[发明专利]一种基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法

说明书

一种基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法，解决加热炉混合煤气热值波动对加热炉负荷及炉内气氛产生较大影响的问题。该空燃比调节方法，通过获取加热炉实时运行参数，并利用初始煤气成分检测得到各单一煤气可燃成分配比；再根据不同可燃成分单位热值氧耗不同，结合热平衡计算及烟气成分分析，得到混合煤气当前热值下实际可燃气体成分配比；通过记录煤气可燃成分配比与煤气热值的历史关系，来利用成分配比指导相应热值下理论空气量计算，实现混合煤气与空气合理配比燃烧，进而达到烟气低氧化性气氛。该方法可用于加热炉空燃比的控制调节，能够有效提高加热炉的热效率，减少钢坯氧化烧损。

技术领域

本发明属于冶金燃料燃烧与调节技术领域，具体涉及一种可用于加热炉空燃比的控制调节，能够有效提高加热炉的热效率，减少钢坯氧化烧损的基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法。

背景技术

钢铁企业加热炉工序是钢铁生产的末端的工序，加热炉的稳定燃烧，影响着炉内钢坯加热的稳定性以及氧化烧损量。加热炉的能耗占整个轧钢工序能耗的50％左右，其主要燃料为各种煤气；因此，控制加热炉维持较好的空燃比，对钢铁企业节能降耗、减少氧化烧损具有重大意义。

目前，钢厂加热炉一般用自产的焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气或其混合煤气供热，而钢厂自产的各种煤气通常存在热值与成分不稳定的情况，传统的通过烟气残氧量直接控制空燃比的方法存在一定的滞后性，并且热值波动时由于对煤气成分未知，并且不同成分单位热值的耗氧量不同，这对加热炉空燃比调节造成一定困难，很难设定合理的空燃比，使加热炉热效率维持在较高水平的同时，钢坯氧化烧损量维持在较低水平。故有必要对现有加热炉的空燃比调节方式予以改进。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种可用于加热炉空燃比的控制调节，能够有效提高加热炉的热效率，减少钢坯氧化烧损的基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法。

本发明所采用的技术方案是：该基于加热炉混合煤气热值波动的空燃比调节方法包括如下步骤：

步骤一、煤气配比的确定；通过理化实验对混合前的加热炉用的煤气的煤气成分进行检测，再利用实时煤气热值分析仪得到混合煤气热值，并根据检测的单一煤气成分，得到单一煤气热值，从而计算混合煤气流量配比；之后，通过混合煤气流量配比以及煤气成分得到混合煤气成分配比；

步骤二、空燃比的确定；根据混合煤气成分配比，结合化学反应方程组可以计算得到煤气完全燃烧需要的理论空气量，并根据空气量与煤气量的比值得到空燃比；

步骤三、煤气热值计算；通过各单一煤气成分以及不同成分低位发热量得到单一煤气热值；

步骤四、实际过量空气系数计算；由于煤气热值检测误差、单一煤气成分变化、炉膛吸风等因素，实际的过量空气系数与理论给定的过量空气系数之间存在一定误差；根据烟气成分分析、氧化烧损量测定来得到实际过量空气系数；

步骤五、煤气成分调节；根据得到的实际过量空气系数与给定的过量空气系数对比，当误差超过规定值时，对混合煤气中的成分进行调整；调整量依据煤气成分、煤气流量以及煤气热值得到；

步骤六、建立煤气成分与煤气热值数据库；记录当前时刻混合煤气热值与调整后的煤气成分含量，进而得到煤气热值与煤气成分的关系，为后续空燃比的确定提供参考。

所述步骤一，加热炉中的转炉煤气主要可燃成分为CO与少量H₂，高炉煤气可燃成分主要有CO、H₂与少量烃类；

煤气流量配比，按式(1)～(4)计算：

Q_BFG×q_BFG+Q_LDG×q_LDG＝Q₀(q_BFG+q_LDG) (1)