1.一種高爐高熱負荷區(qū)域操作爐型計算方法,其特征在于:
步驟一:數(shù)據(jù)準備及有效性判斷:從讀取爐頂煤氣溫度、冷卻壁水流量、冷卻水進口水溫、冷卻水出口水溫、銅冷卻壁熱電偶溫度組成一組計算樣本,并進行有效性判斷;
步驟二:高熱負荷區(qū)域剩余爐襯厚度計算:數(shù)據(jù)有效性判斷完成后,對剩余爐襯厚度進行計算,主要包括:冷卻壁熱電偶溫度最高時熱流密度的計算;高熱負荷區(qū)域剩余爐襯厚度的計算;爐襯剩余厚度修正計算;
所述的冷卻壁熱電偶溫度最高時熱流密度的計算:爐墻的平均熱流密度q為:
Q水為冷卻水帶走的熱量;Q散為爐殼散失的熱量;S為冷卻壁的熱面面積;
所述的高熱負荷區(qū)域剩余爐襯厚度的計算:
d襯為剩余爐襯厚度,T為銅冷卻壁熱電偶溫度,Tg為煤氣溫度,λ襯為剩余爐襯導熱系數(shù),R銅為熱電偶位置到冷卻壁熱面的導熱熱阻,Rf為煤氣與渣皮對流換熱熱阻;
所述的爐襯剩余厚度修正計算:在冷卻壁熱電偶溫度達到最高值時,爐墻表面的渣皮厚度應該為0,如果不為0,說明剩余爐襯厚度計算存在偏差,需要進行修正;修正公式為:
λ渣為爐渣導熱系數(shù),Tg為煤氣溫度,T水1為熱電偶標高位置處冷卻水溫度,S為冷卻壁的熱面面積,Ra為冷卻水與銅冷卻壁的對流換熱熱阻,Rb為冷卻壁體的導熱熱阻,Rc為混合層的導熱熱阻,Rd為磚襯導熱熱阻,Rf為煤氣與渣皮對流換熱熱阻;
根據(jù)計算得到的渣皮厚度判斷剩余爐襯厚度是否準確:如果|d渣|<1mm,則認為剩余爐襯厚度計算準確,保存d襯值;如果|d渣|≥1mm,則認為剩余爐襯厚度計算存在偏差,對剩余爐襯厚度公式進行修正,然后利用修正后d襯重新計算d渣,直到滿足|d渣|<1mm的判斷條件;具體步驟如下:
1)如果d渣>1mm,說明剩余爐襯厚度值d襯過薄,需要增加額外的熱阻值R額進行修正,計算公式為:
2)如果d渣<―1mm,說明剩余爐襯厚度值d襯過厚,需要減去額外的熱阻值R額進行修正,計算公式為:
步驟三:高熱負荷區(qū)域渣皮厚度的計算:當步驟二中剩余爐襯厚度計算結果達到精度要求后,將剩余爐襯厚度作為已知條件,計算渣皮厚度;
所述的渣皮厚度為選取當前的爐頂煤氣溫度、冷卻壁水流量、冷卻水進口水溫、冷卻水出口水溫、銅冷卻壁熱電偶溫度數(shù)據(jù),帶入新的渣皮厚度計算公式,進行渣皮厚度d渣求解,計算公式為:
λ渣為爐渣導熱系數(shù),q為通過爐墻的平均熱流密度,Tg為煤氣溫度,T水1為熱電偶標高位置處冷卻水溫度,S為冷卻壁的熱面面積,Ra為冷卻水與銅冷卻壁的對流換熱熱阻,Rb為冷卻壁體的導熱熱阻,Rc為混合層的導熱熱阻,Rd為磚襯導熱熱阻,Rf為煤氣與渣皮對流換熱熱阻;
如果求得的渣皮厚度d渣為負值,說明此時沒有渣皮生成,爐襯被進一步侵蝕;如果此時剩余爐襯厚度d襯>0,需要對d襯進行再次修正,計算公式為:
此時如果d襯<0,則說明爐襯已經侵蝕完全,不需再修正;
步驟四:銅冷卻壁熱面溫度的計算:
T熱為冷卻壁熱面溫度,q為通過爐墻的平均熱流密度,T為冷卻壁熱電偶溫度,d銅為熱電偶位置到冷卻壁熱面的距離,λ銅為銅冷卻壁的導熱系數(shù)。
2.如權利要求1所述的計算方法,其特征在于:所述的一組計算樣本:數(shù)據(jù)采數(shù)周期為3秒,取20個數(shù)的平均值作為1分鐘的有效數(shù)據(jù)進行存儲;并分別對爐頂煤氣溫度、冷卻壁水流量、冷卻水進口水溫、冷卻水出口水溫、銅冷卻壁熱電偶溫度值的正常值范圍進行判定,剔除異常數(shù)據(jù),組成計算樣本。