CN104017924B - 一种高炉喷煤系统喷煤量的计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，通过均值滤波的方式计算喷煤灌喷煤过程中的当前罐重，之后基于罐重计算喷煤罐每小时的喷煤量。该方法在很大程度上能够消除喷吹罐喷吹初期产生的重量虚假值对喷煤量计算的影响，且在很大程度上能够避免稳定喷吹时期因调整喷吹压力而引起的罐重波动对喷煤量计算的影响，进而提高对喷煤灌喷煤量计算的准确度。

Description

一种高炉喷煤系统喷煤量的计量方法

技术领域

本发明涉及高炉喷煤系统煤粉喷吹领域，具体是一种高炉喷煤系统喷煤量的计量方法。

背景技术

随着市场竞争的日趋激烈，降低成本已成为企业增强其生命力的必要手段。而精准的物料计量已成为企业降低生产成本的第一法宝。在钢铁冶炼领域，罐式高炉煤粉喷吹系统已经得到了广泛应用，且罐式喷吹工艺在物料计量上经历了早期的无计量状态，以及后来出现的间断计量、单连续计量，以及目前使用较多的双连续计量四个阶段。

但对于目前使用较多的双连续计量，尽管工艺上在料仓与喷吹罐之间采用了软连接，可极大地减小喷吹罐罐压对喷吹罐罐重的影响，但是这种影响还没有完全消除，特别是在喷吹罐喷吹初期，软连接管内的余气不能立即消除，其产生的推力等价于增加喷吹罐罐内煤粉的重量，从而可使实际测量的喷吹罐罐重偏大，产生虚假值，影响对喷煤量计算的准确度。在稳定喷吹时，如高炉端需要加快喷吹速度时，调整喷吹压力也会导致罐重的波动。为此，多数炼钢企业在喷吹罐的喷吹工艺上作了进一步地改进，比如增加平衡汽缸。利用平衡汽缸的拉力直接抵消软连接的推力，但这使得现场控制更加复杂，且增设的汽缸又会带来管道多、维护难等新的问题。此为现有技术的不足之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，该方法在很大程度上能够消除喷吹罐喷吹初期产生的重量虚假值对喷煤量计算的影响，且在很大程度上能够避免稳定喷吹时期因调整喷吹压力而引起的罐重波动对喷煤量计算的影响，进而提高对喷煤罐喷煤量计算的准确度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，步骤如下：

(1)在某一时刻作为开始计时点，采集并记录该计时点时的喷吹罐重量，之后每隔1s记录一次采集时间点并记录一次喷吹罐重量，将上述采集时间点依时间顺序依次记为t₁、t₂、…、t_n，n≥10，且n∈N，将上述记录的喷吹罐重量依依时序记为g₁、g₂、…、g_n,且n∈N；

(2)依公式①计算喷吹罐的均值重量G_n，并将均值重量G_n作为上述采集时间点t_n时刻的喷煤罐的实际重量

G_n＝(g_n+g_n-1+g_n-2+g_n-3+g_n-4+g_n-5+g_n-6+g_n-7+g_n-8+g_n-9)/10,①

其中n≥10且n∈N；

其中，当记录喷吹罐重量g₁₀的同时，喷煤罐开始喷煤，记录喷煤罐开始喷煤的时间T₁＝t₁₀，并记录T₁＝t₁₀时刻的喷煤罐的均值重量G₁₀；

(3)自喷煤罐开始喷煤后，每隔5s脉冲采集并记录一次当前时间点下对应的喷吹罐的均值重量，并对上述5s脉冲进行计数，依时间顺序且用上述G_n表示，喷煤罐开始喷煤后采集的喷吹罐的均值重量分别为G₁₀、G₁₅、G₂₀、…、G_5i+5，i∈N；

(4)记上述5s脉冲计数的次数为j，j＝i-1，且上述i∈N，其中：

当j＝0，即i＝1时，当前喷吹罐每小时的喷吹量M＝0，喷吹罐不喷吹；

当0＜j≤12时，即1＜i≤13时，当前喷吹罐每小时的喷吹量为

$M=\frac{G_{10}-G_{5i+5}}{5(n-1)}\×3600,$

当j＞12，即n＞13时，执行步骤(5)；

(5)每隔5s采集并记录一次喷吹罐重量，依时间顺序将5分钟内的喷吹罐重量分别记为w₁、w₂、…、w₆₀，记最后一次喷吹罐重量w₆₀采集时刻的喷吹罐的均值重量为W₆₀，则当前喷吹罐每小时的喷吹量为

$M=\frac{W_0-W_{60}}{5\×60}\×3600=12(W_0-W_{60}),$

其中，

W₀＝G₃₁₀，

W₆₀＝(w₆₀+w₅₉+w₅₈+w₅₇+w₅₆+w₅₅+w₅₄+w₅₃+w₅₂+w₅₁)/10。

其中，在步骤(3)中，所述的5s脉冲通过定时器或脉冲函数产生。

所述喷吹罐重量通过喷吹罐静态电子秤采集。

所述喷吹罐重量的存储形式采用数组的形式。

所述喷吹罐的均值重量的存储形式采用数组的形式。

在步骤(4)中，5s脉冲计数的次数j在达到60次后复位，5s脉冲的计数重新开始。

所述喷吹罐重量经过控制器的运算处理，计算出喷吹罐的均值重量。

所述控制器采用PLC控制器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过均值滤波的方式计算喷煤罐喷煤过程中的当前罐重，这在很大程度上消除了喷吹罐喷吹初期产生的重量虚假值对喷煤量计算的影响，且在很大程度上避免了稳定喷吹时期因调整喷吹压力而引起的罐重波动对喷煤量计算的影响，提高了对喷煤罐喷煤量计算的准确度，这对炉况稳定性作出了很大的贡献。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明的一种高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，包括步骤：

(1)在某一时刻作为开始计时点，采集并记录该计时点时的喷吹罐重量，之后每隔1s记录一次采集时间点并记录一次喷吹罐重量，将上述采集时间点依时间顺序依次记为t₁、t₂、…、t_n，n≥10，且n∈N，将上述记录的喷吹罐重量依依时序记为g₁、g₂、…、g_n,且n∈N。

(2)依公式①计算喷吹罐的均值重量G_n，并将均值重量G_n作为上述采集时间点t_n时刻的喷煤罐的实际重量

G_n＝(g_n+g_n-1+g_n-2+g_n-3+g_n-4+g_n-5+g_n-6+g_n-7+g_n-8+g_n-9)/10,①

其中n≥10且n∈N；

其中，当记录喷吹罐重量g₁₀的同时，喷煤罐开始喷煤，记录喷煤罐开始喷煤的时间T₁＝t₁₀，并记录T₁＝t₁₀时刻的喷煤罐的均值重量G₁₀。

(3)自喷煤罐开始喷煤后，每隔5s脉冲采集并记录一次当前时间点下对应的喷吹罐的均值重量，并对上述5s脉冲进行计数，依时间顺序且用上述G_n表示，喷煤罐开始喷煤后采集的喷吹罐的均值重量分别为G₁₀、G₁₅、G₂₀、…、G_5i+5，i∈N。其中，所述的5s脉冲通过定时器产生。

(4)记上述5s脉冲计数的次数为j，j＝i-1，且上述i∈N，其中：

当j＝0，即i＝1时，当前喷吹罐每小时的喷吹量M＝0，喷吹罐不喷吹；

当0＜j≤12时，即1＜i≤13时，当前喷吹罐每小时的喷吹量为

$M=\frac{G_{10}-G_{5i+5}}{5(n-1)}\×3600,$

当j＞12，即n＞13时，执行步骤(5)。

(5)每隔5s采集并记录一次喷吹罐重量，依时间顺序将5分钟内的喷吹罐重量分别记为w₁、w₂、…、w₆₀，记最后一次喷吹罐重量w₆₀采集时刻的喷吹罐的均值重量为W₆₀，则当前喷吹罐每小时的喷吹量为

$M=\frac{W_0-W_{60}}{5\×60}\×3600=12(W_0-W_{60}),$

其中，

W₀＝G₃₁₀，

W₆₀＝(w₆₀+w₅₉+w₅₈+w₅₇+w₅₆+w₅₅+w₅₄+w₅₃+w₅₂+w₅₁)/10。

其中，在步骤(3)中，所述的5s脉冲通过定时器产生。

所述喷吹罐重量通过喷吹罐静态电子秤采集。

所述喷吹罐重量的存储形式采用数组的形式。

所述喷吹罐的均值重量的存储形式采用数组的形式。

在步骤(4)中，5s脉冲计数的次数j在达到60次后复位，5s脉冲的计数重新开始。

所述喷吹罐重量经过控制器的运算处理，计算出喷吹罐的均值重量。所述控制器采用PLC控制器。

其中，喷吹罐静态电子秤由称重传感器、称重变送器组成，通过变送器转换将罐重信号直接送到PLC控制器，通过PLC控制器完成对罐重信号数据的处理。

综上，本发明通过均值滤波的方式计算喷煤罐喷煤过程中的当前罐重，这可在很大程度上避免喷吹罐喷吹时重量虚假值对喷煤量计算的影响，且可大大减少稳定喷吹时期罐重波动对于计量的干扰，从而可提高对喷煤罐喷煤量计算的准确度，有利于炉况的稳定。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，其特征在于，包括步骤：

(1)在某一时刻作为开始计时点，采集并记录该计时点时的喷吹罐重量，之后每隔1s记录一次采集时间点并记录一次喷吹罐重量，将上述采集时间点依时间顺序依次记为t₁、t₂、…、t_n，n≥10，且n∈N，将上述记录的喷吹罐重量依依时序记为g₁、g₂、…、g_n,且n∈N；

(2)依公式①计算喷吹罐的均值重量G_n，并将均值重量G_n作为上述采集时间点t_n时刻的喷煤罐的实际重量，

G_n＝(g_n+g_n-1+g_n-2+g_n-3+g_n-4+g_n-5+g_n-6+g_n-7+g_n-8+g_n-9)/10,①

其中n≥10且n∈N；

其中，当记录喷吹罐重量g₁₀的同时，喷煤罐开始喷煤，记录喷煤罐开始喷煤的时间T₁＝t₁₀，并记录T₁＝t₁₀时刻的喷煤罐的均值重量G₁₀；

(3)自喷煤罐开始喷煤后，每隔5s脉冲采集并记录一次当前时间点下对应的喷吹罐的均值重量，并对上述5s脉冲进行计数，依时间顺序且用上述G_n表示，喷煤罐开始喷煤后采集的喷吹罐的均值重量分别为G₁₀、G₁₅、G₂₀、…、G_5i+5，i∈N；

(4)记上述5s脉冲计数的次数为j，j＝i-1，且上述i∈N，其中：

当j＝0，即i＝1时，当前喷吹罐每小时的喷吹量M＝0，喷吹罐不喷吹；

当0<j≤60时，即1<i≤61时，当前喷吹罐每小时的喷吹量为

$M=\frac{G_{10}-G_{5i+5}}{5(n-1)}\&times;3600,$

当j>60，即n>61时，执行步骤(5)；

(5)每隔5s采集并记录一次喷吹罐重量，依时间顺序将5分钟内的喷吹罐重量分别记为w₁、w₂、…、w₆₀，记最后一次喷吹罐重量w₆₀采集时刻的喷吹罐的均值重量为W₆₀，则当前喷吹罐每小时的喷吹量为

$M=\frac{W_0-W_{60}}{5\&times;60}\&times;3600=12(W_0-W_{60}),$

其中，

W₀＝G₃₁₀，

W₆₀＝(w₆₀+w₅₉+w₅₈+w₅₇+w₅₆+w₅₅+w₅₄+w₅₃+w₅₂+w₅₁)/10。

2.根据权利要求1所述的高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的5s脉冲通过定时器或脉冲函数产生。

3.根据权利要求1或2所述的高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，其特征在于，所述喷吹罐重量通过喷吹罐静态电子秤采集。

4.根据权利要求1或2所述的高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，其特征在于，所述喷吹罐重量的存储形式采用数组的形式。

5.根据权利要求1或2所述的高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，其特征在于，所述喷吹罐的均值重量的存储形式采用数组的形式。

6.根据权利要求1或2所述的高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，其特征在于，在步骤(4)中，5s脉冲计数的次数j在达到60次后复位，5s脉冲的计数重新开始。

7.根据权利要求1或2所述的高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，其特征在于，所述喷吹罐重量经过控制器的运算处理，计算出喷吹罐的均值重量。

8.根据权利要求7所述的高炉喷煤系统喷煤量的计量方法，其特征在于，所述控制器采用PLC控制器。