專利名稱：高爐熱風(fēng)爐自尋優(yōu)燃燒控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高爐熱風(fēng)爐燃燒自動(dòng)控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有大中型高爐的熱風(fēng)爐一般為四座熱風(fēng)爐，采用兩燒兩送方式
工作，燒爐采用DCS (即Distributed control system,直譯為分散控制 系統(tǒng))進(jìn)行控制的，對(duì)煤氣和空氣采取雙閉環(huán)比值控制的方式進(jìn)行配 比燃燒，由操作工根據(jù)拱頂溫度的變化情況及廢氣殘氧量不定時(shí)地修 改空燃比。為了滿足高爐對(duì)高風(fēng)溫的需要。 一般采用盡量提供足夠的 焦?fàn)t煤氣或熱值較高的轉(zhuǎn)爐煤氣，采用廢氣含氧量加雙閉環(huán)比值控制 和過量氧氣系數(shù)的辦法來(lái)滿足自動(dòng)控制和高風(fēng)溫的需要。
在熱風(fēng)爐作業(yè)中要保護(hù)設(shè)備而須管理格子磚溫度分布，此外還因 使能耗最小而需在燃燒時(shí)對(duì)煤氣流量作最優(yōu)設(shè)定。前者除了保護(hù)拱頂 使不超上限溫度外，由于硅變形點(diǎn)為135(TC以下，為防止達(dá)到此溫度 時(shí)硅磚膨脹而破裂，還須在送風(fēng)末期管理這一溫度?，F(xiàn)有技術(shù)的熱風(fēng) 爐煤氣等流量自動(dòng)設(shè)定主要是按熱平衡和檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算送風(fēng)終了時(shí) 的蓄熱量，但沒有足夠精確度的殘熱推斷和溫度分布的數(shù)學(xué)模型，為 此還需手動(dòng)設(shè)定。
熱風(fēng)爐的自動(dòng)燃燒控制技術(shù)可歸納成以下方法
1、 燃燒煤氣的熱值可調(diào)根據(jù)在線熱值儀提供的高爐煤氣、CO 含量大小決定加入焦?fàn)t或轉(zhuǎn)爐煤氣的大小，可用定值法調(diào)節(jié)；或者根 據(jù)熱風(fēng)爐拱頂溫度決定焦?fàn)t或轉(zhuǎn)爐煤氣量的大小，可用隨動(dòng)法調(diào)節(jié)。
2、 廢氣煙道中裝有殘氧量測(cè)量?jī)x根據(jù)殘氧量大小調(diào)節(jié)助燃空氣 含量，使其空氣過剩系數(shù)保持在0.8%左右，用定值法加比值法調(diào)節(jié)。
在具備上述(l)、 (2)兩點(diǎn)的條件下，可根據(jù)高爐所需風(fēng)溫，計(jì)算出 助燃空氣總量，再根據(jù)熱風(fēng)爐燃燒特性，計(jì)算出強(qiáng)化燃燒期、蓄熱期、
5保溫期各階段的助燃空氣量及燃燒時(shí)間的大小，根據(jù)上述基本原理組 成熱風(fēng)爐較完善的自動(dòng)燃燒系統(tǒng)。 但上述方法不足在于
使用方法(1)無(wú)法用最經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單方法提供盡可能高溫度的熱風(fēng)。 而最經(jīng)濟(jì)科學(xué)的方法是，盡可能多的使用高爐煤氣，并且在保證高風(fēng) 溫情況下盡可能減少焦?fàn)t或轉(zhuǎn)爐煤氣的使用量。
使用方法(2)由于其使用廢氣煙道中裝有的殘氧量測(cè)量?jī)x對(duì)殘氧 量進(jìn)行閉環(huán)跟蹤調(diào)節(jié)，由于其控制輸入?yún)?shù)為已發(fā)生，因此調(diào)節(jié)反映 較慢，不利于節(jié)約能源，同時(shí)此也不能滿足最佳空燃比所要求的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高爐熱風(fēng)爐自尋優(yōu)燃燒控制方法，該 控制方法在不提高焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣用量的前提下，使用常規(guī)測(cè)量 檢測(cè)方法就能找出實(shí)時(shí)最佳空燃比，從而提高風(fēng)溫，降低能耗，延長(zhǎng) 熱風(fēng)爐的使用壽命。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種高爐熱風(fēng)爐自尋優(yōu)燃燒控制方法，包 括以下步驟
步驟l、給定一個(gè)燒爐時(shí)間和初始空燃比，從高爐熱風(fēng)爐現(xiàn)場(chǎng)儀表 中獲取熱風(fēng)爐的參數(shù)，包括拱頂溫度、廢氣溫度、煤氣流量、轉(zhuǎn)爐煤 氣流量、空氣流量；
步驟2、時(shí)間過幾秒后將空燃比、拱頂溫度、廢氣溫度、煤氣流量、 轉(zhuǎn)爐煤氣流量、空氣流量存入下一格一維內(nèi)存；
步驟3、用空燃比K代替煤氣熱值QQ，即QQ-K，用當(dāng)前廢氣溫 度減于前幾分鐘的廢氣溫度除于當(dāng)前拱頂溫度減于前幾分鐘的拱頂溫 度的值代替空氣過剩系數(shù)M，依據(jù)當(dāng)前的煤氣壓力求出煤氣熱值對(duì)拱 頂溫度影響系數(shù)K1、 K2或K3;
步驟4、依據(jù)當(dāng)前的煤氣壓力計(jì)算燒爐時(shí)間對(duì)拱頂溫度影響系數(shù) K4或K5;
步驟5、計(jì)算煤氣流量對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K6;
步驟6、將步驟3、 4、 5中計(jì)算出的K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6排成一序列，從拱頂溫度高于iio(rc開始，每當(dāng)拱頂溫度上升rc時(shí)
將這一拱頂溫度內(nèi)的K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6取均值，形成每變化 rC產(chǎn)生一組Kl、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6數(shù)組，這樣每一拱頂溫度就 有對(duì)應(yīng)一組數(shù)組，形成拱頂溫度110(TC—1399t:產(chǎn)生300組Kl、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6序列；
步驟7、每當(dāng)拱頂溫度變化rC時(shí)，計(jì)算得到K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6數(shù)組與上一輪燒爐所產(chǎn)生的序列組中拱頂溫度對(duì)應(yīng)的K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6進(jìn)行比較，從可產(chǎn)生新空燃比；
步驟8、用新空燃比最終值投入自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出 改變空氣流量或煤氣流量；這時(shí)監(jiān)測(cè)拱頂溫度一分鐘的時(shí)間，如果拱 頂溫度下降，原空燃比不變；如果拱頂溫度上升，則采用新空燃比執(zhí) 行調(diào)節(jié)；把該拱頂溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最新一組的K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6與該拱頂溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的序列表中的K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6取均 值后替代原序列中的K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6;
步驟9、不斷重復(fù)步驟1至8，從而不斷獲得合適的空燃比，使熱 風(fēng)爐具有較佳的拱頂溫度，提高了風(fēng)溫。
本發(fā)明是在不提高焦?fàn)t煤氣和轉(zhuǎn)爐煤氣用量的前提下，使用常規(guī) 測(cè)量檢測(cè)方法就能找出實(shí)時(shí)最佳空燃比。而該空燃比精度比雙閉環(huán)比 值控制的方式算出的精度都高，從而達(dá)到了提高風(fēng)溫，降低能耗，保 護(hù)環(huán)境，延長(zhǎng)熱風(fēng)爐壽命的目的。本發(fā)明的控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比， 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快。


圖1為熱風(fēng)爐平均風(fēng)溫與拱頂溫度關(guān)系圖2為本發(fā)明的熱風(fēng)爐燃燒流程圖3為本發(fā)明高爐熱風(fēng)爐自尋優(yōu)燃燒控制方法流程圖4為應(yīng)用于本發(fā)明的尋優(yōu)燃燒控制方法和原有手工控制方法的 廢氣含氧記錄曲線圖。
圖1中1線為自尋優(yōu)燃燒時(shí)煤氣與空氣空燃比隨時(shí)處于最佳狀 態(tài)，1線與下方的直線所圍成的面積與平均風(fēng)溫成正比(用自左上向右下的斜線集表示)；2線為手動(dòng)燒爐時(shí)煤氣與空氣空燃比偏離最佳狀態(tài)， 在最佳狀態(tài)附近波動(dòng)，2線與下方的直線所圍成的面積與平均風(fēng)溫成正 比(用自右上向左下的斜線集表示)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 參見圖l、圖2， 一種高爐熱風(fēng)爐自尋優(yōu)燃燒控制系統(tǒng)，是從高爐 熱風(fēng)爐現(xiàn)場(chǎng)儀表中獲取各熱風(fēng)爐的參數(shù)，包括拱頂溫度、廢氣溫度、 煤氣流量、煤氣壓力、空氣流量、閥位反饋值、轉(zhuǎn)爐煤氣流量(或富 氧流量)等參數(shù)，經(jīng)過雙路隔離器隔離后， 一路送回現(xiàn)有控制系統(tǒng)的
1/0模塊并將信號(hào)返回原計(jì)算機(jī)直接控制系統(tǒng)，作為后備用；另一路送 到熱風(fēng)爐自動(dòng)燃燒多功能控制處理器中，在多功能控制處理器中，采 用高爐熱風(fēng)爐自尋優(yōu)燃燒控制方法，經(jīng)過多功能控制處理器運(yùn)算處理 后，不斷地將運(yùn)算結(jié)果分別送給四座熱風(fēng)爐的煤氣和空氣控制閥，使 得在熱風(fēng)爐整個(gè)燒爐期間，熱風(fēng)爐的燃燒配比值隨時(shí)處于最佳狀態(tài)， 使熱風(fēng)爐具有最佳的拱頂溫度。
參見圖3， 一種高爐熱風(fēng)爐自尋優(yōu)燃燒控制方法，其步驟是
步驟1、給定一個(gè)燒爐時(shí)間和初始空燃比，從高爐熱風(fēng)爐現(xiàn)場(chǎng)儀表 中獲取各熱風(fēng)爐的參數(shù)，包括拱頂溫度、廢氣溫度、煤氣流量、轉(zhuǎn)爐 煤氣流量、空氣流量；
步驟2、時(shí)間過1秒后將空燃比、拱頂溫度、廢氣溫度、煤氣流量、 轉(zhuǎn)爐煤氣流量、空氣流量存入下一格一維內(nèi)存；
步驟3、用空燃比K代替煤氣熱值QQ，即QQ-K，用當(dāng)前廢氣溫
度減于前1分鐘的廢氣溫度除于當(dāng)前拱頂溫度減于前1分鐘的拱頂溫 度的值代替空氣過剩系數(shù)M，依據(jù)當(dāng)前的煤氣壓力代入公式(1)、 (2) 或(3)，求出煤氣熱值對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K1、 K2或K3，其中
『=Kl*gg*M*P+『"，5KPa<Pn<10KPa 公式(1) 尸
『=《2*gg，*P +『"，2KPa<P <5Kpa 公式(2) 20*乂『= W ，_￡1 + ^,
10KPa<P
公式(3)
步驟4、依據(jù)當(dāng)前的煤氣壓力代入公式(4)或(5)計(jì)算燒爐時(shí)間對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K4或K5，其中
_g*/:4"(r+r0)*g2*io
『
『=^-^——"w-,
6KPa< Pn
6KPa> Pn
公式(4)公式(5)
步驟5、計(jì)算煤氣流量對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K6，其中:
『=-+ ,
公式(6)
上式中:
W —
QQ-
M —P —
Pn —
拱頂溫度；■煤氣熱值；空氣過剩系數(shù)；煤氣壓力上限值；煤氣壓力；
Wn -開始改變空燃比的拱頂溫度起始點(diǎn)；Q-空氣流量上限值；燒爐時(shí)間；
燒完整一次熱風(fēng)爐所需時(shí)間；空氣流量；
前5分鐘瞬時(shí)煤氣流量平均值；Kl、 K2、 K3-煤氣熱值對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)；K4、 K5-燒爐時(shí)間對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)；K6 --煤氣流量對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K6;步驟6、將步驟3、 4、 5中計(jì)算出的K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6排成一序列，缺少項(xiàng)為空格；從拱頂溫度高于110(TC開始，每當(dāng)拱頂溫度上升rC時(shí)將這一拱頂溫度內(nèi)每一秒產(chǎn)生一組的Kl、 K2、 K3、K4、 K5、 K6取均值，形成每變化rC產(chǎn)生一組Kl、 K2、 K3、 K4、K5、 K6數(shù)組，這樣每一拱頂溫度就有對(duì)應(yīng)一組數(shù)組，形成拱頂溫度1100。C一1399。C產(chǎn)生300組K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6序列；(熱風(fēng)
T國(guó)-T0—QB-QA-爐正常使用在1100。C一135(TC之間)；
步驟7、每當(dāng)拱頂溫度變化rC時(shí)，計(jì)算得到K1、 K2、 K3、 K4、K5、 K6數(shù)組與上一輪燒爐產(chǎn)生的序列組中拱頂溫度對(duì)應(yīng)的K1、 K2、K3、 K4、 K5、 K6進(jìn)行比較，根據(jù)下列1)、 2)、 3)計(jì)算法即可產(chǎn)生新空燃比，其中-
1) 、新空燃比初始值K(n+l)=K(n)+(Ki(n+l)-Ki(n))*0.083其中K(n)為正在參與控制的空燃比；
K(n+1)為新空燃比初始值；
Kl、 K2或K3看當(dāng)前的煤氣壓力而定；
Ki(n+l)為最新Ki， Ki(n)為序列組中的Ki， i=l、 2或3;
2) 、當(dāng)K4或K5比序列組中的K4或K5大時(shí)，新空燃比中間值K(m+l)=K(n+l)+0.02，當(dāng)K4或K5比序列組中的K4或K5小時(shí)，新空燃比中間值K(m+l)=K(n+l)-0.015;
3) 、當(dāng)K6比序列組中的K6大時(shí)，新空燃比最終值K(t+l)=K(m+l)+0.03，當(dāng)K6比序列組中的K6小時(shí)，新空燃比最終值K(t+l)=K(m+l)-0.02;
步驟8、用最終新空燃比投入自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出改變空氣流量或煤氣流量；這時(shí)監(jiān)測(cè)拱頂溫度一分鐘的時(shí)間，如果拱頂溫度下降，原空燃比不變；如果拱頂溫度上升，則采用新空燃比執(zhí)行調(diào)節(jié)；把該拱頂溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最新一組的K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6與該拱頂溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的序列表中的K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6取均值后替代原序列中的K1、 K2、 K3、 K4、 K5、 K6;
步驟9、不斷重復(fù)步驟1至8，從而不斷獲得合適的空燃比，新空燃比接近最佳空燃比，使熱風(fēng)爐具有較佳的拱頂溫度，比人工燒爐提
局了風(fēng)溫。
當(dāng)熱風(fēng)爐已燒爐時(shí)間(T) 1800S，燒完整一次熱風(fēng)爐所需時(shí)間(To)5400S，當(dāng)前拱頂溫度(W)為1210°C，前1分鐘的拱頂溫度為1209°C，拱頂溫度起始點(diǎn)(Wn)為1100°C，煤氣壓力(Pn) 8.18 KPa，煤氣壓力上限值(P) 10KPa，當(dāng)前廢氣溫度213.6。C，前1分鐘的廢氣溫度210.rC，前5分鐘瞬時(shí)煤氣流量平均值(QA) 1830mVmin ，空氣流量(QB) 800m3/min，空氣流量上限值(Q) 1800mVmin，正在參加控制的空燃比K為0.513時(shí)(此值不斷被按以下方法計(jì)算產(chǎn)生出的新空燃比所取代)，計(jì)算K1、 K4、 K6的一組數(shù)據(jù)。上一輪產(chǎn)生的Kl.K4.K6序列表如表1所示表1
拱頂溫度K1K4K6
121048.2110.13170.011321
1、計(jì)算煤氣^Ht對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)Kl根據(jù)煤氣壓力(Pn) 8.18 KPa，選用公式(1)，艮口
『= ^ m 、『" 5KPa<Pn<10KPa
戶
其中拱頂溫度W=1210°C，拱頂溫度起始點(diǎn)Wn=1100°C，空燃比K等于煤氣熱值QQ， QQ=K=0.513,煤氣壓力上限值P-10Kpa，煤氣壓力Pn-8.18Kpa，空氣過剩系數(shù)M= (213.6。C畫210.rC) / (1210°C-1209。C) =3.5，則Kl- (1210-1100) *8.18/(0.513*3.5*10)=50.114。
煤氣熱值對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K1或K2、 K3的物理意義為在現(xiàn)時(shí)刻現(xiàn)工況下每當(dāng)空燃比改變l時(shí)，拱頂溫度會(huì)改變50.114。C。(空燃比正常范圍0.40 0.90， 一般改變量大小為0.02—次，大約會(huì)改變拱頂
溫度rc)
2、計(jì)算燒爐時(shí)間對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K5根據(jù)煤氣壓力(Pn) 8.18 KPa，選用公式(4)，艮口
其中拱頂溫度W=1210°C，拱頂溫度起始點(diǎn)Wn=1100°C，空燃比K等于煤氣熱值QQ， QQ=K=0.513，熱風(fēng)爐已燒爐時(shí)間T=1800S，空氣流量QB=800m3/min，煤氣壓力Pn =8.18Kpa，燒完整一次熱風(fēng)爐所需時(shí)間T『5400S，空氣流量上限值Q-1800mVmin，貝U:
K4=(1210-1100)*800/(1800*(1800+5400)1/2*0.513*10)=0.1123
iiK4或K5的物理意義為現(xiàn)時(shí)刻現(xiàn)工況下每當(dāng)燒爐時(shí)間改變一秒時(shí)，拱頂溫度會(huì)改變0.1123'C。
3、計(jì)算煤氣流量對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K6
根據(jù)公式(4)，艮卩『=-^^ +『"
其中拱頂溫度W=1210°C，拱頂溫度起始點(diǎn)Wn=1100°C，前5分鐘瞬時(shí)煤氣流量平均值QA=1830m3/min，空氣過剩系數(shù)M= (213.6°C-210.rC) / (1210°C-1209°C) =3.5，則:
K6= (1210—1100) *3.5/ (42.77*1000) =0.0090016K6其物理意義為現(xiàn)時(shí)刻現(xiàn)工況下每當(dāng)煤氣流量變化1 m3/min時(shí)。拱頂溫度會(huì)改變0.0090016°C。
將K1、 K4、 K6值歸納為表2，表2
拱頂溫度K1K4K6
121050.1140.11230.009016
4、 根據(jù)下列計(jì)算法產(chǎn)生新空燃比
計(jì)算Kl對(duì)新空燃比K的影響新空燃比初始值
K=0.513+(50.114-48.211)*0.083-0.513+0.1579=0.6709
計(jì)算K4對(duì)新空燃比K的影響
新空燃比中間值K=0.6709-0.015=0.6559計(jì)算K6對(duì)新空燃比K的影響
新空燃比最終值K=0.6559-0.02=0.6359
5、 用算出的新空燃比0.6359替代原空燃比0.513投入控制系統(tǒng)。
若時(shí)間過l分鐘，當(dāng)拱頂溫度上升時(shí)，保持新空燃比0.6359不變，更新序列表，新的序列表如表3所示，該序列表是表1和表2中的Kl、K4、 K6取均值；
表3
拱頂溫度K1K4K6
121049.16250.1220.010168
12若時(shí)間過1分鐘，當(dāng)拱頂溫度下降時(shí)，改回原空燃比0.513，序列表也不更新，維持原序列表l。
參見圖4，圖4為應(yīng)用于本發(fā)明的尋優(yōu)燃燒控制方法和原有手工控制方法的廢氣含氧記錄曲線圖，在不提高煤氣發(fā)熱值的前提下，采用本發(fā)明的控制方法后廢氣含氧量的相對(duì)誤差明顯減小；參見圖1的線1和線2，采用本發(fā)明的控制方法后拱頂溫度得到有效提高。
本發(fā)明的控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快。本發(fā)明的控制方法提高了風(fēng)溫，降低能耗，保護(hù)環(huán)境，延長(zhǎng)了熱風(fēng)爐的使用壽命。
權(quán)利要求
1、一種高爐熱風(fēng)爐自尋優(yōu)燃燒控制方法，其特征是包括以下步驟步驟1、給定一個(gè)燒爐時(shí)間和初始空燃比，從高爐熱風(fēng)爐現(xiàn)場(chǎng)儀表中獲取熱風(fēng)爐的參數(shù)，包括拱頂溫度、廢氣溫度、煤氣流量、轉(zhuǎn)爐煤氣流量、空氣流量；步驟2、時(shí)間過幾秒后將空燃比、拱頂溫度、廢氣溫度、煤氣流量、轉(zhuǎn)爐煤氣流量、空氣流量存入下一格一維內(nèi)存；步驟3、用空燃比K代替煤氣熱值QQ，即QQ＝K，用當(dāng)前廢氣溫度減于前幾分鐘的廢氣溫度除于當(dāng)前拱頂溫度減于前幾分鐘的拱頂溫度的值代替空氣過剩系數(shù)M，依據(jù)當(dāng)前的煤氣壓力代入公式(1)、(2)或(3)，求出煤氣熱值對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K1、K2或K3，其中<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>W</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>K</mi><mn>1</mn><mo>*</mo><mi>QQ</mi><mo>*</mo><mi>M</mi><mo>*</mo><mi>P</mi> </mrow> <msub><mi>P</mi><mi>n</mi> </msub></mfrac><mo>+</mo><mi>Wn</mi><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2008102007310002C1.tif" wi="47" he="10" top= "120" left = "32" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>5KPa＜Pn＜10KPa 公式(1)<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>W</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>K</mi><mn>2</mn><mo>*</mo><mi>QQ</mi><mo>*</mo><msup> <mi>M</mi> <mn>3</mn></msup><mo>*</mo><mi>P</mi> </mrow> <mrow><mn>20</mn><mo>*</mo><msqrt> <msub><mi>P</mi><mi>n</mi> </msub></msqrt> </mrow></mfrac><mo>+</mo><mi>Wn</mi><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0002" file="A2008102007310002C2.tif" wi="51" he="11" top= "134" left = "32" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>2KPa＜Pn＜5KPa 公式(2)<maths id="math0003" num="0003" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>W</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>K</mi><mn>3</mn><mo>*</mo><mi>QQ</mi><mo>*</mo><msup> <mi>M</mi> <mn>2</mn></msup><mo>*</mo><mi>P</mi> </mrow> <mrow><mn>10</mn><mo>*</mo><msqrt> <msub><mi>P</mi><mi>n</mi> </msub></msqrt> </mrow></mfrac><mo>+</mo><mi>Wn</mi><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0003" file="A2008102007310002C3.tif" wi="51" he="11" top= "150" left = "33" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>10KPa＜Pn 公式(3)步驟4、依據(jù)當(dāng)前的煤氣壓力代入公式(4)或(5)計(jì)算燒爐時(shí)間對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K4或K5，其中<maths id="math0004" num="0004" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>W</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>Q</mi><mo>*</mo><mi>K</mi><mn>4</mn><mo>*</mo><msqrt> <mrow><mo>(</mo><mi>T</mi><mo>+</mo><msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn></msub><mo>)</mo> </mrow></msqrt><mo>*</mo><mi>QQ</mi><mo>*</mo><mn>10</mn> </mrow> <mi>QB</mi></mfrac><mo>+</mo><mi>Wn</mi><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0004" file="A2008102007310002C4.tif" wi="66" he="11" top= "182" left = "33" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>6KPa＜Pn公式(4)<maths id="math0005" num="0005" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>W</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>Q</mi><mo>*</mo><mi>K</mi><mn>5</mn><mo>*</mo><msqrt> <mrow><mo>(</mo><mi>T</mi><mo>+</mo><msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn></msub><mo>)</mo> </mrow> <mo>*</mo> <mi>QQ</mi></msqrt><mo>*</mo><mn>6.67</mn> </mrow> <mi>QB</mi></mfrac><mo>+</mo><mi>Wn</mi><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0005" file="A2008102007310002C5.tif" wi="70" he="11" top= "197" left = "33" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>6KPa＞Pn公式(5)步驟5、計(jì)算煤氣流量對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K6，其中<maths id="math0006" num="0006" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>W</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mn>1000</mn><mo>*</mo><mi>K</mi><mn>6</mn><mo>*</mo><msqrt> <mi>QA</mi></msqrt> </mrow> <mi>M</mi></mfrac><mo>+</mo><mi>Wn</mi> </mrow>]]></math> id="icf0006" file="A2008102007310002C6.tif" wi="46" he="10" top= "220" left = "33" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>公式(6)上式中W--拱頂溫度；QQ--煤氣熱值；M--空氣過剩系數(shù)；P--煤氣壓力上限值；Pn--煤氣壓力；Wn--開始改變空燃比的拱頂溫度起始點(diǎn)；Q--空氣流量上限值；T--燒爐時(shí)間；T0--燒完整一次熱風(fēng)爐所需時(shí)間；QB--空氣流量；QA--前5分鐘瞬時(shí)煤氣流量平均值；K1、K2、K3--煤氣熱值對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)；K4、K5--燒爐時(shí)間對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)；K6--煤氣流量對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)K6；步驟6、將步驟3、4、5中計(jì)算出的K1、K2、K3、K4、K5、K6排成一序列，缺少項(xiàng)為空格；從拱頂溫度高于1100℃開始，每當(dāng)拱頂溫度上升1℃時(shí)將這一拱頂溫度內(nèi)的K1、K2、K3、K4、K5、K6取均值，形成每變化1℃產(chǎn)生一組K1、K2、K3、K4、K5、K6數(shù)組，這樣每一拱頂溫度就有對(duì)應(yīng)一組數(shù)組，形成拱頂溫度1100℃-1399℃產(chǎn)生300組K1、K2、K3、K4、K5、K6序列；步驟7、每當(dāng)拱頂溫度變化1℃時(shí)，計(jì)算得到K1、K2、K3、K4、K5、K6數(shù)組與上一輪燒爐所產(chǎn)生的序列組中拱頂溫度對(duì)應(yīng)的K1、K2、K3、K4、K5、K6進(jìn)行比較，根據(jù)下列1)、2)、3)計(jì)算法即可產(chǎn)生新空燃比，其中1)、新空燃比初始值K(n+1)＝K(n)+(Ki(n+1)-Ki(n))*0.083其中K(n)為正在參與控制的空燃比；K(n+1)為新空燃比初始值；K1、K2或K3看當(dāng)前的煤氣壓力而定；Ki(n+1)為最新Ki，Ki(n)為序列組中的Ki，i＝1、2或3；2)、當(dāng)K4或K5比序列組中的K4或K5大時(shí)，新空燃比中間值K(m+1)＝K(n+1)+0.02，當(dāng)K4或K5比序列組中的K4或K5小時(shí)，新空燃比中間值K(m+1)＝K(n+1)-0.015；3)、當(dāng)K6比序列組中的K6大時(shí)，新空燃比最終值K(t+1)＝K(m+1)+0.03，當(dāng)K6比序列組中的K6小時(shí)，新空燃比最終值K(t+1)＝K(m+1)-0.02；步驟8、用新空燃比最終值投入自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出改變空氣流量或煤氣流量；這時(shí)監(jiān)測(cè)拱頂溫度一分鐘的時(shí)間，如果拱頂溫度下降，原空燃比不變；如果拱頂溫度上升，則采用新空燃比執(zhí)行調(diào)節(jié)；把該拱頂溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最新一組的K1、K2、K3、K4、K5、K6與該拱頂溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的序列表中的K1、K2、K3、K4、K5、K6取均值后替代原序列中的K1、K2、K3、K4、K5、K6；步驟9、不斷重復(fù)步驟1至8，從而不斷獲得合適的空燃比，使熱風(fēng)爐具有較佳的拱頂溫度，提高了風(fēng)溫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐熱風(fēng)爐自尋優(yōu)燃燒控制方法，其特 征是在步驟2中所述的時(shí)間為過1秒種后將熱風(fēng)爐的參數(shù)存入下一 格一維內(nèi)存。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高爐熱風(fēng)爐自尋優(yōu)燃燒控制方法，其特 征是在步驟3中所述的前幾分鐘時(shí)間為前1分鐘時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及高爐熱風(fēng)爐燃燒自動(dòng)控制技術(shù)。一種高爐熱風(fēng)爐自尋優(yōu)燃燒控制方法，是通過用空燃比K代替煤氣熱值，用當(dāng)前廢氣溫度減于前幾分鐘的廢氣溫度除于當(dāng)前拱頂溫度減于前幾分鐘的拱頂溫度的值代替空氣過剩系數(shù)，并依據(jù)當(dāng)前的煤氣壓力計(jì)算出煤氣熱值對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)、燒爐時(shí)間對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)和煤氣流量對(duì)拱頂溫度影響系數(shù)，將計(jì)算出的系數(shù)排成一序列；從拱頂溫度高于1100℃開始，每當(dāng)拱頂溫度上升1℃時(shí)將這一拱頂溫度內(nèi)的系數(shù)取均值，形成每變化1℃產(chǎn)生一組系數(shù)的數(shù)組；每當(dāng)拱頂溫度變化1℃時(shí)，計(jì)算得到系數(shù)數(shù)組與上一輪燒爐所產(chǎn)生的序列組中拱頂溫度對(duì)應(yīng)的數(shù)組進(jìn)行比較，從而計(jì)算出新空燃比。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度快。
文檔編號(hào)F23N1/02GK101684944SQ20081020073
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者濱 儲(chǔ), 唐培華, 張惠福, 健 趙, 顧繼雄, 樑 黃 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司