴煤時間的增加，罐重反而會有變大的反常情況，反常的重量反饋信號會導(dǎo)致噴煤DCS控制系統(tǒng)執(zhí)行反向的控制策略，造成噴煤率波動大，控制質(zhì)量下降。為此，發(fā)明人通過改變重量信號的采集頻率，采取ΔWi(重量差)并經(jīng)過合理的多個數(shù)據(jù)進行數(shù)學平均計算噴煤率，實現(xiàn)重量變化是持續(xù)的，這樣才是真實反映罐內(nèi)重量變化情況。因而，本發(fā)明避免了因為實時重量信號采集失真所造成的噴煤率波動大，存在干擾，對控制不利的問題。

為了得到穩(wěn)定的重量變化的持續(xù)，發(fā)明人經(jīng)過進一步的作圖、擬回歸和計算機模擬，以及與高爐噴煤DCS控制系統(tǒng)的聯(lián)合耦合驗證，認識到，ΔWi(重量差)如果選擇數(shù)量偏少，控制穩(wěn)定性不夠，噴煤率波動大；選擇數(shù)量過多，控制的實時性不足。選擇15個ΔWi，是在反復(fù)試驗后獲得的最佳結(jié)果。

所述實時噴煤率的監(jiān)控方法包括：

采用ΔWi作為監(jiān)控參數(shù)，ΔWi為噴吹罐每間隔m秒間的重量差，單位為噸，ΔWi的數(shù)據(jù)每m秒滾動更新一次；

噴煤率的監(jiān)控公式為：

其中，V為噴煤率，單位t/h(噸/小時)；K為一個監(jiān)控周期的時間，單位為秒，i為大于3小于30的自然數(shù)，K＝i×m。即，

本發(fā)明采取了不同于現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)控參數(shù)，可以對重量數(shù)據(jù)進行有效過濾，避免了因為監(jiān)控或采取實時重量作為監(jiān)控參數(shù)而帶來的實時重量參數(shù)不準確所造成的噴煤率波動大，存在干擾，對控制不利的問題。

進一步地，所述一個監(jiān)控周期的時間為45秒，即K＝45秒，對連續(xù)15個噴吹罐每間隔3秒間的重量差ΔWi進行計算，

本發(fā)明噴煤率的具體的監(jiān)控公式為：

其中，V為噴煤率，單位t/h(噸/小時)；

ΔW₁，ΔW₂，ΔW₃，……ΔW₁₅分別為連續(xù)15個噴吹罐每間隔3秒間的重量差。

為了得到穩(wěn)定的重量變化的持續(xù)，發(fā)明人經(jīng)過進一步的作圖、擬回歸和計算機模擬，以及與高爐噴煤DCS控制系統(tǒng)的聯(lián)合耦合驗證，認識到，ΔWi(重量差)如果選擇數(shù)量偏少，噴吹罐重量差間隔太長，則控制穩(wěn)定性不夠，噴煤率波動大；選擇數(shù)量過多，控制的實時性不足。選擇15個ΔWi，是在反復(fù)試驗后獲得的最佳結(jié)果，最終使噴煤率波動＜2t/h，達到了噴煤量自動控制的條件，小時噴煤量誤差約0.3％。

進一步地，如圖2所示，所述實時噴煤率的監(jiān)控方法還包括：通過在噴吹罐10上設(shè)置稱重傳感器81、稱重傳感器82、稱重傳感器83獲取重量信號，經(jīng)過稱重傳感器接線盒20將重量信號傳至重量變送器6，重量變送器6將重量信號轉(zhuǎn)換為電信號，傳至高爐噴煤DCS(Distributed Control System,分散控制系統(tǒng))控制系統(tǒng)40或DCS的主機，高爐噴煤DCS控制系統(tǒng)計算噴吹罐每間隔m秒間的重量差(ΔWi)。即使發(fā)生背景技術(shù)中出現(xiàn)測量得到的某一時刻噴吹罐重量突然比原始重量增大的情況，使得相鄰的兩次稱重傳感器傳來的重量差不是正常狀態(tài)(例如ΔWi為零或者為負數(shù))，這種情況發(fā)生幾率很小，即時發(fā)生了，該時刻的ΔWi也只能在多個ΔWi(例如15個ΔWi)中起到很小的作用，這一時刻的干擾被其他多個ΔWi進行均衡優(yōu)化了，因而，此時的噴煤率仍然是有效的和準確度較高的。相比之下，由于現(xiàn)有技術(shù)的噴煤率采用某時刻的噴吹罐重量，如果該時刻的噴吹罐重量測量值出現(xiàn)異常(等于原始重量或者比原始重量增大的情況)，該時刻的噴吹罐重量的測量值與實際值則是完全的反向的誤差，DCS會執(zhí)行反向的控制策略，造成噴煤率波動大。進一步地，所述重量變送器將重量信號轉(zhuǎn)換為4-20mA信號，以便高爐噴煤DCS控制系統(tǒng)能夠順利接受。

進一步地，如圖2所示，在所述噴吹罐上均勻設(shè)置三個并聯(lián)在所述重量變送器上的稱重傳感器，分別為稱重傳感器81，稱重傳感器82，稱重傳感器83，以獲得實時的重量信號。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20上，稱重傳感器接線盒20是將三個傳感器的信號并聯(lián)起來，輸入到重量變送器6中，解決由多個傳感器并聯(lián)組秤帶來的不平衡問題。

本發(fā)明通過噴吹罐10上的稱重傳感器，經(jīng)過重量變送器6后將4-20mA信號傳至DCS控制系統(tǒng)40，并在DCS控制系統(tǒng)中以“移位寄存塊”形式設(shè)計噴煤率計算程序，每3秒鐘更新一次，將最新一組重量數(shù)據(jù)賦值給ΔW₁₅，將原ΔW₁₅的值賦值給ΔW₁₄，以此類推，直至將原ΔW₂的值賦給ΔW₁，ΔW₁的原值被剔除，以實現(xiàn)噴煤率數(shù)據(jù)的更新。

經(jīng)過多次試驗結(jié)合擬回歸以及計算機模擬驗證，確定將噴吹率計算以45秒為周期，數(shù)據(jù)每3秒滾動更新一次，獲得的噴煤率計算效果最佳，最終使噴煤率波動＜2t/h(本發(fā)明實施例采用的噴吹罐滿罐時煤粉重量30噸)，達到了噴煤量自動控制的條件，小時噴煤量誤差約0.3％，為穩(wěn)定生產(chǎn)提供了條件。

本發(fā)明可同時兼顧噴吹率的計算精度和實時性，為實現(xiàn)噴煤率的精確控制創(chuàng)造條件。

本發(fā)明在申請人廠區(qū)的3#、4#高爐噴煤投用，在自動噴煤過程中，噴煤率計算穩(wěn)定，波動最大為2t/h，平均波動約1t/h。

進而，本發(fā)明采用高爐煤粉噴吹過程流化控制方法，以解決采用手動調(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。

發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)有控制方式在控制時機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行自動調(diào)節(jié)，往往只是在噴吹罐出煤困難的時候才進行適當調(diào)節(jié)，在出煤暢通時，一般不調(diào)整流化閥門，因而煤粉濃度低，耗氣量大，達不到濃相噴煤的要求；即使在出煤不暢時進行調(diào)整，也沒有定量的調(diào)整方案，根據(jù)操作人自身的經(jīng)驗喜好進行調(diào)整，難以根據(jù)噴吹過程的參數(shù)變化，實時調(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，隨著工況變化而進行自動調(diào)節(jié)，實時調(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)工況變化將噴吹時段分為3個階段，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。

如圖3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方式自動調(diào)節(jié)，通過自動調(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)噴吹時段的不同而區(qū)別調(diào)整，噴吹時段分為3個階段，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，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，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，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)工況變化將噴吹時段分為3個階段，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。

進一步地，A1為第一固定值，這樣，一是與噴吹初期的實際工況相一致，二是噴吹初期的時間相對較短，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段，為分區(qū)間或分段研究找到區(qū)分點或區(qū)分參數(shù)。

進一步地，a1為第三固定值，d1為第四固定值，噴吹罐裝滿時噴吹，煤難出，噴吹中后期，容易出煤，因而設(shè)定a1大于d1。

進一步地，在相同的時間間隔內(nèi)，b1的變化率為第五固定值。

進一步地，圖4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；橫坐標為噴吹罐內(nèi)煤粉重量W，單位t(噸)；實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4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)驗操作工的操作過程進行分析，收集大量在噴吹效果較好時的操作數(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。

進一步地，如圖3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方式自動調(diào)節(jié)，如圖4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4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段與噴吹罐中部的噴吹時段有時是同步的，有時是異步的，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，二是便于計算控制，其他參數(shù)的不同則是根據(jù)下部的特殊情況進行了區(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4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進行，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段上有時是同步的，有時是異步的。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)整的橫坐標以及縱坐標(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)整點和流化流量設(shè)定值)，因而，能夠靈活的進行噴吹罐整體的流化調(diào)整，提高了調(diào)整的準確性。根據(jù)本發(fā)明，在自動噴煤過程中，噴煤率穩(wěn)定，波動最大為2t/h，平均波動約1t/h，小時噴煤量平均誤差約0.3％。

如圖3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，連接在氮氣罐50與噴吹罐10之間，氮氣罐50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中煤粉的實時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，DCS控制系統(tǒng)40還連接中部流化流量計5012和下部流化流量計5032。(中部流化流量計5012，用于檢測中部流化流量；下部流化流量計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)明保護的范圍。