CN113744811B - 一种在线调整高炉热量的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在线调整高炉热量的计算方法，直接从高炉监控仪表上采集数据进行计算，根据计算值调整高炉热量，包括：高炉热量输入计算：Q_输入＝Q_煤气+Q_热风，其中，Q_煤气‑每吨铁生成煤气发生热量；Q_热风—每吨铁风耗带入的热量；高炉热量输出计算Q_输出＝Q_铁水显热+Q_{铁氧化物分解热}+Q_炉渣显热+Q_煤气温度+Q_水系统；高炉热平衡率计算：高炉热平衡率＝(Q_输入‑Q_输出)/Q_输入。优点是：可快速判断出炉内热能波动的状态，为高炉稳产提供定量的操作依据。

Description

一种在线调整高炉热量的计算方法

技术领域

本发明属于高炉操作领域，尤其涉及一种在线调整高炉热量的计算方法。

背景技术

高炉煤气成分变化、炉体水温差变化、铁水物理热变化对高炉的热能有一定影响，高炉根据产生煤气的成分、煤气量、风量和风温作为高炉热量输入项，分析高炉内部反应，产生物所带走的显热、及水系统带走的热量作为热能输出项，计算出高炉热量输入项和输出项是否在合理的控制范围内，否则通过热量的补偿将高炉热量输出项和输入项控制在合理范围内。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种在线调整高炉热量的计算方法，能够将高炉热能平衡率量化，为高炉操作者提供依据。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种在线调整高炉热量的计算方法，直接从高炉监控仪表上采集数据进行计算，根据计算值调整高炉热量，包括：

1)高炉热量输入计算

Q_输入＝Q_煤气+Q_热风 (1)

式(1)中，Q_煤气-每吨铁生成煤气发生热量，单位：kJ；

Q_热风—每吨铁风耗带入的热量，单位：kJ；

2)高炉热量输出计算

Q_输出＝Q_铁水显热+Q_{铁氧化物分解热}+Q_炉渣显热+Q_煤气温度+Q_水系统 (2)

式(2)中，Q_铁水显热-每吨铁铁水带出的热量，单位：kJ；

Q_{铁氧化物分解热}-每吨铁氧化物分解所需吸收的热量，单位：kJ；

Q_炉渣显热-每吨铁生成的炉渣所带出的热量，单位：kJ；

Q_煤气温度-每吨铁产生的煤气所带走的热量，单位：kJ；

Q_水系统-每吨铁水系统所带走的热量，单位：kJ；

3)高炉热平衡率计算

高炉热平衡率＝(Q_输入-Q_输出)/Q_输入 (3)

式(3)中，Q_输入-高炉热量输入值，单位：kJ；Q_输出-高炉热量输出值，单位：kJ；

高炉操作者根据高炉热平衡率的波动情况调整燃料：如果高于高炉热平衡率计算值，则降低高炉燃料消耗，如果低于高炉热平衡率计算值，则提高高炉燃料消耗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过高炉热平衡率的计算，可快速判断出炉内热能波动的状态，通过热量增减方式保证炉内热量平衡，为高炉稳产提供定量的操作依据。将热平衡率纳入日常操作参数，建立通过热平衡率波动来调整热量；定期用热平衡率基础数据进行分析与校正。

具体实施方式

下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

实施例

高炉在线调整热平衡率的方法，直接从高炉监控仪表上采集数据进行计算，根据计算值调整高炉热量，包括：

1、高炉热量输入计算Q_输入＝Q_煤气+Q_热风

1)焦炭在高炉中燃料生成CO、CO₂所产生的热量。

焦炭生成1mol CO(22.4升)产量热量125.5kJ，生成1mol CO₂(22.4升)产量热量408.8kJ。

按照煤气中的成分CO含量23.86％，CO₂含量19.3％计算，则生成1mol(22.4升)煤气产量的热量：23.86％×125.5+19.3％×408.8＝108.8427kJ。

高炉吨铁产生的煤气量按1650m³计算，吨铁生成煤气的热量：

Q_煤气＝1650×1000/22.4×108.8427＝8017431kJ/吨铁。

2)高炉热风带入的热量：

1mol热风温度每升高1℃，热量变动29kJ，高炉吨铁耗风量1200m³，热风温度按1180℃计算：Q_热风-＝1200×1180/22.4×29＝1833214kJ/吨铁。

Q_输入＝8017431+1833214＝9850645kJ/吨铁

2、高炉热量输出项

Q_输出＝Q_铁水显热+Q_{铁氧化物分解热}+Q_炉渣显热+Q_煤气温度+Q_水系统 (2)

式(2)中，Q_铁水显热-每吨铁铁水带出的热量，单位：kJ；

Q_{铁氧化物分解热}-每吨铁氧化物分解所需吸收的热量，单位：kJ；

Q_炉渣显热-每吨铁生成的炉渣所带出的热量，单位：kJ；

Q_煤气温度-每吨铁产生的煤气所带走的热量，单位：kJ；

Q_水系统-每吨铁水系统所带走的热量，单位：kJ；包括风口冷却、高炉本体冷却。

例如：

铁水物理热1500℃，Q_铁水显热＝1965000kJ/吨铁

氧化物分解吸收热量：Q_{铁氧化物分解热}＝6193000kJ/吨铁

高炉渣带出热量：Q_{铁氧化物分解热}＝742000kJ/吨铁

吨铁煤气带出的热量：

煤气温度200℃，1mol煤气温度每波动1℃，热量变动29kJ，煤气发生量1650m³/吨铁

Q_煤气温度＝1650/22.4×1000×29×200＝427232kJ/吨铁

高炉冷却系统：风口小套水量900m³/h，温差5℃，风口中套水量200m³/h，温差1℃，高炉本水量6900m³/h，温差2.5℃，水温差波动1℃，热量波动4.2kJ/kg，高炉产量6500t/d。

Q_水系统＝(900×5+200×1+6900×2.5)×1000×4.2×24/6500＝340394kJ/吨铁Q_输出＝1965000+6193000+742000+427232+340394＝9667626kJ/吨铁

3、热平衡率

以某2600m³为例，正常炉况下热平衡率为＝(Q_输入-Q_输出)/Q_输入＝(9850645-9667626)/9850645＝1.86％；

此高炉热平衡率控制在1.86％，如果高于1.86％，需要根据热量计算降低高炉燃料消耗，如果低于1.86％，需要根据热量计算提高高炉燃料消耗。

例如：此高炉通过优化装料制度，使炉顶温度降低至180℃，高炉热平衡率增加至2.29％，增加热量进入炉内，会导致高炉炉温升高，需要对高炉热量平衡，降低操作焦比：

(2.29％-1.86％)×9850645＝42357kJ，焦炭热量为30000kJ/kg，所以需降低约1.4kg/吨铁焦比。

Claims (1)

1.一种在线调整高炉热量的计算方法，其特征在于，直接从高炉监控仪表上采集数据进行计算，根据计算值调整高炉热量，包括：

1)高炉热量输入计算

Q_输入＝Q_煤气+Q_热风 (1)

式(1)中，Q_煤气-每吨铁生成煤气发生热量，单位：kJ；

Q_热风—每吨铁风耗带入的热量，单位：kJ；

2)高炉热量输出计算

Q_输出＝Q_铁水显热+Q_{铁氧化物分解热}+Q_炉渣显热+Q_煤气温度+Q_水系统 (2)

式(2)中，Q_铁水显热-每吨铁铁水带出的热量，单位：kJ；

Q_{铁氧化物分解热}-每吨铁氧化物分解所需吸收的热量，单位：kJ；

Q_炉渣显热-每吨铁生成的炉渣所带出的热量，单位：kJ；

Q_煤气温度-每吨铁产生的煤气所带走的热量，单位：kJ；

Q_水系统-每吨铁水系统所带走的热量，单位：kJ；

3)高炉热平衡率计算

高炉热平衡率＝(Q_输入-Q_输出)/Q_输入 (3)

式(3)中，Q_输入-高炉热量输入值，单位：kJ；Q_输出-高炉热量输出值，单位：kJ；

高炉操作者根据高炉热平衡率的波动情况调整燃料：如果高于高炉热平衡率计算值，则降低高炉燃料消耗，如果低于高炉热平衡率计算值，则提高高炉燃料消耗。