[发明专利]基于煤气热值和烟气成分的转炉煤气成分软测量方法

说明书

一种基于煤气热值和烟气成分的转炉煤气成分软测量方法，包括以下步骤：通过测量获取有效数据，有效数据包括转炉煤气干基低位热值和燃烧炉烟气成分，燃烧炉烟气成分包括干烟气中O₂、CO和CO₂的容积含量百分率；根据获得的有效数据，求解转炉煤气燃烧炉入炉煤气成分。本发明解决了目前大多数钢铁厂均未配置入炉转炉煤气成分在线分析仪给燃烧炉运行带来的不便和困难，具有很好的工程实用价值。还可用于燃烧炉热效率性能试验，只要通过煤气热值仪测得煤气热值、通过烟气分析仪测得烟气成分，即可辨识出煤气成分，进而用于燃烧炉性能计算和分析，避免了传统方法需要的煤气取样和化验工作，尤其适用于燃烧炉热效率的快速测算。

技术领域

本发明属于燃烧炉节能技术领域，具体涉及基于煤气热值和烟气成分的转炉煤气成分软测量方法。

背景技术

钢铁企业在炼钢工序中产生了大量的转炉煤气，作为冶炼过程的副产资源，转炉煤气的高效回收利用是钢铁企业节能降耗工作的重点之一。

目前，钢厂主要通过工业燃烧炉(如轧钢加热炉、煤气锅炉等)来消化转炉煤气。对于燃烧炉，燃料成分是重要的输入条件，是燃烧炉运行操作和燃烧调整的重要依据，燃料成分的变化与波动会影响到燃烧炉的安全和经济运行。然而，由于条件所限，目前部分钢铁企业配置了煤气热值在线分析仪，但大多数钢铁企业都未给燃烧炉配置煤气成分在线分析仪，钢厂基本上仍然是以人为设定值作为当前的煤气成分。而实际上，受上游冶炼工序等因素的影响，转炉煤气的成分很难保持稳定，经常处于波动状态，人为设定值很可能会大大偏离当前真实值，这就会在很大程度上干扰燃烧炉运行人员的操作判断，影响燃烧炉的优化运行。

发明内容

本发明的针对现有技术中的不足，提供一种基于煤气热值和烟气成分的转炉煤气成分软测量方法，通过煤气热值和烟气成分辨识出转炉煤气成分，结果可为燃烧炉的安全和经济运行提供依据，以解决目前大多数钢铁厂燃烧炉均未配置入炉煤气成分在线分析仪给燃烧炉运行带来的不便和困难，具有很好的工程实用价值。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于煤气热值和烟气成分的转炉煤气成分软测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过测量获取转炉煤气干基低位热值和燃烧炉烟气成分；

根据转炉煤气干基低位热值，计算单位体积干煤气燃烧所需的理论干空气量和单位体积干煤气燃烧产生的理论干烟气量；

根据单位体积干煤气燃烧所需的理论干空气量和单位体积干煤气燃烧产生的理论干烟气量计算燃料特性因子；

根据燃料特性因子和燃烧炉烟气成分，计算过量空气系数；

根据单位体积干煤气燃烧所需的理论干空气量、单位体积干煤气燃烧产生的理论干烟气量和过量空气系数，计算单位体积干煤气燃烧产生的实际干烟气量；

根据单位体积干煤气燃烧产生的实际干烟气量和燃烧炉烟气成分，计算干煤气中CO的容积含量百分率；

根据转炉煤气干基低位热值和干煤气中CO的容积含量百分率，计算干煤气中H2的容积含量百分率；

根据干煤气中CO的容积含量百分率、干煤气中H2的容积含量百分率和单位体积干煤气燃烧所需的理论干空气量，计算干煤气中O₂的容积含量百分率；

根据单位体积干煤气燃烧产生的实际干烟气量、燃烧炉烟气成分和干煤气中CO的容积含量百分率，计算干煤气中CO₂的容积含量百分率；

根据干煤气中CO、CO₂、H₂、O₂的容积含量百分率，计算干煤气中N2的容积含量百分率。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：