【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及高爐煉鐵，具體涉及一種氧氣高爐氮含量的控制方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐工藝是對傳統(tǒng)氧氣高爐工藝的創(chuàng)新，爐頂煤氣脫碳除塵后鼓入高爐爐缸和爐身，解決了氧氣高爐“上冷下熱”的難題。其中，爐頂煤氣循環(huán)過程是該工藝的關(guān)鍵。
2、盡管爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐系統(tǒng)的最大氮來源：鼓風(fēng)，已經(jīng)被常溫純氧取代，但原燃料揮發(fā)分、噴煤載氣、富氫氣體、煤氣加熱爐管道的吹掃氣中仍含有一定氮?dú)猓S著循環(huán)的進(jìn)行，氮?dú)鈺跔t內(nèi)聚積，直到新帶入的氮?dú)馀c煤氣加熱爐燃燒廢氣中離開系統(tǒng)的氮?dú)饬肯嗟群螅瑺t內(nèi)氮?dú)獠艜Ｖ咕鄯e。氮?dú)獾木鄯e會導(dǎo)致循環(huán)煤氣熱值下降，還原能力降低，抑制鐵礦石間接還原，增加燃料成本，影響冶煉效率，而氮?dú)馕窖b置的建造成本、運(yùn)行成本及維護(hù)成本較高，無疑會加重企業(yè)負(fù)擔(dān)。
3、綜上，如何控制氧氣高爐中的氮含量是目前急需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種氧氣高爐氮含量的控制方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)控制氧氣高爐中的氮含量的目的。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)實(shí)施例第一方面公開了一種氧氣高爐氮含量的控制方法，所述方法包括：
4、獲取爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐初始爐頂煤氣量和初始爐頂煤氣成分，并將所述初始爐頂煤氣量和所述初始爐頂煤氣成分作為入爐參數(shù)；
5、基于所述入爐參數(shù)、預(yù)先構(gòu)建的爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型和預(yù)設(shè)的約束條件，計(jì)算得到爐頂煤氣量和爐頂煤
6、若所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分不滿足平衡條件，則基于所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分，計(jì)算得到關(guān)鍵參數(shù)；
7、若所述關(guān)鍵參數(shù)不滿足預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)工況，則調(diào)整所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型中的模型參數(shù)；
8、對所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分進(jìn)行換算得到新的入爐參數(shù)，返回執(zhí)行所述基于所述入爐數(shù)據(jù)、預(yù)先構(gòu)建的爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型和預(yù)設(shè)的約束條件，計(jì)算得到爐頂煤氣量和爐頂煤氣成分這一步驟并記錄循環(huán)次數(shù)；
9、當(dāng)所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分滿足所述平衡條件，或者所述爐頂煤氣成分中的氮?dú)夂窟_(dá)到含量閾值時(shí)，基于所述循環(huán)次數(shù)和所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐的單次循環(huán)冶煉時(shí)間，得到排氣周期；
10、基于所述排氣周期，對所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐進(jìn)行外排頂氣操作。
11、優(yōu)選的，所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型的構(gòu)建過程，包括：
12、基于爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐中高爐內(nèi)部的物質(zhì)流屬性和能量流屬性，構(gòu)建氧氣高爐多區(qū)域能質(zhì)平衡模型；
13、基于爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐中蓄熱式煤氣加熱爐內(nèi)部的物質(zhì)流屬性和能量流屬性，構(gòu)建煤氣加熱爐熱效率模型；
14、將所述氧氣高爐多區(qū)域能質(zhì)平衡模型與所述煤氣加熱爐熱效率模型進(jìn)行耦合處理，得到爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型；
15、獲取爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐的初始數(shù)據(jù)；
16、基于所述初始數(shù)據(jù)設(shè)置所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型，得到構(gòu)建完成的所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型。
17、優(yōu)選的，所述基于所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分，計(jì)算得到關(guān)鍵參數(shù)，包括：
18、基于所述爐頂煤氣量、所述爐頂煤氣成分和氫氣利用率經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算得到氫氣利用率；
19、基于所述爐頂煤氣量、所述爐頂煤氣成分和理論燃燒溫度公式，計(jì)算得到理論燃燒溫度；
20、基于所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分，計(jì)算加熱每立方米爐頂煤氣的燃料煤氣消耗量；
21、將所述氫氣利用率、所述理論燃燒溫度和所述燃料煤氣消耗量作為關(guān)鍵參數(shù)。
22、優(yōu)選的，所述基于所述循環(huán)次數(shù)和所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐的單次循環(huán)冶煉時(shí)間，得到排氣周期，包括：
23、將所述循環(huán)次數(shù)乘以所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐的單次循環(huán)冶煉時(shí)間，得到排氣周期。
24、優(yōu)選的，在所述計(jì)算得到爐頂煤氣量和爐頂煤氣成分之后，所述方法還包括：
25、若所述爐頂煤氣量與上一次循環(huán)得到的爐頂煤氣量一致，并且所述爐頂煤氣成分中的氮?dú)夂颗c上一次循環(huán)得到的爐頂煤氣成分中的氮?dú)夂恳恢拢瑒t確定所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分滿足平衡條件。
26、本專利技術(shù)實(shí)施例第二方面公開了一種氧氣高爐氮含量的控制裝置，所述裝置包括：
27、獲取單元，用于獲取爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐初始爐頂煤氣量和初始爐頂煤氣成分，并將所述初始爐頂煤氣量和所述初始爐頂煤氣成分作為入爐參數(shù)；
28、第一計(jì)算單元，用于基于所述入爐參數(shù)、預(yù)先構(gòu)建的爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型和預(yù)設(shè)的約束條件，計(jì)算得到爐頂煤氣量和爐頂煤氣成分；
29、第二計(jì)算單元，用于若所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分不滿足平衡條件，則基于所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分，計(jì)算得到關(guān)鍵參數(shù)；
30、調(diào)整單元，用于若所述關(guān)鍵參數(shù)不滿足預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)工況，則調(diào)整所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型中的模型參數(shù)；
31、循環(huán)單元，用于對所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分進(jìn)行換算得到新的入爐參數(shù)，返回執(zhí)行所述基于所述入爐數(shù)據(jù)、預(yù)先構(gòu)建的爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型和預(yù)設(shè)的約束條件，計(jì)算得到爐頂煤氣量和爐頂煤氣成分這一步驟并記錄循環(huán)次數(shù)；
32、第三計(jì)算單元，用于當(dāng)所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分滿足所述平衡條件，或者所述爐頂煤氣成分中的氮?dú)夂窟_(dá)到含量閾值時(shí)，基于所述循環(huán)次數(shù)和所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐的單次循環(huán)冶煉時(shí)間，得到排氣周期；
33、排氣單元，用于基于所述排氣周期，對所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐進(jìn)行外排頂氣操作。
34、優(yōu)選的，所述裝置還包括：
35、構(gòu)建單元，用于基于爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐中高爐內(nèi)部的物質(zhì)流屬性和能量流屬性，構(gòu)建氧氣高爐多區(qū)域能質(zhì)平衡模型；基于爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐中蓄熱式煤氣加熱爐內(nèi)部的物質(zhì)流屬性和能量流屬性，構(gòu)建煤氣加熱爐熱效率模型；將所述氧氣高爐多區(qū)域能質(zhì)平衡模型與所述煤氣加熱爐熱效率模型進(jìn)行耦合處理，得到爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型；獲取爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐的初始數(shù)據(jù)；基于所述初始數(shù)據(jù)設(shè)置所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型，得到構(gòu)建完成的所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型。
36、優(yōu)選的，用于基于所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分，計(jì)算得到關(guān)鍵參數(shù)的所述第二計(jì)算單元，具體用于：
37、基于所述爐頂煤氣量、所述爐頂煤氣成分和氫氣利用率經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算得到氫氣利用率；
38、基于所述爐頂煤氣量、所述爐頂煤氣成分和理論燃燒溫度公式，計(jì)算得到理論燃燒溫度；
39、基于所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分，計(jì)算加熱每立方米爐頂煤氣的燃料煤氣消耗量；
40、將所述氫氣利用率、所述理論燃燒溫度和所述燃料煤氣消耗量作為關(guān)鍵參數(shù)。
41、優(yōu)選的，用于基于所述循環(huán)次數(shù)和所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐的單次循環(huán)冶煉時(shí)間本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種氧氣高爐氮含量的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型的構(gòu)建過程，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分，計(jì)算得到關(guān)鍵參數(shù)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述循環(huán)次數(shù)和所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐的單次循環(huán)冶煉時(shí)間，得到排氣周期，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，在所述計(jì)算得到爐頂煤氣量和爐頂煤氣成分之后，所述方法還包括：
6.一種氧氣高爐氮含量的控制裝置，其特征在于，所述裝置包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，用于基于所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分，計(jì)算得到關(guān)鍵參數(shù)的所述第二計(jì)算單元，具體用于：
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，用于基于所述循環(huán)次數(shù)和所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐的單次循環(huán)冶煉時(shí)間，得到排氣周期的所述第三計(jì)算
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種氧氣高爐氮含量的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐模型的構(gòu)建過程，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述爐頂煤氣量和所述爐頂煤氣成分，計(jì)算得到關(guān)鍵參數(shù)，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述循環(huán)次數(shù)和所述爐頂煤氣循環(huán)-氧氣高爐的單次循環(huán)冶煉時(shí)間，得到排氣周期，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，在所述計(jì)算得到爐頂煤氣量和爐頂煤氣成分之后，所述方法...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王艷民，張開鈞，徐潤生，朱進(jìn)鋒，殷歡，葉璉，胡翔宇，
申請(專利權(quán))人：中鋼設(shè)備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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