一种在线调整高炉热量的计算方法
阅读说明:本技术 一种在线调整高炉热量的计算方法 (Calculation method for online adjustment of blast furnace heat ) 是由 胡德顺 赵正洪 王光伟 吕宝栋 祝树海 李泽安 刘金存 李涛 徐挺 刘子坤 于 2021-07-14 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种在线调整高炉热量的计算方法,直接从高炉监控仪表上采集数据进行计算,根据计算值调整高炉热量,包括:高炉热量输入计算:Q-(输入)=Q-(煤气)+Q-(热风),其中,Q-(煤气)-每吨铁生成煤气发生热量;Q-(热风—)每吨铁风耗带入的热量;高炉热量输出计算Q-(输出)=Q-(铁水显热)+Q-(铁氧化物分解热)+Q-(炉渣显热)+Q-(煤气温度)+Q-(水系统);高炉热平衡率计算:高炉热平衡率=(Q-(输入)-Q-(输出))/Q-(输入)。优点是:可快速判断出炉内热能波动的状态,为高炉稳产提供定量的操作依据。(The invention relates to a calculation method for adjusting the heat of a blast furnace on line, which directly collects data from a blast furnace monitoring instrument for calculation and adjusts the heat of the blast furnace according to the calculated value, and comprises the following steps: blast furnace heat input calculation: q Input device =Q Gas (es) +Q Hot air Wherein Q is Gas (es) -generating gas heat generation per ton of iron; q Hot wind- The heat brought by each ton of iron wind is consumed; blast furnace heat output calculation Q Output of =Q Sensible heat of molten iron +Q Heat of decomposition of iron oxide +Q Sensible heat of slag +Q Temperature of gas +Q Water system (ii) a Calculating the heat balance rate of the blast furnace: blast furnace heat balance rate (Q) Input device ‑Q Output of )/Q Input device . The advantages are that: the state of heat energy fluctuation in the blast furnace can be quickly judged, and a quantitative operation basis is provided for the stable yield of the blast furnace.)
技术领域
本发明属于高炉操作领域,尤其涉及一种在线调整高炉热量的计算方法。
背景技术
高炉煤气成分变化、炉体水温差变化、铁水物理热变化对高炉的热能有一定影响,高炉根据产生煤气的成分、煤气量、风量和风温作为高炉热量输入项,分析高炉内部反应,产生物所带走的显热、及水系统带走的热量作为热能输出项,计算出高炉热量输入项和输出项是否在合理的控制范围内,否则通过热量的补偿将高炉热量输出项和输入项控制在合理范围内。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明的目的是提供一种在线调整高炉热量的计算方法,能够将高炉热能平衡率量化,为高炉操作者提供依据。
为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:
一种在线调整高炉热量的计算方法,直接从高炉监控仪表上采集数据进行计算,根据计算值调整高炉热量,包括:
1)高炉热量输入计算
Q输入=Q煤气+Q热风 (1)
式(1)中,Q煤气-每吨铁生成煤气发生热量,单位:kJ;
Q热风—每吨铁风耗带入的热量,单位:kJ;
2)高炉热量输出计算
Q输出=Q铁水显热+Q铁氧化物分解热+Q炉渣显热+Q煤气温度+Q水系统 (2)
式(2)中,Q铁水显热-每吨铁铁水带出的热量,单位:kJ;
Q铁氧化物分解热-每吨铁氧化物分解所需吸收的热量,单位:kJ;
Q炉渣显热-每吨铁生成的炉渣所带出的热量,单位:kJ;
Q煤气温度-每吨铁产生的煤气所带走的热量,单位:kJ;
Q水系统-每吨铁水系统所带走的热量,单位:kJ;
3)高炉热平衡率计算
高炉热平衡率=(Q输入-Q输出)/Q输入 (3)
式(3)中,Q输入-高炉热量输入值,单位:kJ;Q输出-高炉热量输出值,单位:kJ;
高炉操作者根据高炉热平衡率的波动情况调整燃料:如果高于高炉热平衡率计算值,则降低高炉燃料消耗,如果低于高炉热平衡率计算值,则提高高炉燃料消耗。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
通过高炉热平衡率的计算,可快速判断出炉内热能波动的状态,通过热量增减方式保证炉内热量平衡,为高炉稳产提供定量的操作依据。将热平衡率纳入日常操作参数,建立通过热平衡率波动来调整热量;定期用热平衡率基础数据进行分析与校正。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述,但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
实施例
高炉在线调整热平衡率的方法,直接从高炉监控仪表上采集数据进行计算,根据计算值调整高炉热量,包括:
1、高炉热量输入计算Q输入=Q煤气+Q热风
1)焦炭在高炉中燃料生成CO、CO2所产生的热量。
焦炭生成1mol CO(22.4升)产量热量125.5kJ,生成1mol CO2(22.4升)产量热量408.8kJ。
按照煤气中的成分CO含量23.86%,CO2含量19.3%计算,则生成1mol(22.4升)煤气产量的热量:23.86%×125.5+19.3%×408.8=108.8427kJ。
高炉吨铁产生的煤气量按1650m3计算,吨铁生成煤气的热量:
Q煤气=1650×1000/22.4×108.8427=8017431kJ/吨铁。
2)高炉热风带入的热量:
1mol热风温度每升高1℃,热量变动29kJ,高炉吨铁耗风量1200m3,热风温度按1180℃计算:Q热风-=1200×1180/22.4×29=1833214kJ/吨铁。
Q输入=8017431+1833214=9850645kJ/吨铁
2、高炉热量输出项
Q输出=Q铁水显热+Q铁氧化物分解热+Q炉渣显热+Q煤气温度+Q水系统 (2)
式(2)中,Q铁水显热-每吨铁铁水带出的热量,单位:kJ;
Q铁氧化物分解热-每吨铁氧化物分解所需吸收的热量,单位:kJ;
Q炉渣显热-每吨铁生成的炉渣所带出的热量,单位:kJ;
Q煤气温度-每吨铁产生的煤气所带走的热量,单位:kJ;
Q水系统-每吨铁水系统所带走的热量,单位:kJ;包括风口冷却、高炉本体冷却。
例如:
铁水物理热1500℃,Q铁水显热=1965000kJ/吨铁
氧化物分解吸收热量:Q铁氧化物分解热=6193000kJ/吨铁
高炉渣带出热量:Q铁氧化物分解热=742000kJ/吨铁
吨铁煤气带出的热量:
煤气温度200℃,1mol煤气温度每波动1℃,热量变动29kJ,煤气发生量1650m3/吨铁
Q煤气温度=1650/22.4×1000×29×200=427232kJ/吨铁
高炉冷却系统:风口小套水量900m3/h,温差5℃,风口中套水量200m3/h,温差1℃,高炉本水量6900m3/h,温差2.5℃,水温差波动1℃,热量波动4.2kJ/kg,高炉产量6500t/d。
Q水系统=(900×5+200×1+6900×2.5)×1000×4.2×24/6500=340394kJ/吨铁Q输出=1965000+6193000+742000+427232+340394=9667626kJ/吨铁
3、热平衡率
以某2600m3为例,正常炉况下热平衡率为=(Q输入-Q输出)/Q输入=(9850645-9667626)/9850645=1.86%;
此高炉热平衡率控制在1.86%,如果高于1.86%,需要根据热量计算降低高炉燃料消耗,如果低于1.86%,需要根据热量计算提高高炉燃料消耗。
例如:此高炉通过优化装料制度,使炉顶温度降低至180℃,高炉热平衡率增加至2.29%,增加热量进入炉内,会导致高炉炉温升高,需要对高炉热量平衡,降低操作焦比:
(2.29%-1.86%)×9850645=42357kJ,焦炭热量为30000kJ/kg,所以需降低约1.4kg/吨铁焦比。
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