CN112434852A - 一种高炉送风制度合理性的评价方法 - Google Patents

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杜屏
张建良
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University of Science and Technology Beijing USTB
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Abstract

本发明公开了一种高炉送风制度合理性的评价方法,其利用量化指标体现实时送风制度的效果,以当时的高炉生产状态作为评价标准,建立数据库通过一段时间的大数据分析得出量化指标的最优值,进而得到高炉送风制度的合理性的评价标准。

Description

一种高炉送风制度合理性的评价方法
技术领域
本发明涉及了一种高炉送风制度合理性的评价方法,属于高炉炼铁领域。
背景技术
随着高炉大型化发展,高炉操作难度增加,高炉顺行成为高炉工作者日益关心的问题。送风制度是高炉操作基本的制度之一,高炉送风制度直接影响高炉煤气流的分布和炉缸活跃性,最终影响高炉的顺行情况。
现阶段高炉生产过程中,高炉生产检测设备会检测出高炉表面生产参数,由于高炉内部高温高压环境以及高炉自身的复杂性。无法通过检测仪器检测出高炉内部的生产参数。且高炉内部环境复杂多变,高炉瞬时状态参数不能代表高炉现时间段生产的整体情况。难以对高炉送风制度合理性做出定性评价。
现如今未出现对高炉送风制度合理性的评价措施。
发明内容
为解决以上技术问题,本发明提出了利用量化指标体现实时送风制度的效果,以定量的方式建立高炉送风制度与高炉生产状态之间的关系,确定最优化量化指标值,从而判定高炉送风制度的合理性。
为了实现上述技术目的,本发明采用如下技术方案;
一种高炉送风制度合理性的评价方法,利用量化指标体现实时送风制度的效果,以当时的高炉生产状态作为评价标准,建立数据库通过一段时间的大数据分析得出量化指标的最优值,进而得到高炉送风制度的合理性的评价标准;具体步骤如下:
步骤1、选择量化指标:选择高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比,记录为η,作为高度送风制度效果的量化指标;
步骤2、选择评价标准:以炉况波动次数作为评价标准;
步骤3、建立数据库:采集一段时间的高炉生产参数,包括鼓风动能、鼓风风速、喷煤量、装入焦炭的平均粒度、风口数目、风口伸入长度以及炉缸直径;记录同时间段内炉况的波动次数;
步骤4、输出量化指标的最优值范围:利用数据库中的生产参数数值计算步骤1中选择的量化指标的数值,确定炉况波动次数最大值,筛选出炉况波动次数小于此最大值时对应的高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比的数值;经过数据的平均处理得到所述高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比的最优值范围;
步骤5、判定高炉送风制度合理性:实时输出高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比数值,当其不在最优值范围内时,进行高炉送风制度不合理报警,提示操作人员进行高炉送风制度调整。
进一步的,步骤1中的高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比,记录为η,其计算公式如下:
Figure BDA0002790646740000021
其中:DR为高炉风口回旋区长度,单位为m;d为炉缸直径,单位为m;
所述高炉风口回旋区长度DR的计算公式为
DR=0.88+0.000092E-0.00031×Pc/n+L
其中:E为鼓风动能,单位为kg·m/s;Pc为喷煤量,单位为kg/h;L为风口伸入长度,单位为m;n为风口数目。
进一步的,所述步骤3中,所采集的高炉生产参数,需要来自不同炉型的高炉。
进一步的,所述步骤1中,量化指标,还包括,所述高炉风口回旋区长度,记录为DR和高炉风口回旋区高度,记录为HR;所述高炉风口回旋区高度HR的计算公式为
Figure BDA0002790646740000022
其中:VoT为风口的鼓风风速,单位为m/s;g为重力加速度,单位为m/s;dpc为装入焦炭的平均粒度,单位为m。
进一步的,在步骤4中,所述炉况波动次数最大值为小于等于1次/月。
进一步的,在步骤5中,所述的高炉送风制度调整方法为,调整风口伸入长度。
有益效果
本方案的实施,将高炉送风制度的合理性效果量化为高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比,同时建立了高炉送风制度与高炉生产状态之间的关系。
在计算高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比的同时,将高炉风口的回旋区大小作为辅助判定数值,可以更准确的发现是什么因素影响了当前高炉送风制度的效果。
通过数学模型得到高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比和高炉内部回旋区大小,输出结果不受人为因素影响,无需经验判定放行。
附图说明
图1为高炉风口回旋区与同一高度炉缸横向截面俯视图示意图俯视示意图;
图2为增加了风口伸入长度后,高炉风口回旋区与同一高度炉缸横向截面俯视图示意图;
符号说明:
1.死焦堆、2.回旋区外层焦炭、3.高炉风口回旋区、4.风口小套、5.碳钢管。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的一个具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式限制。
一种高炉送风制度合理性的评价方法,利用量化指标体现实时送风制度的效果,以当时的高炉生产状态作为评价标准,建立数据库通过一段时间的大数据分析得出量化指标的最优值,进而得到高炉送风制度的合理性的评价标准,具体步骤如下:
步骤1、选择量化指标:选择高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比,记录为η,作为高度送风制度效果的量化指标;根据高炉生产实践和理论研究表明,高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比η决定了上部炉料下降的状态,从而造成了高炉作业顺行与否的基本条件。
上述步骤1中,量化指标还包括,高炉风口回旋区长度,记录为DR和高炉风口回旋区高度,记录为HR;上述两个数值可以表现高炉风口回旋区的大小,作为辅助判定数值,可以更准确的发现是哪些因素影响了当前高炉送风制度的效果。
上述步骤1中,高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比η、高炉风口回旋区长度DR和高炉风口回旋区高度HR的计算公式分别为:
Figure BDA0002790646740000031
其中:DR为高炉风口回旋区长度(m);d为炉缸直径(m);
DR=0.88+0.000092E-0.00031×Pc/n+L
其中:E为鼓风动能(kg·m/s);Pc为喷煤量(kg/h);L为风口伸入长度(m);n为风口数目;
Figure BDA0002790646740000032
其中:VoT为风口的鼓风风速(m/s);g为重力加速度(m/s);dpc为装入焦炭的平均粒度(m)。
步骤2、选择评价标准:以炉况波动次数作为评价标准,炉况波动次数少说明对应的高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比为合理的。
步骤3、建立数据库:采集一段时间的来自不同炉型的高炉生产参数,包括鼓风动能E (kg·m/s)、风口的鼓风风速VoT(m/s)、喷煤量Pc(kg/h)、装入焦炭的平均粒度dpc(m)、风口数目n、风口伸入长度L(m)以及炉缸直径d(m);记录同时间段内炉况的波动次数。
上述步骤3中,采集不同炉型高炉的生产参数,由于炉缸直径d(m)的数值不同,导致其他的高炉生产参数均有变化,采集不同炉型的高炉生产参数,可以增加数据量,使得到的输出值能覆盖更多的高炉。
步骤4、输出量化指标的最优值范围:利用数据库中的生产参数数值计算出高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比η,高炉风口回旋区长度DR和高炉风口回旋区高度HR确定炉况波动次数最大值,优选的,最大值为小于等于1次/月;筛选出炉况波动次数小于此最大值时对应的高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比的数值;经过数据的平均处理得到高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比η的最优值范围。
步骤5、判定高炉送风制度合理性:实时输出高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比数值η,当其不在最优值范围内时,进行高炉送风制度不合理报警,提示操作人员进行高炉送风制度调整,此时操作人员检查高炉风口回旋区长度DR和高炉风口回旋区高度 HR,由于生产现场调整需要考虑生产调节经济性,优选的,可以通过改变风口伸入炉缸内的长度,来改变风口回旋区大小占比。
如图1所示,高炉风口回旋区3与同一高度炉缸横向截面俯视图示意图,此时η不在最优值范围内,操作人员通过高炉风口内部插入一根碳钢管5,增加风口小套4伸入炉缸内部的深度,如图2所示,为增加了风口伸入长度后,高炉风口回旋区3与同一高度炉缸横向截面俯视图示意图,可见高炉风口回旋区3在同一高度炉缸横向方向上的占比数值η增大。
上述实施例仅说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明,任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种高炉送风制度合理性的评价方法,其特征在于,利用量化指标体现实时送风制度的效果,以当时的高炉生产状态作为评价标准,建立数据库通过一段时间的大数据分析得出量化指标的最优值,进而得到高炉送风制度的合理性的评价标准;具体步骤如下:
步骤1、选择量化指标:选择高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比,记录为η,作为高度送风制度效果的量化指标;
步骤2、选择评价标准:以炉况波动次数作为评价标准;
步骤3、建立数据库:采集一段时间的高炉生产参数,包括鼓风动能、鼓风风速、喷煤量、装入焦炭的平均粒度、风口数目、风口伸入长度以及炉缸直径;记录同时间段内炉况的波动次数;
步骤4、输出量化指标的最优值范围:利用数据库中的生产参数数值计算步骤1中选择的量化指标的数值,确定炉况波动次数最大值,筛选出炉况波动次数小于此最大值时对应的高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比的数值;经过数据的平均处理得到所述高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比的最优值范围;
步骤5、判定高炉送风制度合理性:实时输出高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比数值,当其不在最优值范围内时,进行高炉送风制度不合理报警,提示操作人员进行高炉送风制度调整。
2.根据权利要求1所述的高炉送风制度合理性的评价方法,其特征在于,步骤1中的高炉风口回旋区在同一高度炉缸横向方向上的占比,记录为η,其计算公式如下:
Figure FDA0002790646730000011
其中:DR为高炉风口回旋区长度,单位为m;d为炉缸直径,单位为m;
所述高炉风口回旋区长度DR的计算公式为
DR=0.88+0.000092E-0.00031×Pc/n+L
其中:E为鼓风动能,单位为kg·m/s;Pc为喷煤量,单位为kg/h;L为风口伸入长度,单位为m;n为风口数目。
3.根据权利要求1所述的高炉送风制度合理性的评价方法,其特征在于,所述步骤3中,所采集的高炉生产参数,需要来自不同炉型的高炉。
4.根据权利要求1或2所述的高炉送风制度合理性的评价方法,其特征在于,所述步骤1中,量化指标,还包括,所述高炉风口回旋区长度,记录为DR和高炉风口回旋区高度,记录为HR;所述高炉风口回旋区高度HR的计算公式为
Figure FDA0002790646730000021
其中:VoT为风口的鼓风风速,单位为m/s;g为重力加速度,单位为m/s;dpc为装入焦炭的平均粒度,单位为m。
5.根据权利要求1所述的高炉送风制度合理性的评价方法,其特征在于,在步骤4中,所述炉况波动次数最大值为小于等于1次/月。
6.根据权利要求1所述的高炉送风制度合理性的评价方法,其特征在于,在步骤5中,所述的高炉送风制度调整方法为,调整风口伸入长度。
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