CN101713010B - 一种利用数学模型指导回收转炉煤气的方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用数学模型指导回收转炉煤气的方法，属冶金炼钢技术领域，用于解决转炉煤气热值只能通过试验方法检测得出的问题。技术方案是：该方法建立转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量与转炉煤气热值及回收量的数学模型，给出转炉煤气热值及转炉煤气回收量的计算公式，所述煤气热值Y1计算公式如下：Y1＝842.28e1.8246X ，25％≤X≤75％。本发明根据现场检测数据建立转炉煤气回收和拒绝回收CO含量值与热值及回收量数学模型，并且形成计算公式。利用该公式可根据现场实际情况，调整转炉煤气回收和拒绝回收CO含量值并快速计算出转炉煤气热值及回收量，从而提高煤气回收量，而且有利于保证转炉煤气用户生产顺行。

Description

一种利用数学模型指导回收转炉煤气的方法
技术领域
本发明涉及一种转炉炼钢煤气回收技术，特别是建立转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量与转炉煤气热值及回收量的数学模型、利用所述数学模型指导回收转炉煤气的方法，属冶金炼钢技术领域。
背景技术
转炉煤气是一种相对较为优质的燃气，转炉煤气用户在钢铁企业主要是炼铁热风炉、炼钢钢包烘烤、轧钢加热炉、循环利用锅炉。正常生产和转炉煤气回收时，炼钢厂烤包用气全部为转炉煤气。炼钢厂烤包、热轧厂加热炉对混合煤气热值设计要求稳定在1800±100千卡/Nm3时，炼钢的钢包烘烤和轧钢厂加热的钢坯质量才能得到很好的保证。在转炉煤气热值变化时，为保证烘烤钢包质量，烤包时间也会随之延长或缩短。热轧厂加热炉燃烧使用的混合煤气需随着转炉煤气热值变化调整焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气配比，以实现混合煤气热值稳定在1800±100千卡/Nm3。转炉煤气可燃成分主要是CO，CO含量多少决定了转炉煤气热值高低。转炉煤气回收、拒绝回收条件为氧含量及CO含量，其中，为了确保回收安全，氧含量固定为小于2％作为转炉煤气回收条件，否则为拒绝回收条件；CO含量值的设定则确定了转炉煤气热值。目前所沿用的传统方法是：为了满足转炉煤气用户对热值要求，设定一个固定的回收和拒绝回收CO含量值，因此转炉煤气热值也相应有一个固定值。在转炉正常生产，转炉煤气热值在1800千卡/Nm3左右，转炉煤气回收条件一般设定为CO含量42％开始回收，37％拒绝回收，在此条件下转炉煤气回收量约为95Nm3/吨钢。目前，在转炉炼钢现场不对CO含量值进行调整，因为如果调整CO含量设定值后，相应的转炉煤气热值只能通过试验的方法检测得出，试验检测时间一般需要4小时才能完成，而在这个期间转炉煤气用户无法得知转炉煤气热值准确数据。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷而提供一种利用数学模型指导回收转炉煤气的方法，从而增大转炉煤气回收量，实现节能降耗。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种利用数学模型指导回收转炉煤气的方法，其特别之处是：该方法建立转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量与转炉煤气热值及回收量的数学模型，给出转炉煤气热值及转炉煤气回收量的计算公式，所述煤气热值计算公式如下：
Y1＝842.28e1.8246X
X1＝X-5％
式中Y1：转炉煤气热值(千卡/Nm3)，X：转炉煤气开始回收时CO含量(％)，X的取值为25％≤X≤75％，X1：转炉煤气拒绝回收时CO含量(％)。
上述利用数学模型指导回收转炉煤气的方法，所述转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量与转炉煤气回收量的计算公式如下：
Y2＝254.09e-2.3219X
X1＝X-5％
式中Y2：转炉煤气回收量(Nm3/t钢)，X：转炉煤气开始回收时CO含量(％)，X的取值为25％≤X≤75％，X1：转炉煤气拒绝回收时CO含量(％)。
上述利用数学模型指导回收转炉煤气的方法，依据上述计算公式，可改变转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量，并计算出在此回收条件下转炉煤气回收热值及转炉煤气回收量，指导转炉煤气用户及时调整工艺参数，满足正常生产要求。
本发明针对转炉煤气回收改变CO含量设定值后，相应转炉煤气热值只能通过试验方法检测得出的问题进行了改进，通过在转炉煤气回收现场进行改变转炉煤气回收、拒绝回收CO含量值，继而在转炉煤气柜进口进行气体取样，并将样气进行热值分析，得到大量的统计数据，建立转炉煤气回收和拒绝回收CO含量值与热值及回收量对应数学模型，并且形成计算公式。利用该公式可根据现场实际情况，调整转炉煤气回收和拒绝回收CO含量值并快速计算出转炉煤气热值和回收量，因而，各转炉煤气用户可依据转炉煤气热值及时调整工艺参数，满足生产需要。采用本发明方法，可将转炉煤气回收量从95Nm3/吨钢提高到100--120Nm3/吨钢，而且有利于保证转炉煤气用户生产顺行。
附图说明
图1表中所示实施例数据为从转炉煤气柜进口气体取样，利用色谱分析仪进行热值分析的统计结果；
图2是转炉煤气回收、拒绝回收CO含量值与热值关系图；
图3是转炉煤气回收、拒绝回收CO含量值与回收量的关系图。
具体实施方式
本发明方法转炉煤气回收、拒绝回收条件仍为氧含量及CO含量，其中，为了确保回收安全，将氧含量固定为小于2％作为转炉煤气回收条件，否则为拒绝回收条件；创新之处在于回收和拒绝回收的CO含量值并不固定为某个确定值，它可以根据转炉煤气用户的需求进行调整，调整后根据本发明给出的计算公式快速得出转炉煤气热值和转炉煤气回收量，并将数据提供给转炉煤气用户，各转炉煤气用户可依据转炉煤气热值及时调整工艺参数，该方法彻底解决了只能通过试验测定转炉煤气热值的弊端。
转炉煤气回收过程CO含量呈反向抛物线形，开始回收、拒绝回收时CO含量分别位于CO含量峰值的两侧。本发明所述数学模型的建立首先在转炉煤气回收现场，通过改变转炉煤气回收、拒绝回收CO含量值，在回收大于等于4小时后，在转炉煤气柜进口进行气体取样，将样气送回实验室利用色谱分析仪进行热值分析，将统计结果整理记录，图1是从大量的实验数据中截取的部分数据。
根据上述实验结果找出回收转炉煤气热值、回收量与转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量之间的对应关系，通过试验数据利用公知的Microsoft office Excel2003程序中散点图生成趋势图表和函数公式，建立回收转炉煤气热值与转炉煤气开始回收CO含量之间的数学模型，给出转炉煤气热值及转炉煤气回收量的计算公式。
参见图2，所述转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量煤气热值计算公式如下：
Y1＝842.28e1.8246X
X1＝X-5％
式中Y1：转炉煤气热值(千卡/Nm3)，X：转炉煤气开始回收时CO含量(％)，为确保回收安全X的取值为25％≤X≤75％，X1：转炉煤气拒绝回收身时CO含量(％)。
参看图3，所述转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量与转炉煤气回收量的计算公式如下：
Y2＝254.09e-2.3219X
X1＝X-5％
式中Y2：转炉煤气回收量(Nm3/t钢)，X：转炉煤气开始回收时CO含量(％)，X的取值为25％≤X≤75，X1：转炉煤气拒绝回收时CO含量(％)。
依据上述计算公式，可以改变转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量，并计算出在此回收条件下转炉煤气回收热值及转炉煤气回收量，指导转炉煤气用户及时调整工艺参数，满足正常生产要求。
以下给出几个具体的实施例：
实施例1：转炉煤气供给电厂锅炉用户，设定转炉煤气开始回收时CO含量X为25％，转炉煤气拒绝回收时CO含量X1为20％，根据公式Y1＝842.28e1.8246X和Y2＝254.09e-2.3219X得出在此条件下转炉煤气热值为1329千卡/Nm3，转炉煤气回收量为142Nm3/t钢。
实施例2：转炉煤气供给热轧加热炉用户，设定转炉煤气开始回收时CO含量X为75％，转炉煤气拒绝回收时CO含量X1为70％，根据公式Y1＝842.28e1.8246X和Y2＝254.09e-2.3219X得出在此条件下转炉煤气热值为3309千卡/Nm3，转炉煤气回收量为44Nm3/t钢。
实施例3：转炉煤气供给炼钢烤包用户，设定转炉煤气开始回收时CO含量X为42％，转炉煤气拒绝回收时CO含量X1为37％，根据公式Y1＝842.28e1.8246X和Y2＝254.09e-2.3219X得出在此条件下转炉煤气热值为1812千卡/Nm3，转炉煤气回收量为95Nm3/t钢。

Claims (1)

1.一种利用数学模型指导回收转炉煤气的方法，其特征在于：该方法建立转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量与转炉煤气热值及回收量的数学模型，给出转炉煤气热值及转炉煤气回收量的计算公式，所述煤气热值计算公式如下：
Y1＝842.28e1.8246X
X1＝X-5％
式中Y1：转炉煤气热值，千卡/Nm3；X：转炉煤气开始回收时CO百分含量，X的取值为25％≤X≤75％；X1：转炉煤气拒绝回收时CO百分含量；
所述转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量与转炉煤气回收量的计算公式如下：
Y2＝254.09e-2.3219X
X1＝X-5％
式中Y2：转炉煤气回收量，Nm3/t钢；X：转炉煤气开始回收时CO百分含量，X的取值为25％≤X≤75％，X1：转炉煤气拒绝回收时CO百分含量；
依据上述计算公式，改变转炉煤气开始回收、拒绝回收CO含量，并计算出在此回收条件下转炉煤气回收热值及转炉煤气回收量，指导转炉煤气用户及时调整工艺参数，满足正常生产要求。 
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