[发明专利]一种多模式干熄焦烧损率实时计算系统及计算方法

说明书

本发明提供一种多模式干熄焦烧损率实时计算系统及计算方法，所述的计算系统包括物理层和软件层，这两个部分通过工业以太网连入干熄焦自动化控制系统中以只读形式获取相关的生产数据，不对原干熄焦的自控系统做任何的改写；计算方法包括人工智能、碳法、热法三种计算模式，服务器可以同时进行三种模式的计算，三种模式的计算结果互为校验；PLC作为系统的硬备份只能进行碳法模式的烧损率计算，在PLC中进行的碳法模式的烧损率计算作为大系统崩溃、系统不能进行人工智能和热法计算时的备份。对干熄焦烧损率进行实时计算，同时不改动干熄焦原来的软硬件系统，干熄焦不需要停炉改造，系统的安装时间短，维护与升级方便。

技术领域

本发明涉及冶干熄焦烧损率计算技术领域，特别涉及一种多模式干熄焦烧损率实时计算系统及计算方法。

背景技术

焦炭是工业生产的重要原燃料，尤其是作为长流程炼铁的主要燃料之一不可或缺，我国焦炭的产量和消耗量长年位于世界第一。干熄焦是焦炉工序重要的节能减排技术，近年来，在节能环保的倡导下，干熄焦工艺得到了空前的发展，国家已将其作为新建焦炉的标准配置。

干熄焦工艺过程中，红焦被装入至干熄炉中，低温循环气体被循环风机输送至干熄炉中，低温循环气体在干熄炉中吸收红焦显热，以将红焦降温冷却，吸收红焦显热后的高温循环气体从干熄炉的烟道排出至干熄焦工艺的锅炉中进行热交换，锅炉产生的蒸汽可以提供给电厂、钢厂或其他用户加以利用，从而实现对红焦热量的回收利用，冷却后的低温循环气体再次被循环风机输送至干熄炉中，冷却后的焦炭从干熄炉中排出成为原燃料。干熄焦装置在生产运行过程中，循环气体会与红热的焦炭发生固溶反应，一部分焦炭被气化进入循环气体中，固态的焦炭形成了损失。为了保证系统安全，干熄焦通常导入一定量的空气，将循环气体中的可燃物烧掉以避免爆炸危险，这个过程中部分固态的焦粉也会被烧掉，也造成固态的焦炭损失。在干熄焦工艺过程中，焦炭烧损率与焦炭的产量有直接关系，焦炭烧损率越低，则从干熄炉中排出的焦炭的量越多，因此焦炭烧损率是指导干熄焦设备运行生产的重要指标。

现有的焦炭烧损率计算方法通常是如下几种：

1)质量守恒计算法。质量守恒为最简单统计计算法，通过当班操作运行装焦量、排焦量、焦粉量记录粗略计算炭损率，同时与碳平衡计算的炭损率进行相互验证，分析焦炭质量上的变化，计算方式为焦炭烧损率＝(装焦量－排焦量－焦粉量)/装焦量×100％。

2)吨焦耗煤计算法。焦炉采用湿法熄焦时,烧损率为零,采用干法熄焦时,因焦炭存在烧损,故焦炭产量下降,对应的吨焦耗煤会上升,通过分析计算得出：焦炭烧损率＝(干熄焦吨焦耗煤量-湿熄焦吨焦耗煤量)/干熄焦吨焦耗煤量×100％。

3)导入空气量计算法。假设干熄焦循环系统密封,正常生产导入空气与炉内碳元素发生反应,处于一个平衡的状态,根据导入的空气量可以计算出干熄焦的烧损率。其计算方式为：焦炭烧损率＝每小时反应的碳元素质量÷每小时焦炭装入量。

4)焦粉含灰量计算法。焦炭在炉内燃烧后产生的灰分进入焦粉,导致焦粉含灰大幅度上升,通过焦粉含灰量可计算出烧损率。灰分平衡计算方法为：焦炭烧损率＝焦粉量×(焦粉含灰率-焦炭含灰率)÷(焦炭量×焦炭含灰率)×100％。

国内焦化企业采用这些方法进行干熄焦烧损率计算时，没有实现实时在线监测，无法令操作人员根据结果及时有效地指挥生产降低焦碳烧损量，因此对于干熄焦设备运行生产操作的调控指导作用很小，所以国内干熄焦的烧损率一直无法有效降低。

发明内容

为了解决背景技术提出的技术问题，本发明提供一种多模式干熄焦烧损率实时计算系统及计算方法，对干熄焦烧损率进行实时计算，同时不改动干熄焦原来的软硬件系统，干熄焦不需要停炉改造，系统的安装时间短，维护与升级方便。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：