[发明专利]基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法

说明书

本发明是基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法，该软测量方法包括获取燃烧系统的运行数据并进行预处理，然后根据运行数据间接计算得到入炉高炉煤气和入炉转炉煤气热值。该方法通过空气预热器和煤气预热器的换热参数求解出空气流量和煤气流量，并结合煤气热值与空气量之间的关系辨识出高炉煤气和转炉煤气的热值，实现了高炉煤气与转炉煤气混烧锅炉的煤气热值软测量。该方法能够用于锅炉热效率的在线监测，可为锅炉的性能分析和燃烧调整提供可靠依据，具有重要的实用意义。

技术领域

本发明是涉及燃料燃烧与检测技术领域，具体的说是基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法。

背景技术

钢铁企业在冶炼工序中产生大量的高炉煤气和转炉煤气，作为冶炼过程的副产资源，高炉煤气和转炉煤气的有效回收利用是钢铁企业节能降耗工作的重点之一。由于高炉煤气热值过低，具有难着火、燃烧温度低和燃烧稳定性差等缺点，而转炉煤气热值是高炉煤气的近两倍，着火和燃烧稳定性比高炉煤气要好很多，因此将高炉煤气与转炉煤气进行混烧已渐渐成为高炉煤气和转炉煤气的主要利用方式之一。

目前，钢厂主要通过煤气锅炉、轧钢加热炉、高炉热风炉等设备来混烧高炉煤气和转炉煤气。对于这些设备，燃料热值是其燃烧调整的重要依据，也是设备热效率的重要输入参数，燃料热值的变化与波动会对设备的安全和经济运行产生很大影响。然而，由于条件所限，目前大多数钢铁企业都未给燃烧设备配置煤气热值在线测量装置，钢厂基本上仍然是以人工输入定期化验分析值作为当前的煤气热值。而实际上，受上游冶炼工序等因素的影响，煤气的成分和热值很难保持稳定，经常处于波动状态，人工输入的定期化验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运行人员的操作判断，影响燃烧设备的优化运行。

因此，需要针对采用空气和煤气双预热技术，且高炉煤气和转炉煤气混合后再送至燃烧器的设备，提出一种基于运行参数的煤气热值软测量方法，通过燃烧设备的运行参数同时辨识出两种煤气热值，结果可用于指导燃烧设备的燃烧优化调整，为燃烧设备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设备均未配置煤气热值在线分析仪给运行带来的不便和困难。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法，其特征在于：燃烧系统设置有煤气预热器和空气预热器，所述的燃烧系统将高炉煤气和转炉煤气混合后再送至燃烧器，通过获取燃烧系统运行数据，并对运行数据进行处理，求解得到煤气热值，其具体步骤如下：

步骤1，获取燃烧系统运行参数的实时数据；

步骤2，对步骤1获得的数据进行预处理，得到用于求解煤气热值的有效数据；

步骤3，根据步骤2获得的有效数据，求解煤气热值，具体包括以下步骤：

步骤3.1，假定一个初始的高炉煤气干基热值假定一个初始的转炉煤气干基热值

步骤3.2，分别根据假定的高炉煤气干基热值和转炉煤气干基热值进行高炉煤气和转炉煤气燃烧计算：

步骤3.2.1，根据假定的高炉煤气干基热值进行燃烧计算：

步骤3.2.1.1，通过假定的高炉煤气干基热值计算每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量

步骤3.2.1.2，通过理论干空气量和理论干烟气量计算高炉煤气特性因子χ_BFG；

步骤3.2.1.3，通过高炉煤气特性因子χ_BFG计算高炉煤气燃烧对应的过量空气系数α_BFG；