[发明专利]高炉喷煤喷吹系统

说明书

技术领域

本发明涉及高炉自动控制技术领域，特别是涉及一种高炉喷煤喷吹系统。

背景技术

高炉喷煤技术是高炉系统结构优化的中心环节，具有大幅度降低焦比、提高经济效益、减轻环境污染等优点。喷煤技术作为国内外高炉炼铁技术发展的大趋势，是我国钢铁行业发展的三大重要技术路线之一。随着喷煤技术向大喷吹率浓相输送方向发展，如何稳定、均匀、准确地调节煤粉喷吹量，是维持炉温稳定、保证炉况顺行，使得高炉达到最佳冶炼状态的重要基础。

当前，我国高炉喷煤自动控制技术水平较为薄弱，大部分生产过程缺少关键工艺参数喷煤量的检测、而且生产过程具有多变量、强耦合的特点，喷煤量调节的控制容易受煤粉煤质、流动性能、湿度、粒度、高炉炉况的波动、喷吹量的检测精度、分配器或喷枪阻塞等很大影响，因此很难获得精确的数学模型，使得对喷吹量的控制比较困难，目前对喷吹量控制效果均不佳。因此，如何采用一种控制方法来保证高炉喷煤系统喷吹速率的稳定就显得尤为重要。

目前，高炉喷煤率的控制主要是采用调整输送载气量和喷吹罐罐压的方式，即通过调整罐压和输送气量的大小来改变喷煤量。一股情况下，喷吹速率的控制就是依靠人工经验或半自动的方式来固定输送气流量，然后用实测喷吹量与设定喷吹量比较，用比例积分微分(PID)算法来控制罐压，而罐压的控制又是通过对补气量的调节来实现，对于这种调节方式当喷煤率偏离设定值时，控制程序会自动加大或减小罐压设定值，此时补气调节阀会根据罐压实际值与设定值的偏差进行调节，由于通过补气量来改变罐压是比较缓慢的过程，同时由于没有喷吹率在线检测仪表，喷吹率的计算是有滞后的，因此对于改变喷吹率更是一个特大滞后过程；另一方面，当罐压在缓慢增加时，喷吹率却无法立即提高，导致补气量不断加大，而当喷吹率达到预期的设定值后，此时由于罐压已经达到设定罐压，但此时补气阀并不是立即关闭而是保持进而慢慢关闭，导致罐压仍在增加，喷吹率不断上升，产生大幅超调和波动。根据以上分析说明仅仅通过常规PID控制是无法实现对喷吹量稳定均匀控制的，而且存在严重滞后，易造成喷吹量的大幅波动，煤粉堵塞，从而影响高炉的正常生产，甚至破坏炉况导致休风。

分析总结以前的工程经验，需对不合理的地方进行完善和优化，使用一种新的控制模式来解决喷煤量波动的问题，为高炉稳定顺行高产低耗创造条件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高炉喷煤喷吹系统，该系统能够在高炉炼铁喷煤系统中对煤粉喷吹量进行稳定、均匀、准确地调节控制，进而维持炉温稳定、使得高炉达到最佳冶炼状态。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的高炉喷煤喷吹系统，包括混合器、分配器、多个喷吹罐、切断阀和调节阀，其中：所述多个喷吹罐，它们的上部分别通过管道和装料切断阀、下料切断阀与煤粉仓相连，用于喷吹罐装料，同时又分别通过管道及小放散切断阀、大放散切断阀与煤粉仓相连，用于喷吹罐放散；它们的中部分别通过三路连接管道及阀和与氮气调压站相连，即一路连接管道装有补压调节阀及补压切断阀，用于喷吹罐补压，一路连接管道装有充压切断阀，用于喷吹罐充压，一路连接管道装有流化调节阀及流化切断阀，用于喷吹罐煤粉流化；它们的下部分别通过管道及喷煤切断阀与混合器相连，该混合器又经管道和分配器与高炉的各个风口相连相连。

本发明提供的上述高炉喷煤喷吹系统，其在高炉炼铁喷煤系统中使用。

本发明是一种针对喷煤生产过程具有多变量、强耦合的特点，喷煤量的调节控制容易受外界工况的影响，而提出的全新的高炉喷煤喷吹系统。与现有技术相比，具有以下的主要有益效果：

1.将对喷吹罐压力的设定转化为对喷吹罐压力和高炉炉压的压差设定，可以有效的防止炉压波动对喷吹率的干扰。

2利用仿人工智能规则控制算法对罐压进行调节，可以防止罐压调节时出现的滞后以及大幅波动，保证罐压的快速稳定均匀调节。

3.利用喷吹率和流化气流量构成串级PID控制回路调节喷吹率，实现了对喷吹率的快速、均匀调节，从而满足高炉生产的要求。

4增加了对流化调节阀和输送气调节阀的限幅控制，防止煤粉堵塞。

5.工艺操作简单，可以减少生产过程中操作工的人工调节，降低工作强度。

6.提高了自动化水平，避免喷吹率受外界干扰因素影响产生大幅度波动，为高炉稳定顺行高产低耗创造条件。