[发明专利]气煤混喷自动控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于气煤混喷自动控制技术领域，特别涉及一种气煤混喷自动控制系统及其方法，适用于链篦机-回转窑-环冷机生产工艺中燃料系统中煤气与煤的自动监测和智能控制。 

背景技术

首钢球团厂利用迁焦放散煤气项目完工运营后，人工控制燃料喷吹方式，燃料喷吹分为两部分，以煤气为主、煤为辅，即在煤气不足或不能满足温度控制要求的情况下补充喷煤。工艺操作要点是：一喷吹煤气、煤量要求过程均匀、稳定，二调整过程要小幅度、多频次调整，避免温度的大起大落。煤气量的调节采用气动调节阀调节，煤量的调节采用转子秤调节。通过分析改造前现场工艺操作现状，现场燃料调节方式主要存在以下不足： 

1)煤气供应量的不稳定，造成燃料的频繁调整，影响温度的稳定。由于球团厂属于煤气末端用户，煤气供应量得不到保障，瞬时波动量非常大，为了稳定温度，需要人工手动频繁调整煤气量、煤量。 

2)温度显示，与当前燃料控制存在一定时间间隔，当温度出现波动后，不能准确知道温度波动对应的燃料量，进而针对性的精确调节。 

3)影响热平衡因素太多、且实时变化，出现温度波动后，不能准确、及时的判断出引起温度波动的原因、程度，进而判断给定燃料的调节量。 

4)对于现场耐热风机、环冷机一冷段风量频繁调节对温度波动的影响，岗位不能超前控制，只能在温度出现波动后，被动的滞后跟随补偿调节，造成温度的波动。 

5)喷煤操作人员的责任心影响了温度的稳定。不同素质的人员对燃料调整的及时性、准确性不同，即人的因素是影响温度稳定的关键，也是最不确定的和最不易解决的问题。 

综上所述，人工喷吹燃料控制受诸多因素影响，难以达到温度稳定、控制精准的理想效果。因此，只有通过科技手段，采用先进的在线精确计量转子秤，运用智能控制理论和方法对燃料喷吹进行自动控制是解决上述问题的关键途径。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种气煤混喷自动控制系统及其方法，是将回转窑热平衡数学模型灵活应用到气煤混喷自动控制系统项目中，通过建立数学模型为软件编制提供了理论基础；二是提出实时自修正理论。实时自修正理论解决了控制中随着工艺系统检修时间增长，漏风率逐渐增大，影响计算准确性的难题，对国内同类型的回转窑燃料自动控制系统具有借鉴意义；三是目前国内球团企业燃料喷吹系统均采用煤或煤气的单一燃料方式，而我厂采用的气煤混喷与煤、煤气单一燃料方式比较，具有节约能源、减少煤气外排、减轻环保压力、成本低、系统可靠、球团质量稳定、减少结圈、温度稳定、调整精确等优点。 

本发明的系统(如图1)包括SPF转子秤、流量计、热电偶、电子秤、化验室、测温枪、服务器、气煤混喷自动控制软件；SPF转子秤安装在煤粉仓和与燃烧器连接的喷煤管道之间，SPF转子秤通过数据线与服务器连接；流量计分别安装在煤气管道与燃烧器之间、窑头窑尾冷却风机出口管道上、助燃风机出口管道上、罗茨风机出口管道上、耐热风机入口管道上，流量计通过数据线与服务器连接；电子秤安装在生球运输皮带上，电子秤通过数据线与服务器连接；热电偶分别安装在回转窑窑头和窑尾、环冷机一冷段回热风管道上、窑头和窑尾冷却风管道出口上，热电偶通过数据线与服务器连接；化验室检验煤气、煤粉的发热值，窑头球、窑尾球的亚铁含量；测温枪测量窑表面温度；气煤混喷自动控制软件安装在服务器上。 

SPF转子秤、流量计、电子秤、热电偶的计量信号通过数据线自动采集后传入服务器中的气煤混喷自动控制软件，物料指标化验数据由人工输入服务器中的气煤混喷自动控制软件。气煤混喷自动控制软件根据现场采集的各种数据进行运算处理后，根据煤气的允许使用量，自动控制煤粉的输出量。 

本发明的自动控制方法包括以下步骤： 

1、化验室定期检查进入回转窑的干球和出回转窑的窑头球的亚铁含量、煤粉的发热值和煤气的发热值；岗位用测温枪检测窑表面温度。 

2、岗位人工向气煤混喷自动控制软件录入窑尾目标温度值、进入回转窑的干球和出回转窑的窑头球的亚铁含量、煤粉的发热值和煤气的发热值；窑表面温度。 

3、SPF转子秤自动实时采集煤粉喷吹量上传气煤混喷自动控制软件；流量计自动实时测量煤气流量、窑头窑尾冷却风流量、助燃风流量、罗茨风流量、耐热风流量上传气煤混喷自动控制软件；热电偶自动实时测量窑头窑尾温度、环冷机回热风温度、窑头窑尾冷却风温度上传气煤混喷自动控制软件；电子秤自动实时测量入窑球球量上传气煤混喷自动控制软件。