CN111428955B - 利用煤气天然气混烧模型控制炭黑燃烧温度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用煤气天然气混烧模型控制炭黑燃烧温度的方法,其特征在于：包括如下步骤：a设定混烧配比方案；b计算数学模型；c根据步骤b计算出数学模型；d根据步骤c中得到的各燃烧系数值，分别计算相应煤气流量和天然气流量的设定值；e根据步骤d中计算出的相应煤气流量和天然气流量的设定值修改DCS组态，做一个3回路比值控制，即可达到控制燃烧温度的目的。本发明通过建立煤气与天然气的混烧模型可快速计算出不同温度下的最佳燃烧比，在给定所需的反应温度时实现自动调节煤气与天然气的燃烧比，从而得到生产炭黑所需的稳定温度，获得质量稳定炭黑产品，提高经济效益。

Description

利用煤气天然气混烧模型控制炭黑燃烧温度的方法
技术领域
本发明涉及炭黑生产技术领域，具体是利用煤气天然气混烧模型控制炭黑燃烧温度的方法。
背景技术
目前，炭黑生产过程中通常采用单一的燃料提供热源，但由于不同燃料的成分和来源不同，均存在相应的弊端；若单一以天然气作为燃料，虽然可以获得稳定的燃烧温度，但由于天然气价格昂贵，生产成本较高，使得经济效益降低；若单一以煤气作为燃料，虽然煤气相对便宜，生产成本降低，但由于煤气成分的不稳定，燃烧温度也随之不稳定，从而造成生产温度波动，使产品质量不易控制；为获得炭黑生产中最大的经济效益和高品质的产品，控制炭黑燃烧的稳定反应温度是最基本条件。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种利用煤气天然气混烧模型控制炭黑燃烧温度的方法,实现煤气与天然气的燃烧比自动控制，优化燃烧配比，保证燃烧温度稳定，提高炭黑产品质量，有效降低生产成本。
本发明所采用的技术方案是这样实现的：利用煤气天然气混烧模型控制炭黑燃烧温度的方法,其特征在于：包括如下步骤：
a设定混烧配比方案：将天然气和煤气按照比例为10：0、9：1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8、1:9、0:10计得11个配比方案，根据计得的11个配比方案分别得出11个混合气体组分；
b计算数学模型：从1600℃开始至2050每隔50℃建一个模型，使步骤(a)所得的每个混合气体组分可以得到10个数学模型，按照11个混合气体组分计算出11×10＝110个数学模型；
c根据步骤(b)计算出的数学模型，得出任意数学模型的燃烧系数计算公式为：FMixSV＝(Aij－Bij×TE_103C)×FAir(i＝0～9，j＝0～9)，计算可得出110×2＝220个燃烧系数；
d根据步骤(c)中得到的各燃烧系数值，分别计算相应煤气流量和天然气流量的的设定值为：
其式中FGasSV为煤气流量FIC_308的设定值，FNGSV为天然气流量FIC_310的设定值；
e根据步骤(d)中计算出的相应煤气流量和天然气流量的设定值修改DCS组态，做一个3回路比值控制：FIC_103，FIC_308和FIC_310，用FIC_103的PV值，分别控制FIC_308和FIC_310的ESV(外给定)值，即可达到控制燃烧温度的目的。
上述过程中将来自煤气总管的气流量设为两组，将来自天然气总管的气流量设为一组，根据不同天然气和煤气配比，通过步骤(d)中流量设定值形成3回路的气流量，通过管道进入混合集箱内，再通过管道进入去炭黑反应炉，达到不同配比情况下燃烧温度的控制。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明通过建立煤气与天然气的混烧模型可快速计算出不同温度下的最佳燃烧比，在给定所需的反应温度时实现自动调节煤气与天然气的燃烧比，从而得到生产炭黑所需的稳定温度，获得质量稳定炭黑产品，提高经济效益。
附图说明
图1为本发明的煤气与天然气混合燃烧控制示意图。
具体实施方式
利用煤气天然气混烧模型控制炭黑燃烧温度的方法,包括如下步骤：
a设定混烧配比方案：将天然气和煤气按照比例为10：0、9：1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8、1:9、0:10计得11个配比方案，根据计得的11个配比方案分别得出11个混合气体组分，具体成分如下：
b计算数学模型：从1600℃开始至2050℃每隔50℃建一个模型，使步骤(a)所得的每个混合气体组分可以得到10个数学模型，按照11个混合气体组分计算出11×10＝110个数学模型，即对于配比天然气和煤气为10：0的方案，具体模型如下：
1600℃FMixSV＝(A00－B00×TE_103C)×FAir
1650℃FMixSV＝(A01－B01×TE_103C)×FAir
1700℃FMixSV＝(A02－B02×TE_103C)×FAir
1750℃FMixSV＝(A03－B03×TE_103C)×FAir
1800℃FMixSV＝(A04－B04×TE_103C)×FAir
1850℃FMixSV＝(A05－B05×TE_103C)×FAir
1900℃FMixSV＝(A06－B06×TE_103C)×FAir
1950℃FMixSV＝(A07－B07×TE_103C)×FAir
2000℃FMixSV＝(A08－B08×TE_103C)×FAir
2050℃FMixSV＝(A09－B09×TE_103C)×FAir
依次按照11种不同配比，每种配比可以得到10种具体模型；
c根据步骤(b)计算出的数学模型，得出任意数学模型的燃烧系数计算公式为：FMixSV＝(Aij－Bij×TE_103C)×FAir(i＝0～9，j＝0～9)，计算可得出110×2＝220个燃烧系数；
d根据步骤(c)中得到的各燃烧系数值，分别计算相应煤气流量和天然气流量的设定值为：
其式中FGasSV为煤气流量FIC_308的设定值，FNGSV为天然气流量FIC_310的设定值；
e根据步骤(d)中计算出的相应煤气流量和天然气流量的设定值修改DCS组态，做一个3回路比值控制：FIC_103，FIC_308和FIC_310，修改“数学模型弹出式”操作人机界面，用FIC_103的PV值，分别控制FIC_308和FIC_310的ESV(外给定)值，即可达到控制燃烧温度的目的。
上述过程中将来自煤气总管的气流量设为两组，将来自天然气总管的气流量设为一组，根据不同天然气和煤气配比，通过步骤(d)中流量设定值形成3回路的气流量，通过管道进入混合集箱内，再通过管道进入去炭黑反应炉，达到不同配比情况下燃烧温度的控制。

Claims (1)

1.利用煤气天然气混烧模型控制炭黑燃烧温度的方法,其特征在于：包括如下步骤：
a设定混烧配比方案：将天然气和煤气按照比例为10：0、9：1、8:2、7:3、6:4、5:5、4:6、3:7、2:8、1:9、0:10计得11个配比方案，根据计得的11个配比方案分别得出11个混合气体组分；
b计算数学模型：从1600℃开始至2050℃每隔50℃建一个模型，使步骤a所得的每个混合气体组分可以得到10个数学模型，按照11个混合气体组分计算出11×10＝110个数学模型；
c根据步骤b计算出的数学模型，得出任意数学模型的燃烧系数计算公式为：FMixSV＝(Aij－Bij×TE_103C)×FAir，i＝0～9，j＝0～9；
d根据步骤c中得到的各燃烧系数值，分别计算相应煤气流量和天然气流量的设定值为：
其式中FGasSV为煤气流量FIC_308的设定值，FNGSV为天然气流量FIC_310的设定值；
e根据步骤d中计算出的相应煤气流量和天然气流量的设定值修改DCS组态，做一个3回路比值控制：FIC_103，FIC_308和FIC_310，用FIC_103的PV值，分别控制FIC_308和FIC_310的ESV(外给定)值，即可达到控制燃烧温度的目的。
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