CN114058766A - 一种复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法及系统，该控制方法及系统用于对粉剂喷吹系统的粉末流量调节阀的控制来实现对喷吹速率的控制，能够实时、自动控制粉末流量调节阀，并及时的纠正实际喷吹速率与设定速率之间的偏差，在喷吹罐压力、喷吹载气流量及压力、铁水罐中静压等外部因素发生变化时，该申请能够及时调整流量调节阀开度，从而实现快速稳定喷吹速率，无需人工干预，增强了系统的适应能力，保证了铁水脱硫的稳定运行，为铁水脱硫及后续转炉炼钢创造良好条件。并且，该控制方法简化了脱硫工艺，可减少生产过程中操作工人的人工调节，降低劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法及系统。
背景技术
铁水脱硫是钢铁冶炼中的重要环节，对提高钢水质量有重要作用。复合喷吹脱硫是铁水脱硫中应用广泛的一种脱硫工艺，即采用钝化镁粉和石灰两种混合脱硫剂，脱硫剂通过喷吹系统加入到铁水中参与脱硫反应。Mg颗粒和CaO粉的混合物经喷枪喷入铁水罐底部，Mg颗粒在侵入铁水后会迅速气化变成气泡，气泡在上浮的过程中与铁水中的S发生反应，达到脱除铁水中S的目的。若粉剂喷吹速率过快，气泡迅速上浮来不及与铁水中的S反应，降低了脱硫粉剂的利用率，增加了脱硫粉剂消耗，增加了生产成本，且铁水罐中喷溅烟罩，存在安全隐患；若喷吹速率过慢，则脱硫处理时间延长，铁水温降增大，对后续转炉炼钢生产不利，因此脱硫粉剂喷吹速率的稳定性直接影响铁水脱硫效果以及后续炼钢处理工序的衔接。
但是在现有复合喷吹脱硫系统中，受到喷吹罐压力、喷吹载气流量及压力、粉末流量调节阀响应速率及精度、铁水罐中静压等外部因素的影响，喷吹速率往往波动很大。
因此，提高复合喷吹粉剂喷吹速率的稳定性，可提高脱硫剂利用率、降低脱硫剂消耗、减少脱硫处理时间、降低铁水温降、减少铁水喷溅，对复合喷吹脱硫的高效运行具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法及系统，通过对粉剂喷吹系统的流量调节阀进行控制来实现对喷吹速率的控制。
为解决上述技术问题，本发明提供一种复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法，包括以下步骤：
S1：获取粉末流量调节阀的开度与喷吹速率之间的关系函数；
S2：根据工艺要求设定喷吹速率初始值；
S3：根据设定的所述喷吹速率初始值和关系函数对流量调节阀开度进行动态调节；所述关系函数为：
Y＝y(x)＝a×x3+b×x2+c×x+z
式中：Y为流量调节阀开度；x为设定的喷吹速率初始值；a、b、c、z为根据实际工艺情况确定的常数。
进一步地，所述步骤S3具体包括：
S31：根据设定的所述喷吹速率初始值和关系函数调节流量调节阀开度；
S32：实时监测喷吹速率实际值，并按照预设频率实时采集监测到的所述喷吹速率实际值作为采样信号；
S33：将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较，当所述采样信号与喷吹速率初始值保持一致时，保持流量调节阀开度不变；否则，重复步骤S31；
S34：重复步骤S32和步骤S33，直至加工完成。
进一步地，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，然后根据比较结果调节流量调节阀开度；其中，N>2。
进一步地，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，然后根据比较结果调节流量调节阀开度；其中，N＝5。
进一步地，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续采集的N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；当持续求得M个所述第一均值时，覆盖掉第M个所述第一均值，再分别去掉M个所述第一均值的最大值和最小值后，对剩下的第一均值求均值得到第二均值，然后使所述第二均值作为第M个第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；其中，M>5。
进一步地，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续采集的N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；当持续求得M个所述第一均值时，覆盖掉第M个所述第一均值，再分别去掉M个所述第一均值的最大值和最小值后，对剩下的第一均值求均值得到第二均值，然后使所述第二均值作为第M个第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；其中，M＝12。
此外，本发明还提供了一种复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制系统，包括关系函数确定模块、喷吹速率初始值设定模块和流量调节阀开度控制模块；
关系函数确定模块，用于获取粉末流量调节阀的开度与喷吹速率之间的关系函数；
喷吹速率初始值设定模块，用于根据工艺要求设定喷吹速率初始值；
流量调节阀开度控制模块，用于根据设定的所述喷吹速率初始值和关系函数对流量调节阀开度进行动态调节；所述关系函数为：
Y＝y(x)＝a×x3+b×x2+c×x+z
式中：Y为流量调节阀开度；x为设定的喷吹速率初始值；a、b、c、z为根据实际工艺情况确定的常数。
本发明的有益效果为：能够实时、自动控制粉末流量调节阀，并及时的纠正实际喷吹速率与设定速率之间的偏差，在喷吹罐压力、喷吹载气流量及压力、铁水罐中静压等外部因素发生变化时，该申请能够及时调整流量调节阀开度，从而实现快速稳定喷吹速率，无需人工干预，增强了系统的适应能力，保证了铁水脱硫的稳定运行，为铁水脱硫及后续转炉炼钢创造良好条件。并且，该控制方法简化了脱硫工艺，可减少生产过程中操作工人的人工调节，降低劳动强度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明一个实施例的控制逻辑原理图。
具体实施方式
如图1所示的复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法，包括以下步骤：
S1：获取粉末流量调节阀的开度与喷吹速率之间的关系函数；
S2：根据工艺要求设定喷吹速率初始值；
S3：根据设定的所述喷吹速率初始值和关系函数对流量调节阀开度进行动态调节；所述关系函数为：
Y＝y(x)＝a×x3+b×x2+c×x+z
式中：Y为流量调节阀开度；x为设定的喷吹速率初始值；a、b、c、z为根据实际工艺情况确定的常数。
本申请通过实时、自动控制粉末流量调节阀，并及时的纠正实际喷吹速率与设定速率之间的偏差，在喷吹罐压力、喷吹载气流量及压力、铁水罐中静压等外部因素发生变化时，该申请能够及时调整流量调节阀开度，从而实现快速稳定喷吹速率，无需人工干预，增强了系统的适应能力，保证了铁水脱硫的稳定运行，为铁水脱硫及后续转炉炼钢创造良好条件。并且，该控制方法简化了脱硫工艺，可减少生产过程中操作工人的人工调节，降低劳动强度。
本发明已经应用到国内某钢铁企业复合喷吹脱硫中，生产数据表明，采用该控制方法之后，Mg颗粒和CaO粉喷吹速率的控制精度可达95％，设定速率与实际速率的误差控制在5％以内。
根据本申请的一个实施例，所述步骤S3具体包括：
S31：根据设定的所述喷吹速率初始值和关系函数调节流量调节阀开度；
S32：实时监测喷吹速率实际值，并按照预设频率实时采集监测到的所述喷吹速率实际值作为采样信号；
S33：将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较，当所述采样信号与喷吹速率初始值保持一致时，保持流量调节阀开度不变；否则，重复步骤S31；
S34：重复步骤S32和步骤S33，直至加工完成。
根据本申请的一个实施例，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，然后根据比较结果调节流量调节阀开度；其中，N>2。通过即将多个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，可提高采样信号的准确性，使调节阀开度的调节更精准。
根据本申请的一个实施例，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，然后根据比较结果调节流量调节阀开度；其中，N＝5。例如，当预设采样频率为1s时，采集喷吹过程中每1秒的瞬时喷吹速率实际值，然后5个数据为1组，求出平均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，然后根据比较结果调节流量调节阀开度。
根据本申请的一个实施例，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续采集的N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；当持续求得M个所述第一均值时，覆盖掉第M个所述第一均值，再分别去掉M个所述第一均值的最大值和最小值后，对剩下的第一均值求均值得到第二均值，然后使所述第二均值作为第M个第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；其中，M>5。通过对多个第一均值进行再次求均值，可有效提高粉剂喷吹速率的控制精度，提高喷吹过程的稳定性以及脱硫粉剂的利用率，降低因喷吹速率波动造成的铁水喷溅和铁水损耗。
根据本申请的一个实施例，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续采集的N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；当持续求得M个所述第一均值时，覆盖掉第M个所述第一均值，再分别去掉M个所述第一均值的最大值和最小值后，对剩下的第一均值求均值得到第二均值，然后使所述第二均值作为第M个第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；其中，M＝12。例如，当预设采样频率为1s时，采集喷吹过程中每1秒的瞬时喷吹速率实际值，然后5个数据为1组，求出平均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，然后根据比较结果调节流量调节阀开度；当取了12个平均值后，去掉最大和最小值再取平均值，然后再用此平均值与设定的喷吹速率初始值对比，继续调整阀门开度，以此循环控制。
此外，本发明还提供了一种复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制系统，包括关系函数确定模块、喷吹速率初始值设定模块和流量调节阀开度控制模块；
关系函数确定模块，用于获取粉末流量调节阀的开度与喷吹速率之间的关系函数；
喷吹速率初始值设定模块，用于根据工艺要求设定喷吹速率初始值；
流量调节阀开度控制模块，用于根据设定的所述喷吹速率初始值和关系函数对流量调节阀开度进行动态调节；所述关系函数为：
Y＝y(x)＝a×x3+b×x2+c×x+z
式中：Y为流量调节阀开度；x为设定的喷吹速率初始值；a、b、c、z为根据实际工艺情况确定的常数。
该控制系统通过自主设计的流量调节阀控制逻辑，实现喷吹实时速率与设定速率的实时、自动对比，然后通过程序自动对阀门开度进行动态调整，以实现实际喷吹速率与设定速率的一致性，实现了喷吹速率的稳定控制。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取粉末流量调节阀的开度与喷吹速率之间的关系函数；
S2：根据工艺要求设定喷吹速率初始值；
S3：根据设定的所述喷吹速率初始值和关系函数对流量调节阀开度进行动态调节；所述关系函数为：
Y＝y(x)＝a×x3+b×x2+c×x+z
式中：Y为流量调节阀开度；x为设定的喷吹速率初始值；a、b、c、z为根据实际工艺情况确定的常数。
2.根据权利要求1所述的复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
S31：根据设定的所述喷吹速率初始值和关系函数调节流量调节阀开度；
S32：实时监测喷吹速率实际值，并按照预设频率实时采集监测到的所述喷吹速率实际值作为采样信号；
S33：将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较，当所述采样信号与喷吹速率初始值保持一致时，保持流量调节阀开度不变；否则，重复步骤S31；
S34：重复步骤S32和步骤S33，直至加工完成。
3.根据权利要求2所述的复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法，其特征在于，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，然后根据比较结果调节流量调节阀开度；其中，N>2。
4.根据权利要求3所述的复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法，其特征在于，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，然后根据比较结果调节流量调节阀开度；其中，N＝5。
5.根据权利要求2所述的复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法，其特征在于，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续采集的N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；当持续求得M个所述第一均值时，覆盖掉第M个所述第一均值，再分别去掉M个所述第一均值的最大值和最小值后，对剩下的第一均值求均值得到第二均值，然后使所述第二均值作为第M个第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；其中，M>5。
6.根据权利要求5所述的复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制方法，其特征在于，在将所述采样信号与喷吹速率初始值进行比较时，将连续采集的N个所述采样信号求均值得到第一均值，再将求得的所述第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；当持续求得M个所述第一均值时，覆盖掉第M个所述第一均值，再分别去掉M个所述第一均值的最大值和最小值后，对剩下的第一均值求均值得到第二均值，然后使所述第二均值作为第M个第一均值与喷吹速率初始值进行比较，并根据判断结果调节流量调节阀开度；其中，M＝12。
7.一种复合喷吹脱硫粉剂喷吹速率控制系统，其特征在于，包括
关系函数确定模块，用于获取粉末流量调节阀的开度与喷吹速率之间的关系函数；
喷吹速率初始值设定模块，用于根据工艺要求设定喷吹速率初始值；
流量调节阀开度控制模块，用于根据设定的所述喷吹速率初始值和关系函数对流量调节阀开度进行动态调节；所述关系函数为：
Y＝y(x)＝a×x3+b×x2+c×x+z
式中：Y为流量调节阀开度；x为设定的喷吹速率初始值；a、b、c、z为根据实际工艺情况确定的常数。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220218 |