一種量化高爐爐喉煤氣分布的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種量化高爐爐喉煤氣分布的方法，包括：獲得高爐的爐喉區(qū)域；建立爐喉區(qū)域的氣流分布模型；根據(jù)氣流分布模型確定爐喉的邊緣區(qū)域、平臺(tái)區(qū)域及中心區(qū)域；根據(jù)爐腹煤氣量公式確定爐腹煤氣量；根據(jù)爐喉區(qū)域煤氣量計(jì)算公式確定邊緣區(qū)域的邊緣煤氣量Wy、平臺(tái)區(qū)域的平臺(tái)煤氣量Wz及中心區(qū)域的中心煤氣量Wx；確定邊緣指數(shù)、平臺(tái)指數(shù)及中心指數(shù)；通過(guò)邊緣指數(shù)、平臺(tái)指數(shù)及中心指數(shù)完成了對(duì)高爐爐喉煤氣分布的量化。該方法能夠精確化評(píng)價(jià)高爐裝料制度的效果，指導(dǎo)高爐裝料調(diào)整；提前預(yù)測(cè)高爐煤氣狀態(tài)變化，防止?fàn)t況發(fā)生大的變動(dòng)，穩(wěn)定爐況；提高高爐煤氣利用率水平，降低煉鐵成本，減少污染氣體排放。
【專利說(shuō)明】一種量化高爐爐喉煤氣分布的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高爐煉鐵【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種量化高爐爐喉煤氣分布的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著聞爐冶煉技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)對(duì)于工業(yè)在環(huán)境、成本方面的要求逐步提聞，聞爐生產(chǎn)面臨成本和操作技術(shù)的雙重壓力。提高高爐煤氣流的控制水平，對(duì)于提高高爐爐況穩(wěn)定性，降低高爐操作成本，減少環(huán)境污染具有重要作用。煤氣流的分布關(guān)系到爐內(nèi)溫度分布、軟熔帶結(jié)構(gòu)、爐況順行和煤氣的熱能與化學(xué)能的利用狀況，最終影響到高爐冶煉的產(chǎn)量、能耗指標(biāo)，并對(duì)高爐壽命有著重要影響。高爐內(nèi)合理的煤氣流分布要一般要滿足以下三個(gè)要求:高煤氣利用率、爐料順行和低的爐襯侵蝕。高爐操作主要是圍繞獲得合理、適宜的煤氣流分布來(lái)進(jìn)行的，另一方面，煤氣流分布也是高爐操作者判斷爐況的重要依據(jù)。氣流分布合理，煤氣利用率高且礦石還原充分；分布不合理，煤氣利用不好，而且還會(huì)產(chǎn)生一些爐況運(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種能夠精確化評(píng)價(jià)高爐裝料制度的效果，指導(dǎo)高爐裝料調(diào)整；提前預(yù)測(cè)高爐煤氣狀態(tài)變化，防止?fàn)t況發(fā)生大的變動(dòng)，穩(wěn)定爐況；提高高爐煤氣利用率水平，降低煉鐵成本，減少污染氣體排放的量化高爐爐喉煤氣分布的方法。
[0004]本發(fā)明提供的一種量化高爐爐喉煤氣分布的方法，包括:
[0005]獲得所述高爐的爐喉區(qū)域；
[0006]獲得所述爐喉區(qū)域的第一方向的熱電偶數(shù)量和第一方向的徑向分布情況；獲得所述爐喉區(qū)域的第二方向的熱電偶數(shù)量和第二方向的徑向分布情況，其中，所述第一方向與所述第二方向?yàn)榇怪狈较颍?br>
[0007]根據(jù)熱電偶數(shù)量及徑向分布情況建立爐喉區(qū)域的氣流分布模型；所述氣流分布模型將爐喉區(qū)域分成一個(gè)圓形區(qū)域及多個(gè)環(huán)狀區(qū)域；所述多個(gè)環(huán)狀區(qū)域之間的分界線為所述相鄰熱電偶距離的中點(diǎn)；所述氣流分布模型位于中心的區(qū)域?yàn)閳A形；
[0008]根據(jù)所述氣流分布模型確定爐喉的邊緣區(qū)域、平臺(tái)區(qū)域及中心區(qū)域；
[0009]根據(jù)爐腹煤氣量公式確定爐腹煤氣量；
[0010]根據(jù)爐喉區(qū)域煤氣量計(jì)算公式確定所述邊緣區(qū)域的邊緣煤氣量Wy、平臺(tái)區(qū)域的平臺(tái)煤氣量Wz及中心區(qū)域的中心煤氣量Wx ；
[0011]根據(jù)所述邊緣煤氣量Wy與總煤氣量WA的比值確定邊緣指數(shù)；根據(jù)所述平臺(tái)煤氣量Wz與總煤氣量WA的比值確定平臺(tái)指數(shù)；根據(jù)所述中心煤氣量Wx與總煤氣量WA的比值確定中心指數(shù)；
[0012]通過(guò)所述邊緣指數(shù)、平臺(tái)指數(shù)及中心指數(shù)完成了對(duì)高爐爐喉煤氣分布的量化。
[0013]作為優(yōu)選，根據(jù)所述氣流分布模型確定所述中心區(qū)域?yàn)樗鰣A形區(qū)域及緊鄰所述圓形區(qū)域的一個(gè)環(huán)形區(qū)域；
[0014]根據(jù)所述氣流分布模型確定所述邊緣區(qū)域?yàn)樗龆鄠€(gè)環(huán)形區(qū)域中最外面的環(huán)形區(qū)域；
[0015]根據(jù)所述氣流分布模型確定所述平臺(tái)區(qū)域?yàn)槿コ鲋行膮^(qū)域及邊緣區(qū)域后剩余的環(huán)形區(qū)域的總和。
[0016]作為優(yōu)選，所述爐腹煤氣量公式為:爐腹煤氣量=1.21X風(fēng)量+2X富氧量+濕度X 44.8 X (風(fēng)量+富氧量)/18000+噴煤量X煤粉含氫量X 22.4/120 ；
[0017]其中所述風(fēng)量、富氧量、濕度、配煤量及煤粉含氫量為高爐已知參數(shù)；所述爐腹煤氣量的單位為Nm3/min ;所述風(fēng)量的單位為Nm3/min ;所述富氧量的單位為Nm3/min ;所述濕度的單位為g/Nm3 ;所述噴煤量的單位為Kg/h ;所述煤粉含氫量的單位為％。
[0018]作為優(yōu)選，所述氣流分布模型將爐喉區(qū)域分成一個(gè)圓形區(qū)域及多個(gè)環(huán)狀區(qū)域；所述圓形區(qū)域設(shè)定為GC ;所述多個(gè)環(huán)狀區(qū)域設(shè)定為Gl、G2、G3、...、Gn ;其中Gl為最外面的環(huán)形區(qū)域；Gn為緊鄰所述圓形區(qū)域的環(huán)形區(qū)域；其中，η的取值范圍為4?6 ;
[0019]所述中心區(qū)域?yàn)镚C+Gn包含的區(qū)域；
[0020]所述平臺(tái)區(qū)域?yàn)镚2+G3+...+Gn-1包含的區(qū)域；
[0021]所述邊緣區(qū)域?yàn)镚l包含的區(qū)域。
[0022]作為優(yōu)選，所述爐喉區(qū)域煤氣量計(jì)算公式為:
[0023]區(qū)域煤氣量=爐腹煤氣量X ( Σ區(qū)域溫度X面積/ Σ總溫度X面積)；
[0024]當(dāng)計(jì)算所述GC區(qū)域的區(qū)域煤氣量WC時(shí)，所述GC區(qū)域中包含一個(gè)熱電偶；所述區(qū)域溫度為所述熱電偶的測(cè)試溫度tc ;所述Σ區(qū)域溫度X面積=tcX圓面積；
[0025]當(dāng)計(jì)算所述Gn區(qū)域的區(qū)域煤氣量時(shí)Wn，所述Gn區(qū)域中包含四個(gè)熱電偶；所述區(qū)域溫度為所述四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度tnl、tn2、tn3及tn4 ;所述Σ區(qū)域溫度X面積=(tnl+tn2+tn3+tn4) X 四分之一的 Gn 面積；
[0026]所述中心區(qū)域的中心煤氣量Wx = WC+ffn ；
[0027]所述邊緣區(qū)域的邊緣煤氣量Wy = Wl ；
[0028]所述平臺(tái)區(qū)域的平臺(tái)煤氣量Wz = W2+W3+...+Wn-1 ；
[0029]所述Σ總溫度X面積=tcX圓面積+(tll+tl2+tl3+tl4) X四分之一的Gl面積+ (t21+t22+t23+t24) X 四分之一的 G2 面積+...+ (tnl+tn2+tn3+tn4) X 四分之一的 Gn面積；
[0030]所述總煤氣量WA = WC+W1+W2+W3+...+Wn-1+Wn。
[0031]作為優(yōu)選,所述邊緣指數(shù)=邊緣煤氣量Wy/總煤氣量WA ；
[0032]所述平臺(tái)指數(shù)=平臺(tái)煤氣量Wz/總煤氣量WA ;所述平臺(tái)指數(shù)的范圍控制在50-75% ；
[0033]所述中心指數(shù)=中心煤氣量Wx/總煤氣量WA ;所述中心指數(shù)的上限小于20%。
[0034]本發(fā)明提供的一種量化高爐爐喉煤氣分布的方法通過(guò)運(yùn)用十字測(cè)溫模型中熱電偶數(shù)量及徑向分布情況建立爐喉區(qū)域的氣流分布模型，通過(guò)氣流分布模型確定爐喉的邊緣區(qū)域的邊緣煤氣量、平臺(tái)區(qū)域的平臺(tái)煤氣量及中心區(qū)域的中心煤氣量，進(jìn)而得出邊緣指數(shù)、平臺(tái)指數(shù)及中心指數(shù)；完成了對(duì)高爐爐喉煤氣分布的量化，能夠精確化評(píng)價(jià)高爐裝料制度的效果，指導(dǎo)高爐裝料調(diào)整；根據(jù)中心指數(shù)和邊緣指數(shù)，提前預(yù)測(cè)高爐煤氣狀態(tài)變化，防止?fàn)t況發(fā)生大的變動(dòng)，穩(wěn)定爐況；提高高爐煤氣利用率水平，降低煉鐵成本，減少污染氣體排放；優(yōu)化送風(fēng)制度、裝料制度等，提升高爐技術(shù)水平。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種高爐爐喉十字測(cè)溫模型的示意圖；
[0036]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種高爐爐喉十字測(cè)溫模型的又一示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]參見(jiàn)附圖1和2，本發(fā)明提供的一種量化高爐爐喉煤氣分布的方法，包括:
[0038]獲得高爐的爐喉區(qū)域；獲得爐喉區(qū)域的第一方向的熱電偶數(shù)量和第一方向的徑向分布情況；獲得爐喉區(qū)域的第二方向的熱電偶數(shù)量和第二方向的徑向分布情況，其中，第一方向與第二方向?yàn)榇怪狈较颍?br>
[0039]根據(jù)熱電偶數(shù)量及徑向分布情況建立爐喉區(qū)域的氣流分布模型；氣流分布模型將爐喉區(qū)域分成一個(gè)圓形區(qū)域及多個(gè)環(huán)狀區(qū)域；多個(gè)環(huán)狀區(qū)域之間的分界線為相鄰熱電偶距離的中點(diǎn)；氣流分布模型位于中心的區(qū)域?yàn)閳A形。
[0040]根據(jù)氣流分布模型確定爐喉的邊緣區(qū)域、平臺(tái)區(qū)域及中心區(qū)域。
[0041]根據(jù)爐腹煤氣量公式確定爐腹煤氣量。
[0042]根據(jù)爐喉區(qū)域煤氣量計(jì)算公式確定邊緣區(qū)域的邊緣煤氣量Wy、平臺(tái)區(qū)域的平臺(tái)煤氣量Wz及中心區(qū)域的中心煤氣量Wx。
[0043]根據(jù)邊緣煤氣量Wy與總煤氣量WA的比值確定邊緣指數(shù)；根據(jù)平臺(tái)煤氣量Wz與總煤氣量WA的比值確定平臺(tái)指數(shù)；根據(jù)中心煤氣量Wx與總煤氣量WA的比值確定中心指數(shù)。
[0044]通過(guò)邊緣指數(shù)、平臺(tái)指數(shù)及中心指數(shù)完成了對(duì)高爐爐喉煤氣分布的量化。
[0045]其中，該方法解決了目前生產(chǎn)狀態(tài)下無(wú)法定量化分析爐喉煤氣分布的問(wèn)題，給出爐喉區(qū)域的煤氣分布狀態(tài)計(jì)算方法，并得出煤氣分布狀態(tài)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，填補(bǔ)現(xiàn)行高爐生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)法量化說(shuō)明煤氣調(diào)整效果的短板。
[0046]針對(duì)高爐爐喉十字測(cè)溫設(shè)計(jì)，結(jié)合鼓風(fēng)參數(shù)，計(jì)算高爐爐腹煤氣量，并利用十字測(cè)溫?zé)犭娕嘉恢脜?shù)，將爐喉區(qū)域分為多環(huán)，對(duì)每環(huán)的煤氣量進(jìn)行計(jì)算、對(duì)比和分析，找出影響高爐透氣性的真正原因，從而對(duì)裝料制度進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整，為高爐爐況的快速恢復(fù)提供技術(shù)支持。
[0047]作為優(yōu)選，根據(jù)氣流分布模型確定所述中心區(qū)域?yàn)閳A形區(qū)域及緊鄰圓形區(qū)域的一個(gè)環(huán)形區(qū)域。
[0048]根據(jù)氣流分布模型確定邊緣區(qū)域?yàn)槎鄠€(gè)環(huán)形區(qū)域中最外面的環(huán)形區(qū)域。
[0049]根據(jù)氣流分布模型確定平臺(tái)區(qū)域?yàn)槿コ行膮^(qū)域及邊緣區(qū)域后剩余的環(huán)形區(qū)域的總和。
[0050]作為優(yōu)選，爐腹煤氣量公式為:爐腹煤氣量=1.21X風(fēng)量+2X富氧量+濕度X44.8X (風(fēng)量+富氧量)/18000+噴煤量X煤粉含氫量X22.4/120。
[0051]其中風(fēng)量、富氧量、濕度、配煤量及煤粉含氫量為高爐已知參數(shù)；爐腹煤氣量的單位為Nm3/min ;風(fēng)量的單位為Nm3/min ;富氧量的單位為NmVmin ;濕度的單位為g/Nm3 ;噴煤量的單位為Kg/h ;煤粉含氫量的單位為％。
[0052]作為優(yōu)選，氣流分布模型將爐喉區(qū)域分成一個(gè)圓形區(qū)域及多個(gè)環(huán)狀區(qū)域；圓形區(qū)域設(shè)定為GC ;多個(gè)環(huán)狀區(qū)域設(shè)定為G1、G2、G3、...、Gn ;其中Gl為最外面的環(huán)形區(qū)域；Gn為緊鄰圓形區(qū)域的環(huán)形區(qū)域；其中，η的取值范圍為4?6，及十字測(cè)溫大桿上的熱電偶數(shù)量的取值范圍為5?7。
[0053]中心區(qū)域?yàn)镚C+Gn包含的區(qū)域。
[0054]平臺(tái)區(qū)域?yàn)镚2+G3+...+Gn-1包含的區(qū)域。
[0055]邊緣區(qū)域?yàn)镚l包含的區(qū)域。
[0056]作為優(yōu)選，爐喉區(qū)域煤氣量計(jì)算公式為:
[0057]區(qū)域煤氣量=爐腹煤氣量X ( Σ區(qū)域溫度X面積/ Σ總溫度X面積)。
[0058]當(dāng)計(jì)算GC區(qū)域的區(qū)域煤氣量WC時(shí)，GC區(qū)域中包含一個(gè)熱電偶；區(qū)域溫度為熱電偶的測(cè)試溫度tc 5區(qū)域溫度X面積=tcX圓面積。
[0059]當(dāng)計(jì)算Gn區(qū)域的區(qū)域煤氣量時(shí)Wn，Gn區(qū)域中包含四個(gè)熱電偶；區(qū)域溫度為四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度tnl、tn2、tn3及tn4 ;[區(qū)域溫度X面積=(tnl+tn2+tn3+tn4) X四分之一的Gn面積。
[0060]中心區(qū)域的中心煤氣量Wx = WC+Wn。
[0061]邊緣區(qū)域的邊緣煤氣量Wy = Wl0
[0062]平臺(tái)區(qū)域的平臺(tái)煤氣量Wz = W2+W3+...+Wn_l。
[0063]Σ總溫度X面積=tcX圓面積+(tll+tl2+tl3+tl4) X四分之一的Gl面積+ (t21+t22+t23+t24) X 四分之一的 G2 面積 +...+ (tnl+tn2+tn3+tn4) X 四分之一的 Gn面積。
[0064]總煤氣量WA = WC+W1+W2+W3+...+Wn-1+Wn。
[0065]作為優(yōu)選,邊緣指數(shù)=邊緣煤氣量Wy/總煤氣量WA。
[0066]平臺(tái)指數(shù)=平臺(tái)煤氣量Wz/總煤氣量WA ;平臺(tái)指數(shù)的范圍控制在50-75%。
[0067]中心指數(shù)=中心煤氣量Wx/總煤氣量WA ;中心指數(shù)的上限小于20%。
[0068]高爐操作中應(yīng)控制中心煤氣指數(shù)的上限小于20%，防止出現(xiàn)中心氣流或者類管道現(xiàn)象，保證爐況的穩(wěn)定；焦炭負(fù)荷最重的區(qū)域是分布在平臺(tái)區(qū)域，一般范圍控制在50-75%，在裝料矩陣穩(wěn)定的條件下，焦炭負(fù)荷的增加將引起平臺(tái)透氣性減小，超出一定的范圍時(shí)，將引起爐況較大的波動(dòng)；邊緣、平臺(tái)和中心煤氣指數(shù)的比例關(guān)系代表著高爐裝料制度的側(cè)重點(diǎn)，如邊緣指數(shù)較大，高爐裝料偏向打開(kāi)邊緣，中心煤氣指數(shù)比例升高，高爐裝料制度偏向打開(kāi)中心，平臺(tái)指數(shù)升高，裝料制度處于守勢(shì)或者穩(wěn)定階段。
[0069]下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提供的量化高爐爐喉煤氣分布的方法的工藝流程:
[0070]實(shí)施例1
[0071]S1:參見(jiàn)附圖1，選擇十字測(cè)溫大桿上的熱電偶數(shù)量為7個(gè)的十字測(cè)溫模型，四個(gè)十字測(cè)溫大桿的方向分別為西北、東北、西南及東南，根據(jù)十字測(cè)溫模型建立爐喉區(qū)域的氣流分布模型。此時(shí)η = 6，爐喉區(qū)域被分成一個(gè)圓形區(qū)域GC及6個(gè)環(huán)狀區(qū)域(G1、G2、G3、G4、G5、G6)
[0072]S2:確定氣流分布模型中的邊緣區(qū)域?yàn)镚1、平臺(tái)區(qū)域?yàn)?G2+G3+G4+G5)及中心區(qū)域?yàn)?GC+G6)。
[0073]S3:計(jì)算爐腹煤氣量，爐腹煤氣量=1.21 X風(fēng)量+2X富氧量+濕度X44.8X (風(fēng)量+富氧量)/18000+噴煤量X煤粉含氫量X 22.4/120。
[0074]S4:計(jì)算區(qū)域煤氣量:
[0075]圓形區(qū)域GC的區(qū)域煤氣量WC，WC =爐腹煤氣量X ItcX圓面積/[tcX圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的 Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X 四分之一的 G2 面積+...+(t61+t62+t63+t64) X四分之一的G6面積]}。其中，tc為圓形區(qū)域中熱電偶的測(cè)試溫度。
[0076]區(qū)域Gl的區(qū)域煤氣量W1，W1 =爐腹煤氣量X {[(tll+tl2+tl3+tl4) X四分之一的Gl 面積]/[tcX 圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2面積+...+(t61+t62+t63+t64) X四分之一的G6面積]}。其中，til、tl2、tl3及tl4分別為區(qū)域Gl內(nèi)四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度。
[0077]區(qū)域G2的區(qū)域煤氣量W2，W2=爐腹煤氣量X {[(t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2 面積]/[tcX 圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的 Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2面積+...+(t61+t62+t63+t64) X四分之一的G6面積]}。其中，t21、t22、t23及t24分別為區(qū)域G2內(nèi)四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度。
[0078]區(qū)域G3的區(qū)域煤氣量W3，W3=爐腹煤氣量X {[(t31+t32+t33+t34) X四分之一的G3 面積]/[tcX 圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的 Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2面積+...+(t61+t62+t63+t64) X四分之一的G6面積]}。其中，t31、t32、t33及t34分別為區(qū)域G3內(nèi)四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度。
[0079]區(qū)域G4的區(qū)域煤氣量W4，W4=爐腹煤氣量X {[ (t41+t42+t43+t44) X四分之一的G4面積]/[tcX 圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2面積+...+(t61+t62+t63+t64) X四分之一的G6面積]}。其中，t41、t42、t43及t44分別為區(qū)域G4內(nèi)四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度。
[0080]區(qū)域G5的區(qū)域煤氣量W5，W5=爐腹煤氣量X {[(t51+t52+t53+t54) X四分之一的G5 面積]/[tcX 圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的 Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2面積+...+(t61+t62+t63+t64) X四分之一的G6面積]}。其中，t51、t52、t53及t54分別為區(qū)域G5內(nèi)四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度。
[0081]區(qū)域G6的區(qū)域煤氣量W6，W6=爐腹煤氣量X {[(t61+t62+t63+t64) X四分之一的G2 面積]/[tcX 圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的 Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2面積+...+(t61+t62+t63+t64) X四分之一的G6面積]}。其中，t61、t62、t63及t64分別為區(qū)域G6內(nèi)四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度。
[0082]S5:確定中心煤氣量、邊緣煤氣量及平臺(tái)煤氣量:
[0083]中心區(qū)域的中心煤氣量Wx = WC+W6。
[0084]邊緣區(qū)域的邊緣煤氣量Wy = WI。
[0085]平臺(tái)區(qū)域的平臺(tái)煤氣量Wz = W2+W3+W4+W5。
[0086]S6:確定中心指數(shù)、邊緣指數(shù)及平臺(tái)指數(shù):
[0087]邊緣指數(shù)=邊緣煤氣量Wy/總煤氣量WA = Wl/ (WC+W1+W2+W3+W4+W5+W6)。
[0088]平臺(tái)指數(shù)=平臺(tái)煤氣量Wz/總煤氣量WA = (W2+W3+W4+W5) /(WC+ffl+ff2+ff3+ff4+W5+ff6)。
[0089]中心指數(shù)=中心煤氣量Wx/ 總煤氣量 WA = (WC+W6) / (WC+W1+W2+W3+W4+W5+W6)。
[0090]通過(guò)控制中心指數(shù)、邊緣指數(shù)及平臺(tái)指數(shù)能實(shí)現(xiàn)高爐煤氣分布的定量評(píng)價(jià)。
[0091]實(shí)施例2
[0092]S1:參見(jiàn)附圖2，選擇十字測(cè)溫大桿上的熱電偶數(shù)量為5個(gè)的十字測(cè)溫模型，四個(gè)十字測(cè)溫大桿的方向分別為西北、東北、西南及東南，根據(jù)十字測(cè)溫模型建立爐喉區(qū)域的氣流分布模型。此時(shí)η = 4，爐喉區(qū)域被分成一個(gè)圓形區(qū)域GC及4個(gè)環(huán)狀區(qū)域(G1、G2、G3、G4)
[0093]S2:確定氣流分布模型中的邊緣區(qū)域?yàn)镚1、平臺(tái)區(qū)域?yàn)?G2+G3)及中心區(qū)域?yàn)?GC+G4)。
[0094]S3:計(jì)算爐腹煤氣量，爐腹煤氣量=1.21 X風(fēng)量+2X富氧量+濕度X44.8X (風(fēng)量+富氧量)/18000+噴煤量X煤粉含氫量X 22.4/120。
[0095]S4:計(jì)算區(qū)域煤氣量:
[0096]圓形區(qū)域GC的區(qū)域煤氣量WC，WC =爐腹煤氣量X ItcX圓面積/[tcX圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的 Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X 四分之一的 G2 面積+...+(t41+t42+t43+t44) X四分之一的G4面積]}。其中，tc為圓形區(qū)域中熱電偶的測(cè)試溫度。
[0097]區(qū)域Gl的區(qū)域煤氣量W1，W1 =爐腹煤氣量X {[(tll+tl2+tl3+tl4) X四分之一的Gl 面積]/[tcX 圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2面積+...+(t41+t42+t43+t44) X四分之一的G4面積]}。其中，til、tl2、tl3及tl4分別為區(qū)域Gl內(nèi)四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度。
[0098]區(qū)域G2的區(qū)域煤氣量W2，W2=爐腹煤氣量X {[(t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2 面積]/[tcX 圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的 Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2面積+...+(t41+t42+t43+t44) X四分之一的G4面積]}。其中，t21、t22、t23及t24分別為區(qū)域G2內(nèi)四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度。
[0099]區(qū)域G3的區(qū)域煤氣量W3，W3=爐腹煤氣量X {[(t31+t32+t33+t34) X四分之一的G3 面積]/[tcX 圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的 Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2面積+...+(t41+t42+t43+t44) X四分之一的G4面積]}。其中，t31、t32、t33及t34分別為區(qū)域G3內(nèi)四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度。
[0100]區(qū)域G4的區(qū)域煤氣量W4，W4=爐腹煤氣量X {[ (t41+t42+t43+t44) X四分之一的G4面積]/[tcX 圓面積+ (tll+tl2+tl3+tl4) X 四分之一的Gl 面積 + (t21+t22+t23+t24) X四分之一的G2面積+...+(t41+t42+t43+t44) X四分之一的G4面積]}。其中，t41、t42、t43及t44分別為區(qū)域G4內(nèi)四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度。
[0101]S5:確定中心煤氣量、邊緣煤氣量及平臺(tái)煤氣量:
[0102]中心區(qū)域的中心煤氣量Wx = WC+W4。
[0103]邊緣區(qū)域的邊緣煤氣量Wy = Wl。
[0104]平臺(tái)區(qū)域的平臺(tái)煤氣量Wz = W2+W3。
[0105]S6:確定中心指數(shù)、邊緣指數(shù)及平臺(tái)指數(shù):
[0106]邊緣指數(shù)=邊緣煤氣量Wy/總煤氣量WA = Wl/ (WC+W1+W2+W3+W4)。
[0107]平臺(tái)指數(shù)=平臺(tái)煤氣量Wz/總煤氣量WA = (W2+W3) / (WC+W1+W2+W3+W4)。
[0108]中心指數(shù)=中心煤氣量Wx/總煤氣量WA = (WC+W4) / (WC+W1+W2+W3+W4)。
[0109]通過(guò)控制中心指數(shù)、邊緣指數(shù)及平臺(tái)指數(shù)能實(shí)現(xiàn)高爐煤氣分布的定量評(píng)價(jià)。
[0110]本發(fā)明提供的一種量化高爐爐喉煤氣分布的方法通過(guò)運(yùn)用十字測(cè)溫模型中熱電偶數(shù)量及徑向分布情況建立爐喉區(qū)域的氣流分布模型，通過(guò)氣流分布模型確定爐喉的邊緣區(qū)域的邊緣煤氣量、平臺(tái)區(qū)域的平臺(tái)煤氣量及中心區(qū)域的中心煤氣量，進(jìn)而得出邊緣指數(shù)、平臺(tái)指數(shù)及中心指數(shù)；完成了對(duì)高爐爐喉煤氣分布的量化，能夠精確化評(píng)價(jià)高爐裝料制度的效果，指導(dǎo)高爐裝料調(diào)整；根據(jù)中心指數(shù)和邊緣指數(shù)，提前預(yù)測(cè)高爐煤氣狀態(tài)變化，防止?fàn)t況發(fā)生大的變動(dòng)，穩(wěn)定爐況；提高高爐煤氣利用率水平，降低煉鐵成本，減少污染氣體排放；優(yōu)化送風(fēng)制度、裝料制度等，提升高爐技術(shù)水平。
[0111]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種量化高爐爐喉煤氣分布的方法，其特征在于，包括: 獲得所述高爐的爐喉區(qū)域； 獲得所述爐喉區(qū)域的第一方向的熱電偶數(shù)量和第一方向的徑向分布情況；獲得所述爐喉區(qū)域的第二方向的熱電偶數(shù)量和第二方向的徑向分布情況，其中，所述第一方向與所述第二方向?yàn)榇怪狈较颍? 根據(jù)熱電偶數(shù)量及徑向分布情況建立爐喉區(qū)域的氣流分布模型；所述氣流分布模型將爐喉區(qū)域分成一個(gè)圓形區(qū)域及多個(gè)環(huán)狀區(qū)域；所述多個(gè)環(huán)狀區(qū)域之間的分界線為所述相鄰熱電偶距離的中點(diǎn)；所述氣流分布模型位于中心的區(qū)域?yàn)閳A形； 根據(jù)所述氣流分布模型確定爐喉的邊緣區(qū)域、平臺(tái)區(qū)域及中心區(qū)域； 根據(jù)爐腹煤氣量公式確定爐腹煤氣量； 根據(jù)爐喉區(qū)域煤氣量計(jì)算公式確定所述邊緣區(qū)域的邊緣煤氣量Wy、平臺(tái)區(qū)域的平臺(tái)煤氣量Wz及中心區(qū)域的中心煤氣量Wx ； 根據(jù)所述邊緣煤氣量Wy與總煤氣量WA的比值確定邊緣指數(shù)；根據(jù)所述平臺(tái)煤氣量Wz與總煤氣量WA的比值確定平臺(tái)指數(shù)；根據(jù)所述中心煤氣量Wx與總煤氣量WA的比值確定中心指數(shù)； 通過(guò)所述邊緣指數(shù)、平臺(tái)指數(shù)及中心指數(shù)完成了對(duì)高爐爐喉煤氣分布的量化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 根據(jù)所述氣流分布模型確定所述中心區(qū)域?yàn)樗鰣A形區(qū)域及緊鄰所述圓形區(qū)域的一個(gè)環(huán)形區(qū)域； 根據(jù)所述氣流分布模型確定所述邊緣區(qū)域?yàn)樗龆鄠€(gè)環(huán)形區(qū)域中最外面的環(huán)形區(qū)域； 根據(jù)所述氣流分布模型確定所述平臺(tái)區(qū)域?yàn)槿コ鲋行膮^(qū)域及邊緣區(qū)域后剩余的環(huán)形區(qū)域的總和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 所述爐腹煤氣量公式為:爐腹煤氣量=1.21 X風(fēng)量+2X富氧量+濕度X44.8X (風(fēng)量+富氧量)/18000+噴煤量X煤粉含氫量X 22.4/120 ； 其中所述風(fēng)量、富氧量、濕度、配煤量及煤粉含氫量為高爐已知參數(shù)；所述爐腹煤氣量的單位為NmVmin ;所述風(fēng)量的單位為Nm3/min ;所述富氧量的單位為Nm3/min ;所述濕度的單位為g/Nm3 ;所述噴煤量的單位為Kg/h ;所述煤粉含氫量的單位為％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 所述氣流分布模型將爐喉區(qū)域分成一個(gè)圓形區(qū)域及多個(gè)環(huán)狀區(qū)域；所述圓形區(qū)域設(shè)定為GC ;所述多個(gè)環(huán)狀區(qū)域設(shè)定為Gl、G2、G3、...、Gn ;其中Gl為最外面的環(huán)形區(qū)域；Gn為緊鄰所述圓形區(qū)域的環(huán)形區(qū)域；其中，η的取值范圍為4?6 ; 所述中心區(qū)域?yàn)镚C+Gn包含的區(qū)域； 所述平臺(tái)區(qū)域?yàn)镚2+G3+...+Gn-1包含的區(qū)域； 所述邊緣區(qū)域?yàn)镚l包含的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 所述爐喉區(qū)域煤氣量計(jì)算公式為: 區(qū)域煤氣量=爐腹煤氣量X(Σ區(qū)域溫度X面積/Σ總溫度X面積)； 當(dāng)計(jì)算所述GC區(qū)域的區(qū)域煤氣量WC時(shí)，所述GC區(qū)域中包含一個(gè)熱電偶；所述區(qū)域溫度為所述熱電偶的測(cè)試溫度tc ;所述Σ區(qū)域溫度X面積=tcX圓面積； 當(dāng)計(jì)算所述Gn區(qū)域的區(qū)域煤氣量時(shí)Wn，所述Gn區(qū)域中包含四個(gè)熱電偶；所述區(qū)域溫度為所述四個(gè)熱電偶的測(cè)試溫度tnl、tn2、tn3及tn4 ;所述Σ區(qū)域溫度X面積=(tnl+tn2+tn3+tn4) X 四分之一的 Gn 面積； 所述中心區(qū)域的中心煤氣量Wx = WC+ffn ； 所述邊緣區(qū)域的邊緣煤氣量Wy = Wl ； 所述平臺(tái)區(qū)域的平臺(tái)煤氣量Wz = W2+W3+...+Wn-1 ； 所述Σ總溫度X面積=tcX圓面積+(tll+tl2+tl3+tl4) X四分之一的Gl面積+ (t21+t22+t23+t24) X 四分之一的 G2 面積+...+ (tnl+tn2+tn3+tn4) X 四分之一的 Gn面積； 所述總煤氣量 WA = WC+W1+W2+W3+...+Wn-HWru
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 所述邊緣指數(shù)=邊緣煤氣量Wy/總煤氣量WA ； 所述平臺(tái)指數(shù)=平臺(tái)煤氣量Wz/總煤氣量WA ;所述平臺(tái)指數(shù)的范圍控制在50-75% ； 所述中心指數(shù)=中心煤氣量Wx/總煤氣量WA ;所述中心指數(shù)的上限小于20%。
【文檔編號(hào)】C21B5/00GK104404182SQ201410640868
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】許佳, 馬金芳, 鄭敬先, 解寧強(qiáng), 賈軍民, 張海濱, 劉艷玲, 龔衛(wèi)民 申請(qǐng)人:北京首鋼股份有限公司