CN115612767B - 一种热交换区温度确定方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种热交换区温度确定方法、系统、电子设备及存储介质，该热交换区温度确定方法包括获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数，根据高炉生产指标，热力学参数及物性参数确定煤气水当量，炉料水当量，铁水热焓，直接还原耗热，理论燃烧温度，炉渣焓，除铁、碳外其他元素还原耗热，确定氢气还原热，基于高炉下部能量平衡关系，根据煤气水当量，理论燃烧温度，炉料水当量，铁矿石软熔温度，炉渣焓，铁水热焓，炉料比热，渣比，直接还原耗热，铁中含有的除铁、碳外其他元素的还原耗热及氢气还原热，确定热交换区温度，基于确定好的热交换区温度指导高炉生产，能够提高高炉的热量利用率。
Description
技术领域
本申请涉及高炉生产技术领域，具体涉及一种热交换区温度确定方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
高炉热交换是高炉连续铸钢炼铁过程中炉内上升煤气流与下降炉料之间的热传递现象。从热力学角度而言，高炉热交换为逆流式高温气流将热量传输给运动着的散料床，使散料温度升高，而煤气自身温度降低的现象，高炉热交换是高炉冶炼的主要过程之一。高炉热交换不仅决定着高炉内温度场分布，而且还影响着冶炼过程的还原、造渣等一系列物理化学反应，因上升的高温煤气既是载热体，又是还原剂，即在与炉料热交换过程中上升的高温煤气既提供炉料升温的热量，还提供各种物理化学变化所需的热量，以保证还原等过程的进行。
高炉内的温度场虽然因各高炉具体情况有所区别，但沿高炉高度的温度分布却有共同规律：在炉料装入炉内的上部地区和从风口燃烧带形成煤气往上升的地区，由于煤气与炉料之间的温度差很大，进行着很强烈的热交换，形成高炉上部热交换区和下部热交换区；而在高炉的中部，煤气与炉料的温差较小(10-30℃)，是热交换进行得极其缓慢的地区，被称为热交换空区或热交换区。热交换区温度的高低直接影响着高炉炉温分布、间接还原过程，进而影响到高炉的热量利用和碳素消耗；若热交换区温度过高，虽间接还原的热力学、动力学条件比较好，但会以消耗更多碳素为代价，造成炉顶煤气温度过高、热量利用效率低，若热交换区温度过低，间接还原的动力学条件差，直接还原度增加，炉身下部热量消耗过大，导致炉温分布紊乱，造成炉况不顺，合适的热交换区温度是既可以实现良好的间接还原，充分提高煤气利用率，又能有效利用热能，保证炉况稳定，减少碳素消耗。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种热交换区温度确定方法、系统、电子设备及存储介质，以提高煤气利用率，有效利用热能，保证炉况稳定，减少碳素消耗。
为实现以上目的，第一个方面，本申请提供一种热交换区温度确定方法，所述热交换区温度确定方法包括：
获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数，所述高炉生产指标包括单位质量铁耗炉料，炉料中各组分含量，直接还原度，铁水含铁量，铁水质量，铁水中含除铁、碳外其他元素含量，氢气的利用率，渣比，高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积及室温；所述热力学参数包括风口喷吹物和焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热效应，铁直接还原反应的热效应，铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，氢气还原的热效应；物性参数包含铁矿石软熔温度、炉料中各组分比热容，煤气中各组分体积比热容，单位质量铁水热焓及单位质量炉渣热焓；
根据所述煤气中各组分体积及所述煤气中各组分体积比热容，确定煤气水当量；
根据所述单位质量铁耗炉料、炉料中各组分含量及所述炉料中各组分比热容，确定炉料水当量；
根据所述单位质量铁水热焓及所述铁水质量确定铁的铁水热焓；
根据所述直接还原度，所述铁水含铁量及所述铁直接还原反应的热效应确定直接还原耗热；
根据所述煤气中各组分体积，所述煤气比热，所述风口喷吹物及焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热量及室温，确定理论燃烧温度；
根据所述单位质量炉渣热焓和所述渣比确定炉渣焓；
根据所述铁水中含有的除铁、碳外其他元素的含量及所述铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，确定除铁、碳外其他元素还原耗热；
根据高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中氢气的体积、氢气的利用率和所述氢气还原的热效应，确定氢气还原热；
根据所述煤气水当量，所述理论燃烧温度，所述炉料水当量，所述铁矿石软熔温度，所述炉渣焓，所述铁水热焓，所述炉料比热，所述渣比，所述直接还原耗热，所述铁中含有的除铁、碳外其他元素的还原耗热及所述氢气还原热，确定热交换区温度。
在本申请的一示例性实施例中，确定热交换区温，包括：
根据所述煤气水当量、所述理论燃烧温度、所述炉料水当量、所述铁矿石软熔温度、所述炉渣焓、所述铁水热焓、所述炉料比热、所述渣比、所述直接还原耗热、所述铁中除铁、碳外其他元素还原耗热及所述氢气还原热，及预设煤气-炉料温差，确定热交换区温度。
在本申请的一示例性实施例中，根据所述煤气水当量、所述理论燃烧温度、所述炉料水当量、所述铁矿石软熔温度、所述炉渣焓、所述铁水热焓、所述炉料比热、所述渣比、所述直接还原耗热、所述铁中除铁、碳外其他元素还原耗热及所述氢气还原热，及预设煤气-炉料温差，确定热交换区温度的确定方式包括：
其中，Tg为热交换区温度，Wg为煤气水当量，Tf为理论燃烧温度，Ws为炉料水当量，ΔT为预设煤气-炉料温差，T熔为软熔温度，Qi为铁水热焓，Qs为铁渣熔，Bs为炉料比热，Ms为渣比；Qrd为直接还原耗热，Q其他元素为铁中除铁、碳外其他元素还原耗热，Q氢气为氢气还原热。
第二个方面，本申请提供一种热交换区温度确定系统，所述热交换区温度确定系统，包括：
采集模块，用于获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数，所述高炉生产指标包括单位质量铁耗炉料，炉料中各组分含量，直接还原度，铁水含铁量，铁水质量，铁水中含除铁、碳外其他元素含量，氢气的利用率，渣比，高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积及室温；所述热力学参数包括风口喷吹物和焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热效应，铁直接还原反应的热效应，铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，氢气还原的热效应；物性参数包含铁矿石软熔温度、炉料中各组分比热容，煤气中各组分体积比热容，单位质量铁水热焓及单位质量炉渣热焓；
第一确定模块，用于根据所述煤气中各组分体积及所述煤气中各组分体积比热容，确定煤气水当量；
第二确定模块，用于根据所述单位质量铁耗炉料、炉料中各组分含量及所述炉料中各组分比热容，确定炉料水当量；
第三确定模块，用于根据所述单位质量铁水热焓及所述铁水质量确定铁水热焓；
第四确定模块，用于根据所述直接还原度，所述铁水含铁量及所述铁直接还原反应的热效应确定直接还原耗热；
第五确定模块，用于根据所述煤气中各组分体积，所述煤气比热，所述风口喷吹物及焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热量及室温，确定理论燃烧温度；
第六确定模块，用于根据所述单位质量炉渣热焓和所述渣比确定炉渣焓；
第七确定模块，用于根据所述铁水中含有的除铁、碳外其他元素的含量及所述铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，确定除铁、碳外其他元素还原耗热；
第八确定模块，用于根据高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中氢气的体积、氢气的利用率和所述氢气还原的热效应，确定氢气还原热；
第九确定模块，用于根据所述煤气水当量，所述理论燃烧温度，所述炉料水当量，所述铁矿石软熔温度，所述炉渣焓，所述铁水热焓，所述炉料比热，所述渣比，所述直接还原耗热，所述铁中含有的除铁、碳外其他元素的还原耗热及所述氢气还原热，确定热交换区温度。
在本申请的一示例性实施例中，所述第九确定模块用于根据所述煤气水当量、所述理论燃烧温度、所述炉料水当量、所述铁矿石软熔温度、所述炉渣焓、所述铁水热焓、所述炉料比热、所述渣比、所述直接还原耗热、所述铁中除铁、碳外其他元素还原耗热、所述氢气还原热及预设煤气-炉料温差，确定热交换区温度。
第三个方面，本申请提供一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如上所述的热交换区温度确定方法。
第四个方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如上所述的热交换区温度确定方法。
本发明的有益效果：
本申请通过获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数，根据高炉生产指标，热力学参数及物性参数确定煤气水当量，炉料水当量，单位质量铁水热焓，直接还原耗热，理论燃烧温度，单位质量炉渣焓，除铁、碳外其他元素还原耗热，确定氢气还原热，基于高炉下部能量平衡关系，根据煤气水当量，理论燃烧温度，炉料水当量，铁矿石软熔温度，炉渣焓，单位质量铁水热焓，炉料比热，渣比，直接还原耗热，铁中含有的除铁、碳外其他元素的还原耗热及氢气还原热，确定热交换区温度，基于确定好的热交换区温度(该热交换区温度指高炉下部温度)指导高炉生产，能够提高高炉的热量利用率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本申请的一示例性实施例示出的热交换区温度确定方法的流程图；
图2为图1所示实施例中步骤S106中确定理论燃烧温度在一示例性实施例中的流程图；
图3为一具体实施例示出的热交换区温度确定方法的流程图；
图4为本申请的一示例性实施例示出的热交换区温度确定系统的框图；
图5示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
请参阅图1，图1为本申请的一示例性实施例示出的热交换区温度确定方法的流程图，该热交换区温度确定方法基于高炉下部热量传递关系，确定高炉热交换区温度(具体为高炉下部温度)，基于确定好的高炉热交换区温度，可用于指导高炉生产，进而提高高炉的热量利用率，保证炉况稳定，减少碳素消耗。
如图1所示，在本申请的一示例性实施例中，热交换区温度确定方法至少包括步骤S101至步骤S1010，详细介绍如下：
步骤S101.获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数；
高炉生产指标包括单位质量铁耗炉料，炉料中各组分含量，直接还原度，铁水含铁量，铁水中含除铁、碳外其他元素含量，氢气的利用率，渣比，高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积及室温；
热力学参数包括风口喷吹物和焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热效应，铁直接还原反应的热效应，铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，氢气还原的热效应；
物性参数包含铁矿石软熔温度、炉料中各组分比热容，煤气中各组分体积比热容，单位质量铁水热焓及单位质量炉渣热焓。
步骤S102.根据煤气中各组分体积及煤气中各组分体积比热容，确定煤气水当量；
具体的，将煤气中各组分体积与煤气中相应组分体积比相乘，再加和即可得到煤气水当量。
步骤S103.根据单位质量铁耗炉料、炉料中各组分含量及炉料中各组分比热容，确定炉料水当量；
具体的，将单位质量铁耗炉料与炉料中相应组分含量相乘得到炉料中相应组分的质量，将炉料中相应组分的质量与炉料中相应组分比热容相乘，再加和即可得到炉料水当量。
步骤S104.根据单位质量铁水热焓及铁水质量确定单位质量铁水热焓；
具体的，单位质量铁水热焓与铁水质量之积(即铁水热焓除以铁水质量所得结果)即为单位质量铁水热焓。
步骤S105.根据直接还原度，铁水含铁量及铁直接还原反应的热效应确定直接还原耗热；
具体的，直接还原度，铁水含铁量及铁直接还原反应的热效应三者的乘积即为直接还原耗热。
步骤S106.根据煤气中各组分体积，煤气比热，风口喷吹物及焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热量及室温，确定理论燃烧温度；
步骤S107.根据单位质量炉渣热焓和渣比确定炉渣焓；
具体的，单位质量炉渣热焓与渣比的乘积即为炉渣焓。
步骤S108.根据铁水中含有的除铁、碳外其他元素的含量及铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，确定除铁、碳外其他元素还原耗热；
具体的，铁水中含有的除铁、碳外其他元素的含量与铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应的乘积为除铁、碳外其他元素还原耗热。
步骤S109.根据高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中氢气的体积、氢气的利用率和氢气还原的热效应，确定氢气还原热；
具体的，高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中氢气的体积、氢气的利用率和氢气还原的热效应三者的乘积即为氢气还原热。
步骤S1010.根据煤气水当量，理论燃烧温度，炉料水当量，铁矿石软熔温度，炉渣焓，铁水热焓，炉料比热，渣比，直接还原耗热，铁中含有的除铁、碳外其他元素的还原耗热及氢气还原热，确定热交换区温度。
具体的，根据渣比、铁矿石软熔温度、煤气水当量、炉料比热、炉料水当量、铁水热焓、直接还原耗热、理论燃烧温度、铁渣焓、其他元素还原耗热、氢气还原热及预设煤气-炉料温差，确定热交换区温度：
其中，Tg为热交换区温度，单位为℃；Wg为煤气水当量，单位为J/℃；Tf为理论燃烧温度，单位为℃；Ws为炉料水当量，单位为J/℃；ΔT为预设煤气-炉料温差(通常在10-30℃区间范围内自行设定)，单位为℃；T熔为软熔温度，单位为℃；Qi为铁水热焓，单位为J/℃；Qs为铁渣熔，单位为J/℃；Bs为炉料比热，单位为J/℃；Ms为渣比；Qrd为直接还原耗热，单位为J/℃；Q其他元素为铁中除铁、碳外其他元素还原耗热，单位为J/℃；Q氢气为氢气还原热，单位为J/℃。
请参阅图2，图2为图1所示实施例中步骤S106中确定理论燃烧温度在一示例性实施例中的流程图，
如图2所示，在一示例性实施例中，图1所示实施例中步骤S106中确定理论燃烧温度的过程包括步骤S201至步骤S203，详细介绍如下：
步骤S201.根据风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积及各组分体积比热容，确定煤气比热和煤气总体积。
具体的，将风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积加和得到煤气总体积。将风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积与相应组分的体积比热容相乘，再加和得到煤气比热。
步骤S202.根据风口喷吹物和焦炭在风口燃烧的热效应及煤气总体积确定风口回旋区燃烧的热量；
具体的，将风口喷吹物和焦炭在风口燃烧的热效应与煤气总体积相乘得到风口回旋区燃烧的热量；
步骤S203.根据风口回旋区燃烧产生的热量，煤气总体积、煤气比热及室温确定理论燃烧温度。
将风口回旋区燃烧产生的热量/煤气总体积/煤气比热，得到的数值与室温加和即可得到理论燃烧温度。
如图3所示，在一具体实施例中，热交换区温度确定方法步骤如下：
获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数；
高炉生产指标包括单位质量铁耗炉料，炉料中各组分含量，直接还原度，铁水含铁量，铁水中含除铁、碳外其他元素含量，氢气的利用率，渣比，高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积及室温；
热力学参数包括风口喷吹物和焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热效应，铁直接还原反应的热效应，铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，氢气还原的热效应；
物性参数包含铁矿石软熔温度、炉料中各组分比热容，煤气中各组分体积比热容，单位质量铁水热焓及单位质量炉渣热焓。
将煤气中各组分体积与煤气中相应组分体积比热容相乘，再加和即可得到煤气水
将单位质量铁耗炉料与炉料中相应组分含量相乘即为炉料中相应组分的质量，将炉料中相应组分的质量与炉料中相应组分比热容相乘，再加和即可得到炉料水当量。
将单位质量铁水热焓乘以铁水质量得到铁水热焓。
将直接还原度，铁水含铁量及铁直接还原反应的热效应三者相乘得到直接还原耗热。
将风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积加和得到煤气总体积。将风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积与相应组分的体积比热容相乘，再加和得到煤气比热。
将风口喷吹物和焦炭在风口燃烧的热效应与煤气总体积相乘得到风口回旋区燃烧的热量；
将根据风口回旋区燃烧产生的热量/煤气总体积/煤气比热得到的数值与室温加和，即可得到理论燃烧温度；
将单位质量炉渣热焓与渣比相乘得到炉渣焓。
将铁水中含有的除铁、碳外其他元素的含量与铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应相乘得到除铁、碳外其他元素还原耗热。
将高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中氢气的体积、氢气的利用率和氢气还原的热效应三者相乘，得到氢气还原热；
根据渣比、铁矿石软熔温度、煤气水当量、炉料比热、炉料水当量、铁水热焓、直接还原耗热、理论燃烧温度、炉渣焓、其他元素还原耗热、氢气还原热及预设煤气-炉料温差，确定热交换区温度：
其中，Tg为热交换区温度，单位为℃；Wg为煤气水当量，单位为J/℃；Tf为理论燃烧温度，单位为℃；Ws为炉料水当量，单位为J/℃；ΔT为预设煤气-炉料温差(通常在10-30℃区间范围内自行设定)，单位为℃；T熔为软熔温度，单位为℃；Qi为铁水热焓，单位为J/℃；Qs为铁渣熔，单位为J/℃；Bs为炉料比热，单位为J/℃；Ms为渣比；Qrd为直接还原耗热，单位为J/℃；Q其他元素为铁中除铁、碳外其他元素还原耗热，单位为J/℃；Q氢气为氢气还原热，单位为J/℃。
请参阅图4，本申请实施例还提供一种热交换区温度确定系统M400，该热交换区温度确定系统M400包括：
采集模块M401，用于获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数；
高炉生产指标包括单位质量铁耗炉料，炉料中各组分含量，直接还原度，铁水含铁量，铁水中含除铁、碳外其他元素含量，氢气的利用率，渣比，高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积及室温；
热力学参数包括风口喷吹物和焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热效应，铁直接还原反应的热效应，铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，氢气还原的热效应；
物性参数包含铁矿石软熔温度、炉料中各组分比热容，煤气中各组分体积比热容，铁水热焓及炉渣热焓。
第一确定模块M402，用于根据煤气中各组分体积及煤气中各组分体积比热容，确定煤气水当量；
第二确定模块M403，用于根据单位质量铁耗炉料、炉料中各组分含量及炉料中各组分比热容，确定炉料水当量；
第三确定模块M404，用于根据单位质量铁水热焓及铁水质量确定铁水热焓；
第四确定模块M405，用于根据直接还原度，铁水含铁量及铁直接还原反应的热效应确定直接还原耗热；
第五确定模块M406，用于根据煤气中各组分体积，煤气比热，风口喷吹物及焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热量及室温，确定理论燃烧温度；
第六确定模块M407，用于根据单位质量炉渣热焓和渣比确定炉渣焓；
第七确定模块M408，用于根据铁水中含有的除铁、碳外其他元素的含量及铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，确定除铁、碳外其他元素还原耗热；
第八确定模块M409，用于根据高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中氢气的体积、氢气的利用率和氢气还原的热效应，确定氢气还原热；
第四确定模块M4010，用于根据煤气水当量，理论燃烧温度，炉料水当量，铁矿石软熔温度，炉渣焓，铁水热焓，炉料比热，渣比，直接还原耗热，铁中含有的除铁、碳外其他元素的还原耗热及氢气还原热，确定热交换区温度。
在本申请的一示例性实施例中，第九确定模块用于根据煤气水当量，理论燃烧温度，炉料水当量，铁矿石软熔温度，炉渣焓，铁水热焓，炉料比热，渣比，直接还原耗热，铁中含有的除铁、碳外其他元素的还原耗热、氢气还原热及预设煤气-炉料温差，确定热交换区温度。
需要说明的是，上述实施例所提供的热交换区温度确定系统与上述实施例所提供的热交换区温度确定方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的热交换区温度确定系统在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。
本申请实施例还提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现上述各个实施例中提供的热交换区温度确定方法。
图5示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。需要说明的是，图5示出的电子设备的计算机系统500仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，计算机系统500包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)502中的程序或者从储存部分508加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在RAM 503中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口505也连接至总线504。
以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的储存部分508；以及包括诸如LAN(Local Area Network，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分508。
特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本申请的系统中限定的各种功能。
需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本申请的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如前热交换区温度确定方法。该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
本申请的另一方面还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各个实施例中提供的热交换区温度确定方法。
上述实施例仅示例性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，但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 (4)
1.一种热交换区温度确定方法，其特征在于，所述热交换区温度确定方法包括：
获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数，所述高炉生产指标包括单位质量铁耗炉料，炉料中各组分含量，直接还原度，铁水含铁量，铁水质量，铁水中含除铁、碳外其他元素含量，氢气的利用率，渣比，高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积及室温；所述热力学参数包括风口喷吹物和焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热效应，铁直接还原反应的热效应，铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，氢气还原的热效应；物性参数包含铁矿石软熔温度、炉料中各组分比热容，煤气中各组分体积比热容，单位质量铁水热焓及单位质量炉渣热焓；
根据所述煤气中各组分体积及所述煤气中各组分体积比热容，确定煤气水当量；
根据所述单位质量铁耗炉料、所述炉料中各组分含量及所述炉料中各组分比热容，确定炉料水当量；
根据所述单位质量铁水热焓及所述铁水质量确定铁水热焓；
根据所述直接还原度，所述铁水含铁量及所述铁直接还原反应的热效应确定直接还原耗热；
根据所述煤气中各组分体积，所述煤气比热，所述风口喷吹物及焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热量及室温，确定理论燃烧温度；
根据所述单位质量炉渣热焓和所述渣比确定炉渣焓；
根据所述铁水中含有的除铁、碳外其他元素的含量及所述铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，确定除铁、碳外其他元素还原耗热；
根据高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中氢气的体积、氢气的利用率和所述氢气还原的热效应，确定氢气还原热；
根据所述煤气水当量、所述理论燃烧温度、所述炉料水当量、所述铁矿石软熔温度、所述炉渣焓、所述铁水热焓、所述炉料比热、所述渣比、所述直接还原耗热、所述铁中除铁、碳外其他元素还原耗热及所述氢气还原热，及预设煤气-炉料温差，确定热交换区温度：
其中，Tg为热交换区温度，Wg为煤气水当量，Tf为理论燃烧温度，Ws为炉料水当量，ΔT为预设煤气-炉料温差，T熔为铁矿石软熔温度，Qi为铁水热焓，Qs为炉渣焓，Bs为炉料比热，Ms为渣比；Qrd为直接还原耗热，Q其他元素为铁中除铁、碳外其他元素还原耗热，Q氢气为氢气还原热。
2.一种热交换区温度确定系统，其特征在于，所述热交换区温度确定系统，包括：
采集模块，用于获取高炉生产指标，热力学参数及物性参数，所述高炉生产指标包括单位质量铁耗炉料，炉料中各组分含量，直接还原度，铁水含铁量，铁水质量，铁水中含除铁、碳外其他元素含量，氢气的利用率，渣比，高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中各组分体积及室温；所述热力学参数包括风口喷吹物和焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热效应，铁直接还原反应的热效应，铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，氢气还原的热效应；物性参数包含铁矿石软熔温度、炉料中各组分比热容，煤气中各组分体积比热容，单位质量铁水热焓及单位质量炉渣热焓；
第一确定模块，用于根据所述煤气中各组分体积及所述煤气中各组分体积比热容，确定煤气水当量；
第二确定模块，用于根据所述单位质量铁耗炉料、炉料中各组分含量及所述炉料中各组分比热容，确定炉料水当量；
第三确定模块，用于根据所述单位质量铁水热焓及所述铁水质量确定铁水热焓；
第四确定模块，用于根据所述直接还原度，所述铁水含铁量及所述铁直接还原反应的热效应确定直接还原耗热；
第五确定模块，用于根据所述煤气中各组分体积，所述煤气比热，所述风口喷吹物及焦炭在高炉风口回旋区燃烧所产生的热量及室温，确定理论燃烧温度；
第六确定模块，用于根据所述单位质量炉渣热焓和所述渣比确定炉渣焓；
第七确定模块，用于根据所述铁水中含有的除铁、碳外其他元素的含量及所述铁水中除铁、碳外其他元素还原的热效应，确定除铁、碳外其他元素还原耗热；
第八确定模块，用于根据高炉风口喷吹物和焦炭在风口燃烧产生的煤气中氢气的体积、氢气的利用率和所述氢气还原的热效应，确定氢气还原热；
第九确定模块，用于根据所述煤气水当量、所述理论燃烧温度、所述炉料水当量、所述铁矿石软熔温度、所述炉渣焓、所述铁水热焓、所述炉料比热、所述渣比、所述直接还原耗热、所述铁中除铁、碳外其他元素还原耗热及所述氢气还原热，及预设煤气-炉料温差，确定热交换区温度：
其中，Tg为热交换区温度，Wg为煤气水当量，Tf为理论燃烧温度，Ws为炉料水当量，ΔT为预设煤气-炉料温差，T熔为铁矿石软熔温度，Qi为铁水热焓，Qs为炉渣焓，Bs为炉料比热，Ms为渣比；Qrd为直接还原耗热，Q其他元素为铁中除铁、碳外其他元素还原耗热，Q氢气为氢气还原热。
3.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如权利要求1所述的热交换区温度确定方法。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如权利要求1所述的热交换区温度确定方法。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20030021753A (ko) * | 2001-09-07 | 2003-03-15 | 주식회사 포스코 | 정상조업온도의 조기확보를 위한 고로조업방법 |
| CN102759419A (zh) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高炉内热富余量的测定方法 |
| CN108588313A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-09-28 | 冶金自动化研究设计院 | 一种对高炉能源使用热效率的评估方法 |
| CN112593030A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-04-02 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种利用高炉渣铁热量指数确定炉热的方法 |
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