CN103424165A - 一种高炉喷煤系统瞬时煤粉流量的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉喷煤系统瞬时煤粉流量的测量方法，包括以下步骤：将每个喷吹罐至煤粉喷吹管道的阀门全部开启后，利用喷吹罐的称重系统采集t₀时刻每个喷吹罐内的煤粉重量W_n0，以及每隔Δt时间t₁，t₂，…，t_m采集每个喷吹罐煤粉重量W_n1,W_n2,…,W_nm，计算t_m时刻每个喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_nm；其中r_nm为第n#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量；根据每个喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_nm，计算喷煤系统的瞬时煤粉流量

Description

一种高炉喷煤系统瞬时煤粉流量的测量方法

技术领域

本发明涉及煤粉流量测量技术领域，尤其涉及一种高炉喷煤系统瞬时煤粉流量的测量方法。 

背景技术

    在工况条件下，喷煤系统喷吹罐内煤粉重量的变化量为时间的阶跃函数，难以用来计算瞬时煤粉流量。因此，目前一般在喷煤总管或支管上设置专用的煤粉流量计以获得高炉喷煤系统瞬时煤粉流量。煤粉流量计投资成本高昂，调试维护困难，其计量精度也有限。所以，本发明提供一种不使用煤粉流量计进行高炉喷煤系统瞬时煤粉流量测量的测量方法。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种仅借助喷吹罐重量变化量确定高炉瞬时煤粉流量的方法，使用本方法测量高炉喷煤系统瞬时煤粉流量无需额外设置煤粉流量计。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种高炉喷煤系统瞬时煤粉流量的测量方法，包括以下步骤：

（1）将1#喷吹罐至煤粉喷吹管道的阀门全部开启后，利用喷吹罐的称重系统采集t₀时刻1#喷吹罐内的煤粉重量W₁₀；

（2）每隔Δt时间t₁，t₂，…，t_m采集1#喷吹罐煤粉重量W₁₁, W₁₂, … ,W_1m，并计算获得一系列1#喷吹罐煤粉减少量ΔW₁₁，ΔW₁₂，…，ΔW_1m；

其中 ti=t_i+1－Δt；

ΔW_1i = W_1i －W_1(i-1)；其中i=1,2，3……m；

（3）选取k个ΔW_1i计算t_m时刻1#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_1m；

（4）根据上述步骤，计算t_m时刻1#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_nm；其中r_nm为第n#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量；

（5）根据每个喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_nm，计算喷煤系统的瞬时煤粉流量 

， 

。

  

按上述方案，步骤（3）中，k的取值范围为大于等于 2的整数。

按上述方案，步骤（3）中，选取k个ΔW_1i计算t_m时刻1#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_1m采用以下公式： 

式中，i，k，m均为整数。i ≥ 0，k ≥ 2，i = m - k。

按上述方案，步骤（2）中，间隔时间Δt的取值范围为0.5~15秒。 

按上述方案，鉴于历史数据与当前数据时间点的间隔长短不一，其修正当前时间点数据的参考价值也有轻有重。可在计算喷吹罐流出煤粉的瞬时流量时，对不同历史数据采用线性加权值处理，那么步骤（3）中，选取k个ΔW_1i计算t_m时刻1#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_1m采用以下公式： 

式中，k，m，ｊ均为整数；m ≥ k，k ≥ 2。α与β为实数，β > 0；ｈ为整数，ｋ≥ｈ≥２；

按上述方案，步骤（3）中，k的取值为5。

  

本发明产生的有益效果是：使用本方法计算获得的瞬时煤粉流量平稳准确且更新速度快，对生产控制过程具有很好的指导作用。同时，利用了喷煤系统原有的各喷吹罐的称重系统，以及各喷吹罐至煤粉喷吹管道的阀门，可不增加任何额外设备，无需设置煤粉流量计。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

本方法需各喷吹罐的称重系统、各喷吹罐至煤粉喷吹管道的阀门、以及高炉喷煤的控制系统 (包括PLC、DCS或其他这类控制系统) 配合实现。 

称重系统用于获取煤粉重量信号，高炉喷煤的控制系统用于控制各喷吹罐至煤粉喷吹管道的阀门的开启、关闭，并获取各喷吹罐至煤粉喷吹管道的阀门的开启、关闭状态信号。 

高炉喷煤系统通常包含2个或多个喷吹罐，此处说明以1#喷吹罐为例。 

(1) 当1#喷吹罐至煤粉喷吹管道的阀门全部开启后，采集1#喷吹罐内的煤粉重量W₁₀。 

（2）然后，每隔Δt时间t₁，t₂，…，t_m采集1#喷吹罐煤粉重量W₁₁, W₁₂, … ,W_1m，并计算获得一系列1#喷吹罐煤粉减少量ΔW₁₁，ΔW₁₂，…，ΔW_1m： 

ΔW₁₁ = W₁₁ - W₁₀；

ΔW₁₂ = W₁₂ - W₁₁；

…

ΔW_1m = W_1m - W_1(m-1)；

（3）选取k个ΔW计算瞬时煤粉流量。比如选取k = 5，那么，可利用ΔW₁₁，ΔW₁₂，…，ΔW₁₅计算t₅时刻的1#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r₅：

对于下一个时刻t₆，同样获得该时刻的ΔW₆。此时，用ΔW₁₂，ΔW₁₃，…，ΔW₁₆修正计算t₅时刻的1#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r₆为：

类推不难获得时刻t_i+5的r_1(i+5)为：

由此，可总结t_m时刻1#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_1m 的计算公式为：

式中，i，k，m均为整数。i ≥ 0，k ≥ 2，i = m - k。

也可省去中间变量i，将上式表示为如下形式： 

式中，k，m均为整数。m ≥ k，k ≥ 2。

鉴于历史数据与当前数据时间点的间隔长短不一，其修正当前时间点数据的参考价值也有轻有重。本方法亦可在计算喷吹罐流出煤粉的瞬时流量时，对不同历史数据采用线性加权值处理。同样以1#喷吹罐为例，带加权值计算的t_m时刻1#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_1m 的计算公式为： 

式中，k，m，ｊ均为整数；m ≥ k，k ≥ 2。α与β为实数，β > 0；ｈ为整数，ｋ≥ｈ≥２；

 (4) 当1#喷吹罐至煤粉喷吹管道的阀门关闭后，r_1m = 0；

采用上述计算方法，可同时计算t_m时刻1# ~ n#喷吹罐 (n为喷煤系统中的喷吹罐数量) 流出煤粉的瞬时流量分别为r_1m, r_2m, … , r_nm。

（5）从而得到喷煤系统的瞬时煤粉流量为 

在系统中选取合适的Δt与k值，可使该方法计算获得的瞬时煤粉流量平稳准确且更新速度快，对生产控制过程具有很好的指导作用。在本实施例中，我们选取Δt为0.5~15秒，k值为大于等于 2的整数。

同时，利用了喷煤系统原有的各喷吹罐的称重系统，以及各喷吹罐至煤粉喷吹管道的阀门，可不增加任何额外设备。 

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。 

Claims (6)

1. 一种高炉喷煤系统瞬时煤粉流量的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将1#喷吹罐至煤粉喷吹管道的阀门全部开启后，利用喷吹罐的称重系统采集t₀时刻1#喷吹罐内的煤粉重量W₁₀；t₀为初始时间；

（2）每隔Δt时间t₁，t₂，…，t_m采集1#喷吹罐煤粉重量W₁₁, W₁₂, … ,W_1m，并计算获得一系列1#喷吹罐煤粉减少量ΔW₁₁，ΔW₁₂，…，ΔW_1m；

其中 ti=t_i+1－Δt；

ΔW_1i = W_1i －W_1(i-1)；其中i=1,2，3……m；

（3）选取k个ΔW_1i计算t_m时刻1#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_1m；k为整数；

（4）重复上述步骤，计算t_m时刻n#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_nm；其中r_nm为第n#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量；

（5）根据每个喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_nm，计算喷煤系统的瞬时煤粉流量                                               

， 

。

2.根据权利要求1所述的高炉喷煤系统瞬时煤粉流量的测量方法，其特征在于，步骤（3）中，k的取值范围为大于等于 2的整数。

3.根据权利要求1所述的高炉喷煤系统瞬时煤粉流量的测量方法，其特征在于，步骤（3）中，选取k个ΔW_1i计算t_m时刻1#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_1m采用以下公式：

式中，i，k，m均为整数；i ≥ 0，k ≥ 2，i = m - k。

4.根据权利要求1所述的高炉喷煤系统瞬时煤粉流量的测量方法，其特征在于，步骤（3）中，选取k个ΔW_1i计算t_m时刻1#喷吹罐流出煤粉的瞬时流量r_1m亦可采用以下公式：

式中，k，m均为整数；m ≥ k，k ≥ 2，α与β为实数，β > 0。

5.根据权利要求1所述的高炉喷煤系统瞬时煤粉流量的测量方法，其特征在于，步骤（2）中，间隔时间Δt的取值范围为0.5~15秒。

6.根据权利要求3或4中任一所述的高炉喷煤系统瞬时煤粉流量的测量方法，其特征在于，步骤（3）中，k的取值为5。