CN102888233A - 一种特大型焦炉的炉温控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特大型焦炉的炉温控制方法，包括如下步骤：（1）记录特大型焦炉的每一炉孔的装煤时间；（2）计算并记录步骤（1）中所述每一炉孔的装煤时间与计算时的时间的时间差；（3）所述步骤（2）中的每个时间差对应其炉孔装煤对整个焦炉的贡献度，将所有炉孔的贡献度累加，算出整个焦炉的结焦过程；（4）将步骤（3）中的多个贡献度平滑生成温度指数，并计算模拟出焦炉炉温波动运行轨迹；（5）根据步骤（4）中所建立的焦炉炉温波动运行轨迹，将焦炉加热过程划分为若干段，且每一段的温度测定结果分为若干种情况；（6）对步骤（5）中的每种情况建立相应控制调节方案。

Description

一种特大型焦炉的炉温控制方法

技术领域

本发明涉及一种特大型焦炉生产过程指数与温度指数的设计与应用，具体涉及一种特大型焦炉的炉温控制方法。

背景技术

焦炉装煤时间对焦炉炉温的影响虽然早被人认识到，但目前焦炉炉温与炭化室装煤的先后顺序研究并未进行数字化计算。仅停留在人工直觉上，导致对炉温、煤气导出等均未做到精确控制。

在国内7.63米焦炉均未成功长时间连续采取焦炉全自动控制加热技术,而其它炉型均主要采用串级控制方案，也未考虑与焦炉温度指数即与出焦装煤相联锁的温度控制方案。也就是忽略了出焦装煤对炉温的影响。但在焦炉生产中，特别是对于2-1串序的7.63米焦炉,出焦及检修使炉温波动达15度左右，常规的控制方案是等炉温异常后进行调节，这对7.63米焦炉无法做到全自动精确控制。这样不能最大化节能降耗及保证焦炭质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种特大型焦炉的炉温控制方法，即时计算焦炉的生产过程指数与温度指数，对计算结果绘制成变化趋势，结合炉温的同步测调，使焦炉温度按照其规律提前进行精确控制，提高了系统的稳定性和准确性，达到降低标准温度,优化热工制度，降低人工测温频次，减少劳动强度，节省人力资源配置，统一温度管理的目标。

发明方案可以如下：计算各孔装煤对炉温的贡献度，即装煤时刻与现在时刻的差值和生成生产过程指数。对一定数量的生产过程指数的平滑生成温度指数。由ODBC接口引入7.63米焦炉生产过程指数、温度指数数据。根据所建立焦炉炉温波动运行轨迹，按工艺情况划分为六段，将每一段的温度测定结果分为8种情况。整个焦炉加热过程分为48种情况。每种情况进行一个调节，建立共计48种控制调节方案，每个方案设定一个暂停秒数。

或者，准确记录每一炉装煤时间与现在时间差反应出该炉装煤对整个焦炉的贡献度。通过所有炉的贡献度累加，算出整个焦炉的结焦过程。通过对过程指数据的平滑与计算，模拟算出焦炉炉温运行规律，既考虑炉温情况，又考虑装煤生产情况，依据趋势提前进行控制。在同样的温度下提前进行控制。

具体技术方案如下：

一种特大型焦炉的炉温控制方法，包括如下步骤：

（1）记录特大型焦炉的每一炉孔的装煤时间；

（2）计算并记录步骤（1）中所述每一炉孔的装煤时间与计算时的时间的时间差；

（3）所述步骤（2）中的每个时间差对应其炉孔装煤对整个焦炉的贡献度，将所有炉孔的贡献度累加，算出整个焦炉的结焦过程；

（4）将步骤（3）中的多个贡献度平滑生成温度指数，并计算模拟出焦炉炉温波动运行轨迹；

（5）根据步骤（4）中所建立的焦炉炉温波动运行轨迹，将焦炉加热过程划分为若干段，且每一段的温度测定结果分为若干种情况；

（6）对步骤（5）中的每种情况建立相应控制调节方案。

进一步地，所述步骤（2）中的计算时的时间，即进行时间差计算时的当时的时间。

进一步地，步骤（3）中，将步骤（2）中的时间差生成生产过程指数，并对一定数量的生产过程指数的平滑生成温度指数。

进一步地，步骤（4）中采用ODBC接口引入焦炉生产过程指数、温度指数数据。

进一步地，步骤（5）中，将焦炉加热过程划分为6段，将每一段的温度测定结果分为8种情况，即整个焦炉加热过程分为48种情况。

进一步地，所述生产过程指数的计算方法为：

，其中：T_i为某一炉装煤时刻，T为现在时刻，n为焦炉孔数。

进一步地，所述温度指数的计算方法为：Y=(X_n-18+X_n-17+X_n-16+……+X_n)÷19，其中：X_n为最近一次煤气交换五分种时过程指数，X_n-1为上一次煤气交换五分钟时生产过程指数，X_n-18为前十八次煤气交换五分钟时生产过程指数。

进一步地，所述步骤（5）中对各段划分如下：

A、温度指数<3062.00001分钟则定为A段，为低温段；

B、温度指数>3062分钟而<3387.00001分钟，

在过程指数>温度指数时则定义为B段，为初步升温段；

在过程指数<温度指数时则定义为F段，为中部降温段；

C、温度指数>3387分钟而<3815.00001分钟，

在过程指数>温度指数时则定义为C段，为中部上升段；

在过程指数<温度指数时则定义为E段，为初步降温段；

D、温度指数>3815分钟则定义为D段，为高温段。

进一步地，所述步骤（5）中对各段中的各种情况划分如下：令自动测定值减去目标值为温度差值，

如果温度差值>0且温度差值<=2那么温度情况为正正常；

如果温度差值>2且温度差值<=4.5那么温度情况为正中限；

如果温度差值>4.5且温度差值<=7那么温度情况为正上限；

如果温度差值>7那么温度情况为正过高；

如果温度差值>-2且温度差值<=0那么温度情况为负正常；

如果温度差值>-4.5且温度差值<=-2那么温度情况为负中限；

如果温度差值>-7且温度差值<=-4.5那么温度情况为负下限；

如果温度差值<-6.99999那么温度情况为负过低。

进一步地，所述特大型焦炉为6米及以上焦炉。

与目前现有技术相比，本发明使马钢公司7.63米焦炉加热真正实现了全自动控制。降低了标准温度，由原来的1310℃左右降低为1295℃左右。炉顶空间温度也有所降低。高向加热水平提高，焦饼成熟均匀性改善，焦炭粒级提高。而且炼焦耗热量较之前也有降低（大约每年节约成本600万元），效益显著。节省了采购1000万人民币。

附图说明

图1为本发明过程指数与温度指数划分成的六段图示

具体实施方式

下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。

利用计算机编写相关程序，主要方法通过对马钢7.63米焦炉存在数据库的装煤时间与现在时间差，进行统计与数据处理。

对处理后的数据存入数据库中，供给其它控制程序调用。并提供标准ODBC接口。

在马钢7.63米焦炉中，成功的应用了该设计。

编制软件由ODBC接口引入7.63米焦炉生产过程指数、温度指数数据。

同时读取再线采集温度，通过两组数据与设定值比较，得出调节秒数；

利用OPC技术，对交换机暂停加热时间进行修改。

本套设计在马钢实验一年来，稳定可靠。

工作原理：

生产过程指数计算： $X={\mathrm{\&Sigma;}}_{i-1}^n(T-\mathrm{Ti})$ 。

其中：T_i:某一炉装煤时刻，精确到分钟

T:现在时刻，精确到分钟

n:该座焦炉孔数

温度指数计算：Y=(X_n-18+X_n-17+X_n-16+……+X_n)÷19

其中：X_n:最近一次煤气交换五分种时过程指数

X_n-1: 上一次煤气交换五分钟时生产过程指数

……

X_n-18: 前十八次煤气交换五分钟时生产过程指数

利用VB程序通过ODBC通讯端口，读取生产过程指数，每交换后5分钟读取，并同时读取再线温度。

对各段划分如下：

A、温度指数<3062.00001分钟则 定为A段（低温段）

B、温度指数>3062分钟 而<3387.00001分钟

在过程指数>温度指数时  则定义为B段（初步升温段）

在过程指数<温度指数时  则定义为F段(中部降温段)

C、温度指数>3387分钟 而<3815.00001分钟

在过程指数>温度指数时  则定义为C段（中部上升段）

在过程指数<温度指数时  则定义为E段(初步降温段)

D、温度指数>3815分钟 则定义为D段（高温段）

对温度划分如下：

令自动测定值减去目标值为温度差值

如果 (温度差值 > 0且温度差值 <= 2 那么温度情况 = "正正常"

如果 (温度差值 > 2且温度差值 <= 4.5 那么温度情况 = "正中限"

如果 (温度差值 > 4.5且温度差值 <= 7 那么温度情况 = "正上限"

如果 温度差值 > 7 那么温度情况 = "正过高"

如果 (温度差值 > -2且温度差值 <= 0 那么温度情况 = "负正常"

如果 (温度差值 > -4.5且温度差值 <= -2 那么温度情况 ="负中限"

如果 (温度差值 > -7且温度差值 <= -4.5 那么温度情况 ="负下限"

如果 温度差值 < -6.99999 那么温度情况 = "负过低"

结合上述情况，对应控制暂停时间如下：

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种特大型焦炉的炉温控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）记录特大型焦炉的每一炉孔的装煤时间；

（2）计算并记录步骤（1）中所述每一炉孔的装煤时间与计算时的时间的时间差；

（3）所述步骤（2）中的每个时间差对应其炉孔装煤对整个焦炉的贡献度，将所有炉孔的贡献度累加，算出整个焦炉的结焦过程；

（4）将步骤（3）中的多个贡献度平滑生成温度指数，并计算模拟出焦炉炉温波动运行轨迹；

（5）根据步骤（4）中所建立的焦炉炉温波动运行轨迹，将焦炉加热过程划分为若干段，且每一段的温度测定结果分为若干种情况；

（6）对步骤（5）中的每种情况建立相应控制调节方案。

2.如权利要求1所述的特大型焦炉的炉温控制方法，其特征在于，所述步骤（2）中的计算时的时间，即进行时间差计算时的当时的时间。

3.如权利要求1或2所述的特大型焦炉的炉温控制方法，其特征在于，步骤（3）中，将步骤（2）中的时间差生成生产过程指数，并对一定数量的生产过程指数的平滑生成温度指数。

4.如权利要求3所述的特大型焦炉的炉温控制方法，其特征在于，步骤（4）中采用ODBC接口引入焦炉生产过程指数、温度指数数据。

5.如权利要求1-4中任一项所述的特大型焦炉的炉温控制方法，其特征在于，步骤（5）中，将焦炉加热过程划分为6段，将每一段的温度测定结果分为8种情况，即整个焦炉加热过程分为48种情况。

6.如权利要求3或4所述的特大型焦炉的炉温控制方法，其特征在于，所述生产过程指数的计算方法为：

，其中：T_i为某一炉装煤时刻，T为现在时刻，n为焦炉孔数。

7.如权利要求1-6中任一项所述的特大型焦炉的炉温控制方法，其特征在于，所述温度指数的计算方法为：Y=(X_n-18+X_n-17+X_n-16+……+X_n)÷19，其中：X_n为最近一次煤气交换五分种时过程指数，X_n-1为上一次煤气交换五分钟时生产过程指数，X_n-18为前十八次煤气交换五分钟时生产过程指数。

8.如权利要求1-7中任一项所述的特大型焦炉的炉温控制方法，其特征在于，所述步骤（5）中对各段划分如下：

A、温度指数<3062.00001分钟则定为A段，为低温段；

B、温度指数>3062分钟而<3387.00001分钟，

在过程指数>温度指数时则定义为B段，为初步升温段；

在过程指数<温度指数时则定义为F段，为中部降温段；

C、温度指数>3387分钟而<3815.00001分钟，

在过程指数>温度指数时则定义为C段，为中部上升段；

在过程指数<温度指数时则定义为E段，为初步降温段；

D、温度指数>3815分钟则定义为D段，为高温段。

9.如权利要求1-8中任一项所述的特大型焦炉的炉温控制方法，其特征在于，所述步骤（5）中对各段中的各种情况划分如下：令自动测定值减去目标值为温度差值，

如果温度差值>0且温度差值<=2那么温度情况为正正常；

如果温度差值>2且温度差值<=4.5那么温度情况为正中限；

如果温度差值>4.5且温度差值<=7那么温度情况为正上限；

如果温度差值>7那么温度情况为正过高；

如果温度差值>-2且温度差值<=0那么温度情况为负正常；

如果温度差值>-4.5且温度差值<=-2那么温度情况为负中限；

如果温度差值>-7且温度差值<=-4.5那么温度情况为负下限；

如果温度差值<-6.99999那么温度情况为负过低。

10.如权利要求1-9中任一项所述的特大型焦炉的炉温控制方法，其特征在于，所述特大型焦炉为6米及以上焦炉。