CN109655488B - 基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法 - Google Patents

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CN109655488B CN201811547960.4A CN201811547960A CN109655488B CN 109655488 B CN109655488 B CN 109655488B CN 201811547960 A CN201811547960 A CN 201811547960A CN 109655488 B CN109655488 B CN 109655488B
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N25/20Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
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Abstract

本发明是基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,该软测量方法包括获取燃烧系统的运行数据并进行预处理,然后根据运行数据间接计算得到入炉高炉煤气和入炉转炉煤气热值。该方法通过空气预热器和煤气预热器的换热参数求解出空气流量和煤气流量,并结合煤气热值与空气量之间的关系辨识出高炉煤气和转炉煤气的热值,实现了高炉煤气与转炉煤气混烧锅炉的煤气热值软测量。该方法能够用于锅炉热效率的在线监测,可为锅炉的性能分析和燃烧调整提供可靠依据,具有重要的实用意义。

Description

基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法
技术领域
本发明是涉及燃料燃烧与检测技术领域,具体的说是基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法。
背景技术
钢铁企业在冶炼工序中产生大量的高炉煤气和转炉煤气,作为冶炼过程的副产资源,高炉煤气和转炉煤气的有效回收利用是钢铁企业节能降耗工作的重点之一。由于高炉煤气热值过低,具有难着火、燃烧温度低和燃烧稳定性差等缺点,而转炉煤气热值是高炉煤气的近两倍,着火和燃烧稳定性比高炉煤气要好很多,因此将高炉煤气与转炉煤气进行混烧已渐渐成为高炉煤气和转炉煤气的主要利用方式之一。
目前,钢厂主要通过煤气锅炉、轧钢加热炉、高炉热风炉等设备来混烧高炉煤气和转炉煤气。对于这些设备,燃料热值是其燃烧调整的重要依据,也是设备热效率的重要输入参数,燃料热值的变化与波动会对设备的安全和经济运行产生很大影响。然而,由于条件所限,目前大多数钢铁企业都未给燃烧设备配置煤气热值在线测量装置,钢厂基本上仍然是以人工输入定期化验分析值作为当前的煤气热值。而实际上,受上游冶炼工序等因素的影响,煤气的成分和热值很难保持稳定,经常处于波动状态,人工输入的定期化验值很可能会大大偏离当前真实值,这就会在很大程度上干扰运行人员的操作判断,影响燃烧设备的优化运行。
因此,需要针对采用空气和煤气双预热技术,且高炉煤气和转炉煤气混合后再送至燃烧器的设备,提出一种基于运行参数的煤气热值软测量方法,通过燃烧设备的运行参数同时辨识出两种煤气热值,结果可用于指导燃烧设备的燃烧优化调整,为燃烧设备的安全和经济运行提供依据,以解决目前大多数钢铁厂燃烧设备均未配置煤气热值在线分析仪给运行带来的不便和困难。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足,提供基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,其特征在于:燃烧系统设置有煤气预热器和空气预热器,所述的燃烧系统将高炉煤气和转炉煤气混合后再送至燃烧器,通过获取燃烧系统运行数据,并对运行数据进行处理,求解得到煤气热值,其具体步骤如下:
步骤1,获取燃烧系统运行参数的实时数据;
步骤2,对步骤1获得的数据进行预处理,得到用于求解煤气热值的有效数据;
步骤3,根据步骤2获得的有效数据,求解煤气热值,具体包括以下步骤:
步骤3.1,假定一个初始的高炉煤气干基热值
Figure BDA0001908982940000021
假定一个初始的转炉煤气干基热值
Figure BDA0001908982940000022
步骤3.2,分别根据假定的高炉煤气干基热值
Figure BDA0001908982940000023
和转炉煤气干基热值
Figure BDA0001908982940000024
进行高炉煤气和转炉煤气燃烧计算:
步骤3.2.1,根据假定的高炉煤气干基热值
Figure BDA0001908982940000025
进行燃烧计算:
步骤3.2.1.1,通过假定的高炉煤气干基热值
Figure BDA0001908982940000026
计算每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure BDA0001908982940000027
和每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure BDA0001908982940000028
步骤3.2.1.2,通过理论干空气量
Figure BDA0001908982940000029
和理论干烟气量
Figure BDA00019089829400000210
计算高炉煤气特性因子χBFG
步骤3.2.1.3,通过高炉煤气特性因子χBFG计算高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αBFG
步骤3.2.1.4,计算每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)BFG
步骤3.2.1.5,计算每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量
Figure BDA00019089829400000218
步骤3.2.2,根据假定的转炉煤气干基热值
Figure BDA00019089829400000211
进行燃烧计算:
步骤3.2.2.1,通过假定的转炉煤气干基热值
Figure BDA00019089829400000212
计算每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure BDA00019089829400000213
和每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure BDA00019089829400000214
步骤3.2.2.2,通过理论干空气量
Figure BDA00019089829400000215
和理论干烟气量
Figure BDA00019089829400000216
计算转炉煤气特性因子χLDG
步骤3.2.2.3,通过转炉煤气特性因子χLDG计算转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αLDG
步骤3.2.2.4,计算每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)LDG
步骤3.2.2.5,计算每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量
Figure BDA00019089829400000217
步骤3.3,分别计算入炉转炉煤气干基流量(Bg)LDG和入炉高炉煤气干基流量(Bg)BFG
步骤3.4,分别计算空气预热器和煤气预热器换热温度下的干烟气焓、水蒸气焓、空气焓和煤气焓;
步骤3.5,计算煤气预热器烟气侧总放热量Qy,myq
步骤3.6,计算煤气预热器煤气侧总吸热量Qm,myq
步骤3.7,将Qy,myq与Qm,myq的差值的绝对值|Qy,myq-Qm,myq|与设定的误差限值ε1进行比较:
当|Qy,myq-Qm,myq|大于误差限值ε1时,重新假定高炉煤气干基热值
Figure BDA0001908982940000031
并再次执行步骤3.2至步骤3.7,当|Qy,myq-Qm,myq|小于或等于误差限值ε1时,输出
Figure BDA0001908982940000032
作为当前高炉煤气干基热值(Qd)BFG
步骤3.8,计算空气预热器烟气侧总放热量Qy,kyq
步骤3.9,计算标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk
步骤3.10,计算流经空气预热器的干空气流量Vgk中转炉煤气燃烧对应的流量(Vgk)LDG
步骤3.11,计算转炉煤气干基热值(Qd)LDG
步骤3.12,将(Qd)LDG
Figure BDA0001908982940000033
的差值的绝对值
Figure BDA0001908982940000034
与设定的误差限值ε2进行比较:
Figure BDA0001908982940000035
大于误差限值ε2时,重新假定转炉煤气干基热值
Figure BDA0001908982940000036
并再次执行步骤3.2至步骤3.12,当
Figure BDA0001908982940000037
小于或等于误差限值ε2时,转至下一步骤;
步骤3.13,输出(Qd)LDG作为最终转炉煤气干基热值,(Qd)BFG作为最终高炉煤气干基热值,并输出混合煤气干基热值Qd
所述的步骤3.2中高炉煤气和转炉煤气燃烧计算的内容包括:
步骤3.2.1,根据假定的高炉煤气干基热值
Figure BDA0001908982940000038
进行燃烧计算:
步骤3.2.1.1,通过假定的高炉煤气干基热值
Figure BDA0001908982940000039
计算每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure BDA00019089829400000310
和每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure BDA00019089829400000311
具体计算公式如下:
每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure BDA00019089829400000312
的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000041
其中,
Figure BDA0001908982940000047
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量;
Figure BDA0001908982940000048
为假定的高炉煤气干基热值;a1、b1为高炉煤气燃烧理论干空气量计算系数;
每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure BDA0001908982940000049
的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000042
其中,
Figure BDA00019089829400000410
为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量;
Figure BDA00019089829400000411
为假定的高炉煤气干基热值;a2、b2为高炉煤气燃烧理论干烟气量计算系数;
步骤3.2.1.2,高炉煤气特性因子χBFG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000043
其中,χBFG为高炉煤气特性因子;
Figure BDA00019089829400000412
为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量,;
Figure BDA00019089829400000413
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量;
步骤3.2.1.3,步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量,高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αBFG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000044
其中,αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量;
当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中CO含量时,高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αBFG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000045
其中,αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量;φ′(CO)为烟气中CO含量;
步骤3.2.1.4,每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)BFG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000046
其中,(Vgy)BFG为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure BDA00019089829400000414
为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量;
Figure BDA0001908982940000055
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量;αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;
步骤3.2.1.5,每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量
Figure BDA0001908982940000056
的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000051
其中,
Figure BDA0001908982940000057
为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;
Figure BDA0001908982940000058
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量;dk为空气的绝对湿度;(dg)BFG为高炉煤气含湿量;
步骤3.2.2,根据假定的转炉煤气干基热值
Figure BDA0001908982940000059
进行燃烧计算:
步骤3.2.2.1,通过假定的转炉煤气干基热值
Figure BDA00019089829400000510
计算每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure BDA00019089829400000512
和每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure BDA00019089829400000511
具体计算公式如下:
每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure BDA00019089829400000513
的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000052
其中,
Figure BDA00019089829400000514
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量;
Figure BDA00019089829400000515
为假定的转炉煤气干基热值;a3、b3为转炉煤气燃烧理论干空气量计算系数;
每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure BDA00019089829400000520
的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000053
其中,
Figure BDA00019089829400000516
为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量;
Figure BDA00019089829400000517
为假定的转炉煤气干基热值;a4、b4为转炉煤气燃烧理论干烟气量计算系数;
步骤3.2.2.2,计算转炉煤气特性因子χLDG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000054
其中,χLDG为转炉煤气特性因子;
Figure BDA00019089829400000518
为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量;
Figure BDA00019089829400000519
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量;
步骤3.2.2.3,步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量,转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αLDG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000061
其中,αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量;
当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中CO含量时,转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αLDG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000062
其中,αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量;φ′(CO)为烟气中CO含量;
步骤3.2.2.4,每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)LDG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000063
其中,(Vgy)LDG为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure BDA0001908982940000065
为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量;
Figure BDA0001908982940000066
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量;αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;
步骤3.2.2.5,每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量
Figure BDA0001908982940000067
的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000064
其中,
Figure BDA0001908982940000068
为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;
Figure BDA0001908982940000069
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量;dk为空气的绝对湿度;(dg)LDG为转炉煤气含湿量。
所述的步骤1中采集到的燃烧系统运行参数包括转炉煤气温度、当地大气压力、转炉煤气压力、转炉煤气流量、高炉煤气温度、高炉煤气压力和高炉煤气流量,所述的步骤3.3中入炉转炉煤气干基流量(Bg)LDG和入炉高炉煤气干基流量(Bg)BFG的计算公式如下:
入炉转炉煤气干基流量(Bg)LDG的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000071
其中,(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量;(tg)LDG为转炉煤气温度;pa为当地大气压力;(pg)LDG为转炉煤气压力(表压);
Figure BDA0001908982940000077
为实测的入炉转炉煤气流量;(dg)LDG为转炉煤气含湿量;
入炉高炉煤气干基流量(Bg)BFG的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000072
其中,(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(tg)BFG为高炉煤气温度;pa为当地大气压力;(pg)BFG为高炉煤气压力(表压);
Figure BDA0001908982940000078
为实测的入炉高炉煤气流量;(dg)BFG为高炉煤气含湿量。
所述的步骤1中采集到的燃烧系统运行参数包括空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度、空气预热器空气侧进口温度、空气预热器空气侧出口温度、煤气预热器煤气侧进口温度和煤气预热器煤气侧出口温度,所述的步骤3.4中空气预热器和煤气预热器换热温度下的干烟气焓、水蒸气焓、空气焓和煤气焓的计算公式如下:
(1)高炉煤气燃烧产生的干烟气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000073
Figure BDA0001908982940000074
Figure BDA0001908982940000075
Figure BDA0001908982940000076
其中,θkyq,in为空气预热器烟气侧进口温度;θkyq,out为空气预热器烟气侧出口温度;θmyq,in为煤气预热器烟气侧进口温度;θmyq,out为煤气预热器烟气侧出口温度;(Hgy,kyq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值;(Hgy,kyq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值;(Hgy,myq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值;(Hgy,myq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值;
(2)转炉煤气燃烧产生的干烟气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000081
Figure BDA0001908982940000082
Figure BDA0001908982940000083
Figure BDA0001908982940000084
其中,θkyq,in为空气预热器烟气侧进口温度;θkyq,out为空气预热器烟气侧出口温度;(Hgy,kyq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值;(Hgy,kyq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值;θmyq,in为煤气预热器烟气侧进口温度;θmyq,out为煤气预热器烟气侧出口温度;(Hgy,myq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值;(Hgy,myq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值;
(3)水蒸气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000085
Figure BDA0001908982940000086
Figure BDA0001908982940000087
Figure BDA0001908982940000088
其中,θkyq,in为空气预热器烟气侧进口温度;θkyq,out为空气预热器烟气侧出口温度;
Figure BDA00019089829400000811
为水蒸气在θkyq,in温度下的焓值;
Figure BDA00019089829400000812
为水蒸气在θkyq,out温度下的焓值;θmyq,in为煤气预热器烟气侧进口温度;θmyq,out为煤气预热器烟气侧出口温度;
Figure BDA00019089829400000813
为水蒸气在θmyq,in温度下的焓值;
Figure BDA00019089829400000814
为水蒸气在θmyq,out温度下的焓值;
(4)每立方米干空气对应的湿空气在空气预热器空气侧进口温、空气预热器空气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000089
Figure BDA00019089829400000810
其中,tk,in为空气预热器空气侧进口温度;tk,out为空气预热器空气侧出口温度;Hk,in为每立方米干空气对应的湿空气在tk,in温度下的焓值;Hk,out为每立方米干空气对应的湿空气在tk,out温度下的焓值;
(5)每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在煤气预热器煤气侧进口温度、煤气预热器煤气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000091
Figure BDA0001908982940000092
其中,tm,in为煤气预热器煤气侧进口温度;tm,out为煤气预热器煤气侧出口温度;Hm,in为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,in温度下的焓值;Hm,out为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,out温度下的焓值。
所述的步骤3.5中煤气预热器烟气侧总放热量Qy,myq的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000093
其中,Qy,myq为煤气预热器烟气侧总放热量;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(Vgy)BFG为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure BDA0001908982940000094
为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量;(Vgy)LDG为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure BDA0001908982940000095
为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;(Hgy,myq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值;(Hgy,myq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值;(Hgy,myq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值;(Hgy,myq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值;
Figure BDA0001908982940000097
为水蒸气在θmyq,in温度下的焓值;
Figure BDA0001908982940000096
为水蒸气在θmyq,out温度下的焓值。
所述的步骤3.6中煤气预热器煤气侧总吸热量Qm,myq的计算公式为:
Qm,myq=((Bg)BFG+(Bg)LDG)(Hm,in-Hm,out)
其中,Qm,myq为煤气预热器煤气侧总吸热量;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量;Hm,in为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,in温度下的焓值;Hm,out为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,out温度下的焓值。
所述的步骤3.8中空气预热器烟气侧总放热量Qy,kyq的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000101
其中,Qy,kyq为空气预热器烟气侧总放热量;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(Vgy)BFG为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure BDA0001908982940000104
为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量;(Vgy)LDG为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure BDA0001908982940000105
为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;(Hgy,kyq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值;(Hgy,kyq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值;(Hgy,kyq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值;(Hgy,kyq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值;
Figure BDA0001908982940000107
为水蒸气在θkyq,in温度下的焓值;
Figure BDA0001908982940000106
为水蒸气在θkyq,out温度下的焓值。
所述的步骤3.9中标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000102
其中,Vgk为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量;Qy,kyq为空气预热器烟气侧总放热量;Hk,in为每立方米干空气对应的湿空气在tin温度下的焓值;Hk,out为每立方米干空气对应的湿空气在tout温度下的焓值。
所述的步骤3.10中流经空气预热器的干空气流量Vgk中转炉煤气燃烧对应的流量(Vgk)LDG的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000103
其中,(Vgk)LDG为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk中转炉煤气燃烧对应的流量;Vgk为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量;αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;Δα为漏风系数,为综合炉膛漏风和烟气含氧量测点上游烟道漏风后的漏风系数;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(Qd)BFG为高炉煤气干基热值;
所述的步骤3.11中转炉煤气干基热值(Qd)LDG的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000111
其中,(Qd)LDG为转炉煤气干基热值计算值;(Vgk)LDG为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk中转炉煤气燃烧对应的流量;αBFG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;Δα为漏风系数;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量。
步骤3.13中混合煤气干基热值Qd的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000112
其中,Qd为混合煤气干基热值;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(Qd)BFG为高炉煤气干基热值;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量;(Qd)LDG为转炉煤气干基热值。
本发明基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法的有益效果是:
第一,本发明用于高炉煤气与转炉煤气混合后预热燃烧条件下的煤气热值软测量,能够在线辨识出高炉煤气、转炉煤气和混合煤气的热值,可为燃烧设备的性能分析和燃烧调整提供可靠依据,具有重要的实用意义。
第二,本发明煤气热值完全通过设备运行参数在线计算得到,无需离线采集数据,无需任何人工输入参数,完全依靠机组在线采集数据即可实现,具有良好的可实施性。
附图说明
图1为本发明基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法的工作流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,本实施例中,煤气燃烧设备具备的特性包括:采用混合燃烧高炉煤气和转炉煤气技术,且采用空气和煤气双预热技术,所述的高炉煤气和转炉煤气混合后再送至燃烧器的设备。
本实施例中,基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法的具体实施步骤如下:
步骤1,获取燃烧系统运行参数的实时数据;获取到的燃烧系统运行参数包括但不限于:烟气含氧量、当地大气压力、大气相对湿度、环境温度、高炉煤气压力、高炉煤气温度、高炉煤气流量、转炉煤气压力、转炉煤气温度、转炉煤气流量、空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、空气预热器空气侧进口温度、空气预热器空气侧出口温度、煤气预热器煤气侧进口温度、煤气预热器煤气侧出口温度。
优选地,所述烟气含氧量的测点位置位于空气预热器烟气侧出口和煤气预热器烟气侧入口之间的烟道中。
进一步优选的,如果煤气预热器烟气侧进口与空气预热器烟气侧出口离得很近,则空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度可只测一个。
步骤2,对步骤1获得的数据进行预处理,数据的预处理方式包括但不限于坏点处理和数据平滑处理,得到用于求解煤气热值的有效数据。
步骤3,根据步骤2获得的有效数据,求解高炉煤气和转炉煤气混烧锅炉的入炉煤气热值与锅炉热效率,具体包括以下步骤:
步骤3.1,假定一个初始的高炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000123
假定一个初始的转炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000124
步骤3.2,分别根据假定的高炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000125
和转炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000126
进行高炉煤气和转炉煤气燃烧计算:
步骤3.2.1,根据假定的高炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000127
进行燃烧计算:
步骤3.2.1.1,通过假定的高炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000128
计算每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure BDA0001908982940000129
和每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure BDA00019089829400001210
具体计算公式如下:
每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure BDA00019089829400001211
的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000121
其中,
Figure BDA00019089829400001212
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA00019089829400001213
为假定的高炉煤气干基低位热值,kJ/Nm3;a1=1.955×10-4,b1=0。
每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure BDA00019089829400001214
的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000122
其中,
Figure BDA00019089829400001215
为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA0001908982940000136
为假定的高炉煤气干基低位热值,kJ/Nm3;a2=1.470x10-4,b2=1。
步骤3.2.1.2,高炉煤气特性因子χBFG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000131
其中,χBFG为高炉煤气特性因子;
Figure BDA0001908982940000137
为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA0001908982940000138
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量,Nm3/Nm3(干煤气);
步骤3.2.1.3,高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αBFG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000132
其中,αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量,%;
当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中CO含量时,高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αBFG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000133
其中,αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量,%;φ′(CO)为烟气中CO含量,%;
步骤3.2.1.4,每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)BFG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000134
其中,(Vgy)BFG为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA0001908982940000139
为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA00019089829400001310
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量,Nm3/Nm3(干煤气);αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数。
步骤3.2.1.5,每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量
Figure BDA00019089829400001311
的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000135
其中,
Figure BDA0001908982940000144
为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量,Nm3/Nm3(干煤气);αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;
Figure BDA0001908982940000145
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量,Nm3/Nm3(干煤气);dk为空气的绝对湿度,kg/kg;(dg)BFG为高炉煤气含湿量,kg/Nm3(干煤气)。
上述计算过程中所需的空气的绝对湿度和高炉煤气含湿量数据均可采用简化的设定值,也可采用计算得到的精确值,当空气绝对湿度以及高炉煤气含湿量通过计算得到时,具体计算方法如下:
空气绝对湿度dk的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000141
其中,dk为空气绝对湿度,kg/kg(干空气);pa为当地大气压力,Pa;φ为大气相对湿度,%;ps为环境温度t0下的水蒸气饱和压力,Pa,可通过环境温度t0求解得到;
高炉煤气含湿量(dg)BFG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000142
其中,(dg)BFG为高炉煤气含湿量,kg/Nm3(干煤气);pa为当地大气压力,Pa;(pg)BFG为高炉煤气压力(表压),Pa;(ps′)BFG为高炉煤气温度(tg)BFG下的饱和水蒸气分压力,Pa,可通过高炉煤气温度(tg)BFG求解得到;
步骤3.2.2,根据假定的转炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000146
进行燃烧计算:
步骤3.2.2.1,通过假定的转炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000147
计算每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure BDA0001908982940000149
和每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure BDA0001908982940000148
具体计算公式如下:
每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure BDA00019089829400001410
的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000143
其中,
Figure BDA00019089829400001411
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA00019089829400001412
为假定的转炉煤气干基低位热值,kJ/Nm3;a3=1.858×10-4,b3=0。
每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure BDA00019089829400001413
的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000151
其中,
Figure BDA0001908982940000156
为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA0001908982940000157
为假定的转炉煤气干基低位热值,kJ/Nm3;a4=1.449×10-4,b4=1。
步骤3.2.2.2,计算转炉煤气特性因子χLDG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000152
其中,χLDG为转炉煤气特性因子;
Figure BDA0001908982940000158
为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA0001908982940000159
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量,Nm3/Nm3(干煤气);
步骤3.2.2.3,步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量,转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αLDG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000153
其中,αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量;
进一步优选的,当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中CO含量时,所述的烟气含氧量和烟气中CO含量为同一测点位置的干烟气成分,转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αLDG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000154
其中,αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量,%;φ′(CO)为烟气中CO含量,%;
步骤3.2.2.4,每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)LDG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000155
其中,(Vgy)LDG为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA00019089829400001510
为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA00019089829400001511
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量,Nm3/Nm3(干煤气);αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数。
步骤3.2.2.5,每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量
Figure BDA0001908982940000165
的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000161
其中,
Figure BDA0001908982940000166
为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量,Nm3/Nm3(干煤气);αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;
Figure BDA0001908982940000167
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量,Nm3/Nm3(干煤气);dk为空气的绝对湿度,kg/kg;(dg)LDG为转炉煤气含湿量,kg/Nm3(干煤气)。
上述计算过程中所需的空气的绝对湿度和转炉煤气含湿量数据均可采用简化的设定值,也可采用计算得到的精确值,当空气绝对湿度以及转炉煤气含湿量通过计算得到时,具体计算方法如下:
空气绝对湿度dk的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000162
其中,dk为空气绝对湿度,kg/kg(干空气);pa为当地大气压力,Pa;φ为大气相对湿度,%;ps为环境温度t0下的水蒸气饱和压力,Pa,可通过环境温度t0求解得到;
转炉煤气含湿量(dg)LDG的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000163
其中,(dg)LDG为转炉煤气含湿量,kg/Nm3(干煤气);pa为当地大气压力,Pa;(pg)LDG为转炉煤气压力(表压),Pa;(ps′)LDG为转炉煤气温度(tg)LDG下的饱和水蒸气分压力,Pa,可通过转炉煤气温度(tg)LDG求解得到。
步骤3.3,分别计算入炉转炉煤气干基流量和入炉高炉煤气干基流量:
入炉转炉煤气干基流量的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000164
其中,(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量,Nm3/h;(tg)LDG为转炉煤气温度,℃;pa为当地大气压力,Pa;(pg)LDG为转炉煤气压力(表压),Pa;
Figure BDA0001908982940000168
为实测的入炉转炉煤气流量,m3/h;(dg)LDG为转炉煤气含湿量,kg/Nm3(干煤气)。
入炉高炉煤气干基流量的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000171
其中,(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量,Nm3/h;(tg)BFG为高炉煤气温度,℃;pa为当地大气压力,Pa;(pg)BFG为高炉煤气压力(表压),Pa;
Figure BDA00019089829400001710
为实测的入炉高炉煤气流量,m3/h;(dg)BFG为高炉煤气含湿量,kg/Nm3(干煤气)。
步骤3.4,分别计算空气预热器和煤气预热器换热温度下的干烟气焓、水蒸气焓、空气焓和煤气焓:
(1)高炉煤气燃烧产生的干烟气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000172
Figure BDA0001908982940000173
Figure BDA0001908982940000174
Figure BDA0001908982940000175
其中,θkyq,in为空气预热器烟气侧进口温度,℃;θkyq,out为空气预热器烟气侧出口温度,℃;θmyq,in为煤气预热器烟气侧进口温度,℃;θmyq,out为煤气预热器烟气侧出口温度,℃;(Hgy,kyq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3;(Hgy,kyq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3;(Hgy,myq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3;(Hgy,myq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3
(2)转炉煤气燃烧产生的干烟气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000176
Figure BDA0001908982940000177
Figure BDA0001908982940000178
Figure BDA0001908982940000179
其中,θkyq,in为空气预热器烟气侧进口温度,℃;θkyq,out为空气预热器烟气侧出口温度,℃;(Hgy,kyq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3;(Hgy,kyq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3;θmyq,in为煤气预热器烟气侧进口温度,℃;θmyq,out为煤气预热器烟气侧出口温度,℃;(Hgy,myq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3;(Hgy,myq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3
(3)水蒸气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000181
Figure BDA0001908982940000182
Figure BDA0001908982940000183
Figure BDA0001908982940000184
其中,θkyq,in为空气预热器烟气侧进口温度,℃;θkyq,out为空气预热器烟气侧出口温度,℃;
Figure BDA0001908982940000189
为水蒸气在θkyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3
Figure BDA00019089829400001810
为水蒸气在θkyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3;θmyq,in为煤气预热器烟气侧进口温度,℃;θmyq,out为煤气预热器烟气侧出口温度,℃;
Figure BDA00019089829400001812
为水蒸气在θmyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3
Figure BDA00019089829400001811
为水蒸气在θmyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3
(4)每立方米干空气对应的湿空气在空气预热器空气侧进口温度、空气预热器空气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000185
Figure BDA0001908982940000186
其中,tk,in为空气预热器空气侧进口温度,℃;tk,out为空气预热器空气侧出口温度,℃;Hk,in为每立方米干空气对应的湿空气在tk,in温度下的焓值,kJ/Nm3(干空气);Hk,out为每立方米干空气对应的湿空气在tk,out温度下的焓值,kJ/Nm3(干空气);
(5)每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在煤气预热器煤气侧进口温度、煤气预热器煤气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000187
Figure BDA0001908982940000188
其中,tm,in为煤气预热器煤气侧进口温度,℃;tm,out为煤气预热器煤气侧出口温度,℃;Hm,in为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,in温度下的焓值,kJ/Nm3(干煤气);Hm,out为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,out温度下的焓值,kJ/Nm3(干煤气)。
步骤3.5,煤气预热器烟气侧总放热量Qy,myq的计算公式如下:
Figure BDA0001908982940000191
其中,Qy,myq为煤气预热器烟气侧总放热量,kJ/h;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量,Nm3/h;(Vgy)BFG为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA0001908982940000192
为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量,Nm3/Nm3(干煤气);(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量,Nm3/h;(Vgy)LDG为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA0001908982940000193
为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量,Nm3/Nm3(干煤气);(Hgy,myq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3;(Hgy,myq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3;(Hgy,myq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3;(Hgy,myq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3
Figure BDA0001908982940000194
为水蒸气在θmyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3
Figure BDA0001908982940000199
为水蒸气在θmyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3
步骤3.6,煤气预热器煤气侧总吸热量Qm,myq的计算公式如下:
Qm,myq=((Bg)BFG+(Bg)LDG)(Hm,in-Hm,out)
其中,Qm,myq为煤气预热器煤气侧总吸热量,kJ/h;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量,Nm3/h;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量,Nm3/h;Hm,in为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,in温度下的焓值,kJ/Nm3(干煤气);Hm,out为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,out温度下的焓值,kJ/Nm3(干煤气)。
步骤3.7,将Qy,myq与Qm,myq的差值的绝对值|Qy,myq-Qm,myq|与设定的误差限值ε1进行比较:
当|Qy,myq-Qm,myq|大于误差限值ε1时,重新假定高炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000196
并再次执行步骤3.2至步骤3.7,当|Qy,myq-Qm,myq|小于或等于误差限值ε1时,输出
Figure BDA0001908982940000197
作为当前高炉煤气干基低位热值(Qd,net)BFG
进一步的,当|Qy,myq-Qm,myq|大于设定的误差限值ε1时,将
Figure BDA0001908982940000198
赋值给所述假定的高炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000204
再次执行步骤3.2至步骤3.7,直至|Qy,myq-Qm,myq|小于或等于设定的误差限值ε1
步骤3.8,空气预热器烟气侧总放热量Qy,kyq的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000201
其中,Qy,kyq为空气预热器烟气侧总放热量,kJ/h;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量,Nm3/h;(Vgy)BFG为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA0001908982940000206
为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量,Nm3/Nm3(干煤气);(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量,Nm3/h;(Vgy)LDG为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量,Nm3/Nm3(干煤气);
Figure BDA0001908982940000205
为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量,Nm3/Nm3(干煤气);(Hgy,kyq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3;(Hgy,kyq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3;(Hgy,kyq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3;(Hgy,kyq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3
Figure BDA0001908982940000207
为水蒸气在θkyq,in温度下的焓值,kJ/Nm3
Figure BDA0001908982940000208
为水蒸气在θkyq,out温度下的焓值,kJ/Nm3
步骤3.9,标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000202
其中,Vgk为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量,Nm3/h;Qy,kyq为空气预热器烟气侧总放热量,kJ/h;Hk,in为每立方米干空气对应的湿空气在tin温度下的焓值,kJ/Nm3(干空气);Hk,out为每立方米干空气对应的湿空气在tout温度下的焓值,kJ/Nm3(干空气)。
步骤3.10,流经空气预热器的干空气流量Vgk中转炉煤气燃烧对应的流量(Vgk)LDG的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000203
其中,(Vgk)LDG为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk中转炉煤气燃烧对应的流量,Nm3/h;Vgk为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量,Nm3/h;αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;Δα为漏风系数,为综合炉膛漏风和烟气含氧量测点上游烟道漏风后的漏风系数,对于炉膛和烟道处于正压运行的燃烧设备取值为0,对于炉膛和烟道处于负压运行的燃烧设备则可采用设定值;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量,Nm3/h;(Qd,net)BFG为高炉煤气干基低位热值,kJ/Nm3
步骤3.11,转炉煤气干基低位热值(Qd,net)LDG的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000211
其中,(Qd,net)LDG为转炉煤气干基低位热值计算值,kJ/Nm3;(Vgk)LDG为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk中转炉煤气燃烧对应的流量,Nm3/h;αBFG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;Δα为漏风系数,为综合炉膛漏风和烟气含氧量测点上游烟道漏风后的漏风系数,对于炉膛和烟道处于正压运行的燃烧设备取值为0,对于炉膛和烟道处于负压运行的燃烧设备则可采用设定值;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量,Nm3/h。
步骤3.12,将(Qd,net)LDG
Figure BDA0001908982940000213
的差值的绝对值
Figure BDA0001908982940000214
与设定的误差限值ε2进行比较:
Figure BDA0001908982940000215
大于设定的误差限值ε2时,重新假定转炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000216
并再次执行步骤3.2至步骤3.12,当
Figure BDA0001908982940000217
小于或等于设定值ε2时,转至下一步骤。
进一步的,当
Figure BDA0001908982940000218
大于设定的误差限值ε2时,将
Figure BDA0001908982940000212
赋值给所述假定的转炉煤气干基低位热值
Figure BDA0001908982940000219
再次执行步骤3.2至步骤3.12,直至
Figure BDA00019089829400002110
小于或等于设定的误差限值ε2
步骤3.13,输出(Qd,net)LDG作为最终转炉煤气干基低位热值,输出(Qd,net)BFG作为最终高炉煤气干基低位热值,并计算出混合煤气干基低位热值Qd,net
所述的混合煤气干基低位热值Qd,net的计算公式为:
Figure BDA0001908982940000221
其中,Qd,net为混合煤气干基低位热值,kJ/Nm3;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量,Nm3/h;(Qd,net)BFG为高炉煤气干基低位热值,kJ/Nm3;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量,Nm3/h;(Qd,net)LDG为转炉煤气干基低位热值,kJ/Nm3
本实施例中,煤气热值采用煤气干基低位热值进行求解。在具体实施过程中,煤气热值也可采用煤气干基高位热值进行求解,只是各公式的相关系数要做相应调整。
以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,其特征在于:燃烧系统设置有煤气预热器和空气预热器,所述的燃烧系统将高炉煤气和转炉煤气混合后再送至燃烧器,通过获取燃烧系统运行数据,并对运行数据进行处理,求解得到煤气热值,其具体步骤如下:
步骤1,获取燃烧系统运行参数的实时数据;
步骤2,对步骤1获得的数据进行预处理,得到用于求解煤气热值的有效数据;
步骤3,根据步骤2获得的有效数据,求解煤气热值,具体包括以下步骤:
步骤3.1,假定一个初始的高炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000011
假定一个初始的转炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000012
步骤3.2,分别根据假定的高炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000013
和转炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000014
进行高炉煤气和转炉煤气燃烧计算:
步骤3.2.1,根据假定的高炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000015
进行燃烧计算:
步骤3.2.1.1,通过假定的高炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000016
计算每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure FDA0002940397240000017
和每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure FDA0002940397240000018
步骤3.2.1.2,通过理论干空气量
Figure FDA0002940397240000019
和理论干烟气量
Figure FDA00029403972400000110
计算高炉煤气特性因子χBFG
步骤3.2.1.3,通过高炉煤气特性因子χBFG计算高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αBFG
步骤3.2.1.4,计算每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)BFG
步骤3.2.1.5,计算每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量
Figure FDA00029403972400000111
步骤3.2.2,根据假定的转炉煤气干基热值
Figure FDA00029403972400000112
进行燃烧计算:
步骤3.2.2.1,通过假定的转炉煤气干基热值
Figure FDA00029403972400000113
计算每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure FDA00029403972400000114
和每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure FDA00029403972400000115
步骤3.2.2.2,通过理论干空气量
Figure FDA00029403972400000116
和理论干烟气量
Figure FDA00029403972400000117
计算转炉煤气特性因子χLDG
步骤3.2.2.3,通过转炉煤气特性因子χLDG计算转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αLDG
步骤3.2.2.4,计算每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)LDG
步骤3.2.2.5,计算每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量
Figure FDA0002940397240000021
步骤3.3,分别计算入炉转炉煤气干基流量(Bg)LDG和入炉高炉煤气干基流量(Bg)BFG
步骤3.4,分别计算空气预热器和煤气预热器换热温度下的干烟气焓、水蒸气焓、空气焓和煤气焓;
步骤3.5,计算煤气预热器烟气侧总放热量Qy,myq
步骤3.6,计算煤气预热器煤气侧总吸热量Qm,myq
步骤3.7,将Qy,myq与Qm,myq的差值的绝对值|Qy,myq-Qm,myq|与设定的误差限值ε1进行比较:
当|Qy,myq-Qm,myq|大于误差限值ε1时,重新假定高炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000022
并再次执行步骤3.2至步骤3.7,当|Qy,myq-Qm,myq|小于或等于误差限值ε1时,输出
Figure FDA0002940397240000023
作为当前高炉煤气干基热值(Qd)BFG
步骤3.8,计算空气预热器烟气侧总放热量Qy,kyq
步骤3.9,计算标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk
步骤3.10,计算流经空气预热器的干空气流量Vgk中转炉煤气燃烧对应的流量(Vgk)LDG
步骤3.11,计算转炉煤气干基热值(Qd)LDG
步骤3.12,将(Qd)LDG
Figure FDA0002940397240000024
的差值的绝对值
Figure FDA0002940397240000025
与设定的误差限值ε2进行比较:
Figure FDA0002940397240000026
大于误差限值ε2时,重新假定转炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000027
并再次执行步骤3.2至步骤3.12,当
Figure FDA0002940397240000028
小于或等于误差限值ε2时,转至下一步骤;
步骤3.13,输出(Qd)LDG作为最终转炉煤气干基热值,(Qd)BFG作为最终高炉煤气干基热值,并输出混合煤气干基热值Qd
2.如权利要求1所述的基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,其特征在于:所述的步骤3.2中高炉煤气和转炉煤气燃烧计算的内容包括:
步骤3.2.1,根据假定的高炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000029
进行燃烧计算:
步骤3.2.1.1,通过假定的高炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000031
计算每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure FDA0002940397240000032
和每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure FDA0002940397240000033
具体计算公式如下:
每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure FDA0002940397240000034
的计算公式为:
Figure FDA0002940397240000035
其中,
Figure FDA0002940397240000036
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量;
Figure FDA0002940397240000037
为假定的高炉煤气干基热值;a1、b1为高炉煤气燃烧理论干空气量计算系数;
每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure FDA0002940397240000038
的计算公式为:
Figure FDA0002940397240000039
其中,
Figure FDA00029403972400000310
为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量;
Figure FDA00029403972400000311
为假定的高炉煤气干基热值;a2、b2为高炉煤气燃烧理论干烟气量计算系数;
步骤3.2.1.2,高炉煤气特性因子χBFG的计算公式如下:
Figure FDA00029403972400000312
其中,χBFG为高炉煤气特性因子;
Figure FDA00029403972400000313
为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量;
Figure FDA00029403972400000314
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量;
步骤3.2.1.3,步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量,高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αBFG的计算公式如下:
Figure FDA00029403972400000315
其中,αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量;
当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中CO含量时,高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αBFG的计算公式如下:
Figure FDA00029403972400000316
其中,αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量;φ′(CO)为烟气中CO含量;
步骤3.2.1.4,每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)BFG的计算公式如下:
Figure FDA0002940397240000041
其中,(Vgy)BFG为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure FDA0002940397240000042
为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量;
Figure FDA0002940397240000043
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量;αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;
步骤3.2.1.5,每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量
Figure FDA0002940397240000044
的计算公式如下:
Figure FDA0002940397240000045
其中,
Figure FDA0002940397240000046
为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;
Figure FDA0002940397240000047
为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量;dk为空气的绝对湿度;(dg)BFG为高炉煤气含湿量;
步骤3.2.2,根据假定的转炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000048
进行燃烧计算:
步骤3.2.2.1,通过假定的转炉煤气干基热值
Figure FDA0002940397240000049
计算每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure FDA00029403972400000410
和每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure FDA00029403972400000411
具体计算公式如下:
每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量
Figure FDA00029403972400000412
的计算公式为:
Figure FDA00029403972400000413
其中,
Figure FDA00029403972400000414
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量;
Figure FDA00029403972400000415
为假定的转炉煤气干基热值;a3、b3为转炉煤气燃烧理论干空气量计算系数;
每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量
Figure FDA00029403972400000416
的计算公式为:
Figure FDA00029403972400000417
其中,
Figure FDA00029403972400000418
为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量;
Figure FDA00029403972400000419
为假定的转炉煤气干基热值;a4、b4为转炉煤气燃烧理论干烟气量计算系数;
步骤3.2.2.2,计算转炉煤气特性因子χLDG的计算公式如下:
Figure FDA0002940397240000051
其中,χLDG为转炉煤气特性因子;
Figure FDA0002940397240000052
为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量;
Figure FDA0002940397240000053
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量;
步骤3.2.2.3,步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量,转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αLDG的计算公式如下:
Figure FDA0002940397240000054
其中,αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量;
当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中CO含量时,转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αLDG的计算公式如下:
Figure FDA0002940397240000055
其中,αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;φ′(O2)为烟气含氧量;φ′(CO)为烟气中CO含量;
步骤3.2.2.4,每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(Vgy)LDG的计算公式如下:
Figure FDA0002940397240000056
其中,(Vgy)LDG为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure FDA0002940397240000057
为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量;
Figure FDA0002940397240000058
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量;αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;
步骤3.2.2.5,每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量
Figure FDA0002940397240000059
的计算公式如下:
Figure FDA00029403972400000510
其中,
Figure FDA00029403972400000511
为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;
Figure FDA00029403972400000512
为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量;dk为空气的绝对湿度;(dg)LDG为转炉煤气含湿量。
3.如权利要求2所述的基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,其特征在于:所述的步骤1中采集到的燃烧系统运行参数包括转炉煤气温度、当地大气压力、转炉煤气压力、转炉煤气流量、高炉煤气温度、高炉煤气压力和高炉煤气流量,所述的步骤3.3中入炉转炉煤气干基流量(Bg)LDG和入炉高炉煤气干基流量(Bg)BFG的计算公式如下:
入炉转炉煤气干基流量(Bg)LDG的计算公式为:
Figure FDA0002940397240000061
其中,(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量;(tg)LDG为转炉煤气温度;pa为当地大气压力;(pg)LDG为转炉煤气压力,表压;
Figure FDA0002940397240000062
为实测的入炉转炉煤气流量;(dg)LDG为转炉煤气含湿量;
入炉高炉煤气干基流量(Bg)BFG的计算公式为:
Figure FDA0002940397240000063
其中,(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(tg)BFG为高炉煤气温度;pa为当地大气压力;(pg)BFG为高炉煤气压力,表压;
Figure FDA0002940397240000064
为实测的入炉高炉煤气流量;(dg)BFG为高炉煤气含湿量。
4.如权利要求3所述的基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,其特征在于:所述的步骤1中采集到的燃烧系统运行参数包括空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度、空气预热器空气侧进口温度、空气预热器空气侧出口温度、煤气预热器煤气侧进口温度和煤气预热器煤气侧出口温度,所述的步骤3.4中空气预热器和煤气预热器换热温度下的干烟气焓、水蒸气焓、空气焓和煤气焓的计算公式如下:
(1)高炉煤气燃烧产生的干烟气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure FDA0002940397240000065
Figure FDA0002940397240000066
Figure FDA0002940397240000067
Figure FDA0002940397240000068
其中,θkyq,in为空气预热器烟气侧进口温度;θkyq,out为空气预热器烟气侧出口温度;θmyq,in为煤气预热器烟气侧进口温度;θmyq,out为煤气预热器烟气侧出口温度;(Hgy,kyq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值;(Hgy,kyq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值;(Hgy,myq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值;(Hgy,myq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值;
(2)转炉煤气燃烧产生的干烟气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure FDA0002940397240000071
Figure FDA0002940397240000072
Figure FDA0002940397240000073
Figure FDA0002940397240000074
其中,θkyq,in为空气预热器烟气侧进口温度;θkyq,out为空气预热器烟气侧出口温度;(Hgy,kyq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值;(Hgy,kyq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值;θmyq,in为煤气预热器烟气侧进口温度;θmyq,out为煤气预热器烟气侧出口温度;(Hgy,myq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值;(Hgy,myq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值;
(3)水蒸气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure FDA0002940397240000075
Figure FDA0002940397240000076
Figure FDA0002940397240000077
Figure FDA0002940397240000078
其中,θkyq,in为空气预热器烟气侧进口温度;θkyq,out为空气预热器烟气侧出口温度;
Figure FDA0002940397240000079
为水蒸气在θkyq,in温度下的焓值;
Figure FDA00029403972400000710
为水蒸气在θkyq,out温度下的焓值;θmyq,in为煤气预热器烟气侧进口温度;θmyq,out为煤气预热器烟气侧出口温度;
Figure FDA00029403972400000711
为水蒸气在θmyq,in温度下的焓值;
Figure FDA00029403972400000712
为水蒸气在θmyq,out温度下的焓值;
(4)每立方米干空气对应的湿空气在空气预热器空气侧进口温、空气预热器空气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure FDA00029403972400000713
Figure FDA0002940397240000081
其中,tk,in为空气预热器空气侧进口温度;tk,out为空气预热器空气侧出口温度;Hk,in为每立方米干空气对应的湿空气在tk,in温度下的焓值;Hk,out为每立方米干空气对应的湿空气在tk,out温度下的焓值;
(5)每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在煤气预热器煤气侧进口温度、煤气预热器煤气侧出口温度下的焓值的计算公式如下:
Figure FDA0002940397240000082
Figure FDA0002940397240000083
其中,tm,in为煤气预热器煤气侧进口温度;tm,out为煤气预热器煤气侧出口温度;Hm,in为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,in温度下的焓值;Hm,out为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,out温度下的焓值。
5.如权利要求4所述的基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,其特征在于:所述的步骤3.5中煤气预热器烟气侧总放热量Qy,myq的计算公式为:
Figure FDA0002940397240000084
其中,Qy,myq为煤气预热器烟气侧总放热量;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(Vgy)BFG为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure FDA0002940397240000085
为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量;(Vgy)LDG为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure FDA0002940397240000086
为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;(Hgy,myq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值;(Hgy,myq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值;(Hgy,myq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,in温度下的焓值;(Hgy,myq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq,out温度下的焓值;
Figure FDA0002940397240000087
为水蒸气在θmyq,in温度下的焓值;
Figure FDA0002940397240000088
为水蒸气在θmyq,out温度下的焓值。
6.如权利要求5所述的基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,其特征在于:所述的步骤3.6中煤气预热器煤气侧总吸热量Qm,myq的计算公式为:
Qm,myq=((Bg)BFG+(Bg)LDG)(Hm,in-Hm,out)
其中,Qm,myq为煤气预热器煤气侧总吸热量;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量;Hm,in为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,in温度下的焓值;Hm,out为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm,out温度下的焓值。
7.如权利要求6所述的基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,其特征在于:所述的步骤3.8中空气预热器烟气侧总放热量Qy,kyq的计算公式为:
Figure FDA0002940397240000091
其中,Qy,kyq为空气预热器烟气侧总放热量;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(Vgy)BFG为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure FDA0002940397240000092
为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量;(Vgy)LDG为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量;
Figure FDA0002940397240000093
为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量;(Hgy,kyq,in)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值;(Hgy,kyq,out)BFG为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值;(Hgy,kyq,in)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,in温度下的焓值;(Hgy,kyq,out)LDG为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq,out温度下的焓值;
Figure FDA0002940397240000096
为水蒸气在θkyq,in温度下的焓值;
Figure FDA0002940397240000094
为水蒸气在θkyq,out温度下的焓值。
8.如权利要求7所述的基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,其特征在于:所述的步骤3.9中标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk的计算公式为:
Figure FDA0002940397240000095
其中,Vgk为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量;Qy,kyq为空气预热器烟气侧总放热量;Hk,in为每立方米干空气对应的湿空气在tin温度下的焓值;Hk,out为每立方米干空气对应的湿空气在tout温度下的焓值。
9.如权利要求8所述的基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,其特征在于:所述的步骤3.10中流经空气预热器的干空气流量Vgk中转炉煤气燃烧对应的流量(Vgk)LDG的计算公式为:
Figure FDA0002940397240000101
其中,(Vgk)LDG为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk中转炉煤气燃烧对应的流量;Vgk为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量;αBFG为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数;Δα为漏风系数,为综合炉膛漏风和烟气含氧量测点上游烟道漏风后的漏风系数;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(Qd)BFG为高炉煤气干基热值;
步骤3.11中转炉煤气干基热值(Qd)LDG的计算公式为:
Figure FDA0002940397240000102
其中,(Qd)LDG为转炉煤气干基热值计算值;(Vgk)LDG为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量Vgk中转炉煤气燃烧对应的流量;αLDG为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数;Δα为漏风系数;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量。
10.如权利要求8所述的基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法,其特征在于:所述的步骤3.13中混合煤气干基热值Qd的计算公式为:
Figure FDA0002940397240000103
其中,Qd为混合煤气干基热值;(Bg)BFG为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量;(Qd)BFG为高炉煤气干基热值;(Bg)LDG为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量;(Qd)LDG为转炉煤气干基热值。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112444326B (zh) * 2019-08-27 2022-08-16 宝山钢铁股份有限公司 混合煤气热值的计算方法
CN111307223B (zh) * 2019-11-14 2021-11-16 广东韶钢松山股份有限公司 一种混合煤气分析测定方法
CN112285158B (zh) * 2020-10-29 2022-03-22 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种冶金煤气燃烧特性的测试装置及方法
CN114295677B (zh) * 2021-12-31 2023-09-01 西南石油大学 一种基于铝热熔融效应的废弃油气井封堵实验方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004257790A (ja) * 2003-02-25 2004-09-16 Yazaki Corp ガス物性値の測定方法
CN107796851A (zh) * 2017-11-21 2018-03-13 江苏海事职业技术学院 高炉煤气锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法
CN107808072A (zh) * 2017-11-21 2018-03-16 江苏海事职业技术学院 基于煤气热值的冶金煤气燃烧计算方法
CN107844682A (zh) * 2017-11-21 2018-03-27 江苏海事职业技术学院 基于煤气热值和烟气成分的转炉煤气成分软测量方法
CN107944212A (zh) * 2017-11-21 2018-04-20 江苏海事职业技术学院 煤粉与煤气混烧锅炉入炉煤量软测量方法
CN107944132A (zh) * 2017-11-21 2018-04-20 江苏海事职业技术学院 一种高精度的冶金煤气简化燃烧计算方法
CN107977496A (zh) * 2017-11-21 2018-05-01 江苏海事职业技术学院 适用于不可燃气体成分含量较高煤气的燃烧计算方法
CN109580711A (zh) * 2018-12-17 2019-04-05 江苏海事职业技术学院 高炉煤气与转炉煤气混烧条件下的煤气热值软测量方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004257790A (ja) * 2003-02-25 2004-09-16 Yazaki Corp ガス物性値の測定方法
CN107796851A (zh) * 2017-11-21 2018-03-13 江苏海事职业技术学院 高炉煤气锅炉入炉煤气热值与锅炉热效率在线监测方法
CN107808072A (zh) * 2017-11-21 2018-03-16 江苏海事职业技术学院 基于煤气热值的冶金煤气燃烧计算方法
CN107844682A (zh) * 2017-11-21 2018-03-27 江苏海事职业技术学院 基于煤气热值和烟气成分的转炉煤气成分软测量方法
CN107944212A (zh) * 2017-11-21 2018-04-20 江苏海事职业技术学院 煤粉与煤气混烧锅炉入炉煤量软测量方法
CN107944132A (zh) * 2017-11-21 2018-04-20 江苏海事职业技术学院 一种高精度的冶金煤气简化燃烧计算方法
CN107977496A (zh) * 2017-11-21 2018-05-01 江苏海事职业技术学院 适用于不可燃气体成分含量较高煤气的燃烧计算方法
CN109580711A (zh) * 2018-12-17 2019-04-05 江苏海事职业技术学院 高炉煤气与转炉煤气混烧条件下的煤气热值软测量方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于燃料特性实时修正的煤气锅炉热效率在线监测方法;叶亚兰 等;《热能动力工程》;20140331;第29卷(第2期);第175-180页 *
高炉煤气锅炉热效率计算方法;叶亚兰 等;《热力发电》;20150331;第44卷(第3期);第21-27页 *

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