CN107014205B - 一种烧结点火炉温度自动控制节能方法 - Google Patents
一种烧结点火炉温度自动控制节能方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种烧结点火炉温度自动控制节能方法，属于烧结点火炉自动控制燃烧技术领域，具体涉及一种基于点火炉温差变化、温差变化率、烧结机机速变化和目标温度自动调节煤气、空气阀位的方法，本发明采用控制煤气和空气的阀位的方式实现点火炉温度自动控制、烧结机停机煤气自动关闭控制、烧结机开机自动点火控制。本发明方法的实施，大幅提高了点火炉温度自动控制水平，保证了点火炉温度的稳定和烧结矿质量，避免异常空燃比造成的危险情况的发生，减少了生产过程煤气的消耗。
Description
技术领域
本发明属于烧结点火炉自动控制燃烧技术领域，特别提供了点火炉温度自动控制方法。
背景技术
长期以来，烧结点火炉温度自动控制一直是个难题困扰着钢铁企业。因为烧结点火炉温度的合理控制不仅是保证烧结矿烧结质量的前提，而且在节能减排的大背景下，能够明显减少烧结过程的煤气消耗，减少由于非完全燃烧造成的污染气体的排放。因此本发明的提出和实施将为烧结生产过程和整个钢铁厂的能源结构调整提供很好地指导，对企业降本增效提供实质性的帮助。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于点火炉温差变化、温差变化率、烧结机机速变化和目标温度自动调节煤气、空气阀位的方法，实现点火炉温度自动控制、烧结机停机煤气自动关闭控制、烧结机开机自动点火控制。
一种烧结点火炉温度自动控制节能方法，操作步骤如下：
步骤一：控制参数的设定：***运行前需要对必要的控制参数进行设定，主要包括：
温差死区为D，按照不同烧结机点火炉温度的控制精度，温差在死区D内，模型不调节，取值范围5-10℃；温度允许最大偏差为De，表明温度偏差过大，模型不调节，取值范围100-120℃；机速V0，用于判别烧结机是否处于停机状态的最小速度设定值；计算周期为T：模型投运后的调节周期，取值范围100-200S；加权数K1，用于流量增量F1的计算，表示的是温度偏差战最终流量增量的比例，取值范围0-1；开机煤气阀位为W0，烧结机启动时给定的初始煤气阀位值；系数K2，用于流量增量F2的计算，表示机速变化引起的流量增量比例，取值范围50-150；设定空燃比为C，用于计算空气量的条件，取值范围5.8-6.2；关机时的空气流量值为Fa0；煤气、空气阀位补偿量△W，周期内煤气、空气阀位补偿量，取值范围2％-4％；周期T内煤气、空气阀位补偿量△W的判断时间为m，取值范围10-30S；周期内温度偏差过大值为△e，在调整周期内，温度偏差在可调De范围内，大于该值时，且距离本周起结束时间大于时间m，执行一次煤气、空气阀位补偿量△W，取值范围20-30℃；周期内执行煤气、空气阀位补偿量△W判断并计算温度偏差变化率的时间为Ce，取值范围20-30S。系数K3，用于阀位增量W1计算的参数，取值范围0-1；煤气、空气阀位增量限定值为W，每次煤气、空气阀开度调整量的最大值，取值范围1％-3％。
步骤二：烧结机开、停机状态的判断：设定完必要的参数后，需要对烧结机目前状态进行判断：
开机状态：烧结机机速V>V0，说明烧结机处于开机状态。如果烧结机正在开机启动，则将公共参数中的开机煤气阀位W0赋值给煤气阀位Wg；空气量直接读取实时的空气流量或阀位；如果烧结机处在正常生产状态，则直接读取实时空气量、煤气量或空气阀位、煤气阀位，进行步骤三的操作。
停机状态：烧结机机速V≤V0，说明烧结机处于停机或正在停机的状态。将0赋值给煤气阀位Wg，如果空气流量Fa<Fa0，则令Fa＝Fa0；如果空气流量Fa>＝Fa0，则保持当前的空气流量Fa不变。
步骤三：点火炉温度自动控制：
煤气阀位Wg＝Wg0+W1+W2；
空气阀位值Wa＝Wa0+W1+W2。
Wg0、Wa0分别为煤气和空气阀位初始值，是上一周期计算的煤气、空气阀位；W1是根据各参数和温度偏差e和温度变化率ec计算得来的阀门调整量，周期T进行判断是否需要调整煤气阀门，即W1＝K3*(K1*e+(1-K1)*ec)。如果W1>W，则W1＝W；如果W1<-W，则W1＝-W。如果当前时间距本周期调整结束时间间隔大于m秒、当前时间前Ce秒的温度与当前时间温度的偏差变化率与本周期温度变化率同向，且温度偏差大于偏差过大值△e，则在本周期内还应给煤气、空气阀门加个补偿量△W，即Wg0＝Wg0+△W，Wa0＝Wa0+△W。W2是根据机速变化率EC和参数计算得来的调整量，如果在本周期内烧结机机速变化，需要计算调整量W2，即W2＝EC*K2*K3。实际空燃比C1＝当前空气值/当前煤气值。调整分类情况如下：
烧结机机速v>v0且D≤|e|≤De时：
C-1≤C1≤C+1，则Wg＝Wg0+W1+W2，Wa＝Wa0+W1+W2；
C1≤C-1且W1<0或W2<0，则Wg＝Wg0+W1+W2，Wa＝Wa0；
C+1≤C1且W1>0或W2>0，则Wg＝Wg0+W1+W2，Wa＝Wa0。
烧结机机速V>V0且|e|﹤D时：W1＝0，则Wg＝Wg0+W2，Wa＝Wa0+W2。
烧结机机速V>V0且|e|>De时：W1＝0，则Wg＝Wg0+W2，Wa＝Wa0+W2。
本发明方法的实施，大幅提高了点火炉温度自动控制水平，保证了点火炉温度的稳定和烧结矿质量，避免异常空燃比造成的危险情况的发生，减少了生产过程煤气的消耗。
附图说明
图1为本发明所述的烧结点火节能自动控制方法流程图。
图2为本发明所述的点火炉温度自动控制流程图。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更加明显易懂，以下结合附图和具体实例对本发明作进一步详细说明：
所述的一种烧结点火炉温度自动控制节能方法，操作步骤如下：
步骤一：控制参数设定：
温差死区为D，按照不同烧结机点火炉温度的控制精度，温差在死区D内，模型不调节，取值10℃；温度允许最大偏差为De，表明温度偏差过大，模型不调节，取值120℃；机速V0，用于判别烧结机是否处于停机状态的最小速度设定值，0.3m/s；周期为T：模型投运后的调节周期，取值120S；加权数K1，用于流量增量F1的计算，表示的是温度偏差占最终流量增量的比例，取值0.4；开机煤气阀位为W0，烧结机启动时给定的初始煤气阀位值，30％；系数K2，用于流量增量F2的计算，表示机速变化引起的流量增量比例，取值100；设定空燃比为C，用于计算空气量的条件，取值6；关机时的空气流量值为Fa0，10000Nm3/h；
煤气、空气阀位补偿量△W，周期内煤气、空气阀位补偿量，取值3％；周期T内煤气、空气阀位补偿量△W的判断时间为m，取值25S；周期内温度偏差过大值为△e，在调整周期内，温度偏差在可调De范围内，大于该值时，且距离本周起结束时间大于时间m，执行一次煤气、空气阀位补偿量△W，取值20℃；周期内执行煤气、空气阀位补偿量△W判断并计算温度偏差变化率的时间为Ce，取值25S。系数K3，用于阀位增量W1计算的参数，取值0.1；煤气、空气阀位增量限定值为W，每次煤气、空气阀开度调整量的最大值，取值2.5％。
步骤二：控制参数设定完后，需要对烧结机目前状态进行判断：
开机状态：烧结机机速V>0.3m/s，说明烧结机处于开机状态。如果烧结机正在开机启动，则将煤气阀位开到30％；空气量直接读取实时的空气流量或阀位；如果烧结机处在正常生产状态，则直接读取实时空气量、煤气量或空气阀位、煤气阀位，进行步骤三的操作。
停机状态：烧结机机速V≤0.3m/s，说明烧结机处于停机或正在停机的状态。将煤气阀位全关，如果空气流量Fa<10000Nm3/h，则令Fa＝10000Nm3/h；如果空气流量Fa>＝10000Nm3/h，则保持当前的空气流量Fa不变。
步骤三：点火炉温度自动控制：
图2为本发明所述的点火炉温度自动控制流程图。
煤气阀位值Wg＝Wg0+W1+W2；
空气阀位值Wa＝Wa0+W1+W2。
Wg0、Wa0分别为煤气和空气阀位初始值，是上一周期计算的煤气、空气阀位；W1是根据各参数和温度偏差e和温度变化率ec计算得来的阀门调整量，以周期120S进行判断是否需要调整煤气阀门，即W1＝K3*(K1*e+(1-K1)*ec)。如果W1>2.5％，则W1＝2.5％；如果W1<-2.5％，则W1＝-2.5％。如果当前时间距本周期调整结束时间间隔大于20S、当前时间前25S的温度与当前时间温度的偏差变化率与本周期温度变化率同向，且温度偏差大于偏差过大值25℃，则在本周期内还应给煤气、空气阀门加个补偿量3％，即Wg0＝Wg0+3％，Wa0＝Wa0+3％。W2是根据机速变化率EC和参数计算得来的调整量，如果在本周期内烧结机机速变化，需要计算调整量W2，即W2＝EC*100*0.1。实际空燃比C1＝当前空气值/当前煤气值。调整分类情况如下：
烧结机机速v>0.3m/s且10℃≤|e|≤120℃时：
5≤C1≤7，则Wg＝Wg0+W1+W2，Wa＝Wa0+W1+W2；
C1≤5且W1<0或W2<0，则Wg＝Wg0+W1+W2，Wa＝Wa0；
7≤C1且W1>0或W2>0，则Wg＝Wg0+W1+W2，Wa＝Wa0。
烧结机机速V>0.3m/s且|e|﹤10℃时：W1＝0，则Wg＝Wg0+W2，Wa＝Wa0+W2。
烧结机机速V>0.3m/s且|e|>120℃时：W1＝0，则Wg＝Wg0+W2，Wa＝Wa0+W2。
以上所述实施方式中用到的具体参数值，在实际应用过程中，要根据不同的烧结机进行相应的修改，但是本发明所提供的烧结点火节能控制方法适用于所有的烧结机。粗略估计该控制方法的实施，将节省0.2m3/t煤气用量。
Claims (2)
1.一种烧结点火炉温度自动控制节能方法，其特征在于：
步骤一、控制参数的设定：温差死区D，温度允许最大偏差De，机速V0，周期T，加权数K1，开机煤气阀位W0，系数K2，设定空燃比C，关机时的空气流量值Fa0，计算周期内温度偏差过大值△e，煤气、空气阀位补偿量为△W，周期T内执行煤气、空气阀位补偿量△W的判断时间m，周期内执行煤气、空气阀位补偿量△W，并计算温度偏差变化率的时间Ce，系数K3，煤气、空气阀位增量限定值W；
步骤二、烧结机开、停机状态的判断：
当烧结机机速V>V0，说明烧结机处于开机状态；
当烧结机机速V≤V0，说明烧结机处于停机状态；
步骤三、点火炉温度自动控制：
煤气阀位Wg＝Wg0+W1+W2；
空气阀位值Wa＝Wa0+W1+W2；
Wg0、Wa0分别为煤气和空气阀位初始值，是上一周期计算的煤气、空气阀位；
W1＝K3*(K1*e+(1-K1)*ec)；
W2＝EC*K2*K3；
其中，温度变化率ec，机速变化率EC；
实际空燃比C1＝当前空气值/当前煤气值，调整分类情况如下：
烧结机机速V>V0且D≤|e|≤De时：
C-1≤C1≤C+1，则Wg＝Wg0+W1+W2，Wa＝Wa0+W1+W2；
C1≤C-1且W1<0或W2<0，则Wg＝Wg0+W1+W2，Wa＝Wa0；
C+1≤C1且W1>0或W2>0，则Wg＝Wg0+W1+W2，Wa＝Wa0；
烧结机机速V>V0且|e|﹤D时：W1＝0，则Wg＝Wg0+W2，Wa＝Wa0+W2；
烧结机机速V>V0且|e|>De时：W1＝0，则Wg＝Wg0+W2，Wa＝Wa0+W2。
2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述温差死区取值范围5-10℃；所述的温度允许最大偏差取值范围100-120℃；所述的机速用于判别烧结机是否处于停机状态的最小速度设定值；所述的周期取值范围100-200S；所述的加权数K1取值范围0-1；所述的系数K2取值范围50-150；所述的空燃比取值范围5.8-6.2；所述的煤气、空气阀位补偿量取值范围2％-4％；所述的周期T内煤气、空气阀位补偿量△W的判断时间m取值范围10-30S；所述的周期内执行煤气、空气阀位补偿量△W，并计算温度偏差变化率的时间，取值范围20-30S；所述的系数K3取值范围0-1；所述的煤气、空气阀位增量限定值取值范围1％-3％。
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