[发明专利]一种焦炉在线热工测试方法

说明书

一种焦炉在线热工测试方法，解决传统的焦炉热工测试工作效率低，热工测试报告时效性差的问题。该焦炉在线热工测试方法，以焦炉炼焦过程中的工艺信号为基础，通过关联模型和算法得到实时在线的热工测试结果，并对测试结果进行诊断分析，指导焦炉生产存在的不足，从而实现热工效率的提高、吨产品煤气耗热量的降低、焦炉炼焦过程在线诊断分析节能降耗的目的。同时，减少人为参与，降低错误率，降低热工测试成本，提高热工测试效率；减少焦炉热工测试时间，做到实时在线测试，测试反馈的结果及时性好，并为后续指导焦炉生产和焦炉生产的智能化奠定良好的基础。

技术领域

本发明属于冶金自动化的工业人工智能技术领域，具体涉及一种工作效率高，时效性好，能够指导焦炉最优化生产，降低吨产品煤气耗热量，可实现焦炉炼焦过程的在线诊断分析、节能降耗的焦炉在线热工测试方法。

背景技术

焦炉炼焦过程是一个对进入焦炉的煤进行高温干馏的过程，煤经过物理和化学反应达到指标，生成合格焦炭。在此过程中，焦炉煤气作为副产气，从焦炉炭化室顶部进行持续性回收。焦炉中的煤在隔绝空气的环境下吸收热量生成焦炉煤气和焦炭，所以焦炉炼焦是一个能源单向传递的过程。焦炉集气管中回收的气体为焦炉煤气。在保证焦炭质量的条件下，焦炉煤气的回收量越大，热值越高，则意味着整个焦炉炼焦过程的经济性越高。

焦炉煤气的来源分为物理反应和化学反应两大块，物理反应由煤中水分从液相变为气相和煤表面附着气体受热溢出组成；化学反应则由煤的挥发分受热发生裂解和缩聚反应组成。焦炉炼焦时，通过改变加热煤气量，调节煤的升温速率，焦化工序从集气管收集的焦炉煤气，经过一系列净化工艺后的气体即为焦炉净煤气。焦炉净煤气的主要成分包括CO、CO₂、H₂、CH₄、N₂、C_mH_n等。

焦炉煤气产生后，需要符合一定的指标和要求才能够进行回收，回收的焦炉煤气经过净化后才能进入煤气管网和煤气消耗端。焦炉炼焦过程中产生的焦炉煤气离开炭化室后，经过上升管和桥管、进入集气管。通常由焦炉煤气的压力和温度来判断焦炉炭化室顶部空间的状态；炭化室顶部空间需要保持在一定的压力和温度限定值之下，压力过大会使焦炉炸炉，温度过高则使焦炉煤气分解生成沉积碳、堵塞管道。通过流量计测定焦炉煤气离开炭化室的温度和压力，满足回收标准的焦炉煤气经过净化处理后通入煤气管网，不符合要求的焦炉煤气直接点火放散。

以往的焦炉热工测试，是通过人员跟踪测试焦炉生产一周时间，获取焦炉各点的温度和气体成分，之后，再用一周时间去进行数据计算和诊断，最后整理出诊断报告。这种传统的测试方式，存在以下三个缺点：1、焦炉热工测试一次需要两周时间，时间跨度长、及时性差；2、需要大量的人员相互配合，人工成本高；3、每次焦炉的装煤量存在着差异，不同时间供给焦炉的热量不同，进而影响计算的准确性。故有必要对现有的焦炉热工测试方式予以改进。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种工作效率高，时效性好，能够指导焦炉最优化生产，降低吨产品煤气耗热量，可实现焦炉炼焦过程的在线诊断分析、节能降耗的焦炉在线热工测试方法。

本发明所采用的技术方案是：该焦炉在线热工测试方法包括如下步骤：

步骤一、建立焦炉炼焦过程的信号关联性模型；首先，进行基础信号获取，确定焦炉基础参数，即：焦炉型号、炭化室的结构尺寸、焦炉散热面积，进而确定焦炉的基本结构；

步骤二、确定煤的信息，每个厂的原煤多达数十种，将这数十种原煤混合形成焦炉所用煤；

步骤三、信号在线实时获取和计算；焦炉有多个炭化室，获取推焦序列号N₁、N₂、N₃……N_n，序列号与各个炭化室相对应；进入焦炉燃烧的加热煤气主要有高炉煤气和焦炉煤气，可采用流量计计量的方式，实时统计使用量；