專利名稱：一種高爐內(nèi)熱富余量的測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爐內(nèi)熱富余量的測定方法，該方法通過建立數(shù)學(xué)模型，基于實際生產(chǎn)入爐的各項生產(chǎn)操作參數(shù)，實時在線測定高爐爐內(nèi)熱富余量值。
背景技術(shù)：
在已經(jīng)公開的中國專利申請?zhí)枮?3108671.X、專利名稱為人工智能高爐冶煉專家系統(tǒng)方法的專利文獻(xiàn)中，公開了一種人工智能高爐冶煉專家系統(tǒng)方法，該方法雖然部分涉及到對高爐熱狀態(tài)的判定，但是其僅粗略的給出對高爐熱狀態(tài)判定的輪廓，至于模型方法、參數(shù)選擇都未公開，并且該專利僅僅注重于用爐溫來表征熱狀態(tài)繼而判斷爐溫的變化，即僅僅考慮高爐爐熱的強度狀態(tài)而未涉及容量狀態(tài)，對于表征高爐爐熱狀態(tài)亦不夠全面
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高爐內(nèi)熱富余量的測定方法，該方法通過建立數(shù)學(xué)模型來全面解析高爐冶煉過程中物質(zhì)流和能量流的運動狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對高爐爐內(nèi)熱富余量的測定。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高爐內(nèi)熱富余量的測定方法，其包括以下步驟I)、建立不同參數(shù)下模型的時間序列，計算爐內(nèi)爐料下落至風(fēng)口的運動時間h、爐內(nèi)渣鐵運動時間t4、爐內(nèi)噴煤運動時間t3 ；11)、爐內(nèi)爐料下落至風(fēng)口的運動時間&a)、風(fēng)口以上高爐工作容積V
權(quán)利要求
1.一種高爐內(nèi)熱富余量的測定方法，其特征在于包括以下步驟 1)、建立不同參數(shù)下模型的時間序列，計算爐內(nèi)爐料下落至風(fēng)口的運動時間ti、爐內(nèi)渣鐵運動時間t4、爐內(nèi)噴煤運動時間t3; 11)、爐內(nèi)爐料下落至風(fēng)口的運動時間 a)、風(fēng)口以上高爐工作容積V V= V^-^(D2-H + d2-h)(I) 式中， VaS高爐有效容積，單位為m3; D為爐缸直徑,單位為m ； H為鐵口中心線至風(fēng)口中心線的距離，單位為m ; d為爐喉直徑，單位為m ； h為高爐料線，單位為m。
b)、爐內(nèi)爐料下落至風(fēng)口的運動時間ht\ =----60 (2) Viik n 式中， V為風(fēng)口以上高爐工作容積，單位為Hl3 ; ￥#為每批料的體積,單位為m3 ； VM0 McVtik =— + —(3)Po Pc 式中， M0為每批礦石的質(zhì)量，單位為kg ； P。為礦石的堆密度，單位為kg/m3 ； Mc為每批焦炭的質(zhì)量，單位為kg ； P。為礦石的堆密度，單位為kg/m3 ； n為每小時裝料批數(shù)，單位為批/h ； 12)、爐內(nèi)渣鐵運動時間t4，公式如下U=tx-—(4)Ht 式中， H為鐵口中心線至風(fēng)口中心線的距離，單位為m ; Ht為鐵口中心線至料線的距離，單位為m ； 13)、爐內(nèi)噴煤運動時間t3，公式如下^3=-(5) a 2)、測定高爐現(xiàn)場的鼓風(fēng)流量、富氧流量、鼓風(fēng)溫度、爐頂煤氣成分及利用率各參數(shù)數(shù)值； 3)、根據(jù)高爐全爐物料守恒和能量守恒原則，建立風(fēng)口回旋區(qū)熱平衡方程和風(fēng)口燃燒帶熱平衡方程來求解爐熱指數(shù)T。和理論火焰燃燒溫度Tf。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐內(nèi)熱富余量的測定方法，其特征在于所述風(fēng)口回旋區(qū)熱平衡方程具體為 21)、煤粉中H2的燃燒方程如下，其反應(yīng)量為a，單位為kmol 2H2((Coal, Tcoal))+O2 ((Blast, Tmb)) — 2H20((Blast, Tmb)) 22)、煤粉中C的燃燒方程如下，其反應(yīng)量為b，單位為kmol 2C((Coal, Tcoal))+O2((Blast, Tmb)) — 2C0((Blast, Tmb)) 23)、煤粉燃燒產(chǎn)生的CO升溫進(jìn)入爐腹煤氣的方程如下，其反應(yīng)量為b，單位為kmol 2C0( (Blast，Tmb)) — 2C0 ((煤氣，Tf)) 24)、焦炭中的C燃燒方程如下，其反應(yīng)量為C，單位為kmol 2C((Coke，Tc))+O2 ((Blast, Tmb)) — 2C0((煤氣，Tf)) 25)、焦炭中的C與水反應(yīng)方程如下，其反應(yīng)量為d，單位為kmol C((Coke, Tc)) +H2O((Blast, T腿))一CO((煤氣，Tf)) +H2 ((煤氣，Tf)) 26)、送風(fēng)中的N2升溫進(jìn)入煤氣方程如下，其反應(yīng)量為n，單位為kmol N2 ((Blast, T腿))一N2 ((煤氣，Tf)) 27)、煤粉分解反應(yīng)方程如下，其反應(yīng)量為e，單位為kmol Coal ((Coal, Tcoal)) — C ((Coal, Tcoal)) + H20((Coal, Tcoal)) +H 2 ((Coal, Tcoai)) + N2 ((Coal, Tcoai)) + O2 ((Coal, Tcoai)) + AiiyCoal, Tcoai)) 其中用雙括號寫的X((Y，Z))表示物質(zhì)X以溫度Z存在與Y中；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高爐內(nèi)熱富余量的測定方法，其特征在于所述風(fēng)口燃燒帶各反應(yīng)的反應(yīng)量a、b、C、d、n、e的計算公式如下
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐內(nèi)熱富余量的測定方法，其特征在于所述風(fēng)口燃燒帶熱平衡方程具體為
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高爐內(nèi)熱富余量的測定方法，該方法通過建立數(shù)學(xué)模型，計算爐內(nèi)爐料下落至風(fēng)口的運動時間t1、爐內(nèi)渣鐵運動時間t4、爐內(nèi)噴煤運動時間t3和高爐現(xiàn)場的鼓風(fēng)流量、富氧流量、鼓風(fēng)溫度、爐頂煤氣成分及利用率各參數(shù)數(shù)值；然后根據(jù)高爐全爐物料守恒和能量守恒原則，建立風(fēng)口回旋區(qū)熱平衡方程和風(fēng)口燃燒帶熱平衡方程來求解爐熱指數(shù)TC和理論火焰燃燒溫度Tf。從而全面解析高爐冶煉過程中物質(zhì)流和能量流的運動狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)對高爐爐內(nèi)熱富余量的測定。
文檔編號G01K17/00GK102759419SQ201110108358
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者劉振均, 吳婕, 姜偉忠, 寇明銀, 張文亮, 徐健, 陳永明, 陶衛(wèi)忠 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司