[发明专利]基于在线过程模拟的球团焙烧温度控制方法

权利要求书

1.基于在线过程模拟的球团焙烧温度控制方法，该方法包括以下步骤：

1)基于球团焙烧过程中固相和气相的热质平衡，建立球团焙烧过程模拟模型；

2)输入模型全局常量，对干燥一段、干燥二段、预热段、焙烧段依次进行过程模拟；

3)获取焙烧段结束点位置的球团温度模拟值，将其与焙烧终点温度设定阈值进行比较，利用焙烧终点温度的模拟值与设定阈值的偏差，来调整焙烧段烧嘴燃气流量，从而实现对球团实际焙烧温度的控制。

2.根据权利要求1所述的球团焙烧温度控制方法，其特征在于：在步骤1)中，所述建立球团焙烧过程模拟模型具体包括以下子步骤：

101)在焙烧系统上，自下而上依次设有篦床层、铺底料层、生球层，所述篦床层、铺底料层、生球层形成移动床；沿移动床的运行方向建立以时间t为横坐标轴、高度y为纵坐标轴的坐标体系；

102)对移动床划分网格：在高度方向上，铺底料层和生球层采用相同的网格密度，其网格高度小于等于球团直径；在时间方向上，步长设置为1s；

103)基于热量平衡和质量平衡，对每个网格分别构建固相能量方程、固相质量方程、气相能量方程、气相质量方程，同时对每个网格分别适用厄根方程。

3.根据权利要求2所述的球团焙烧温度控制方法，其特征在于：在步骤2)中，所述对干燥一段、干燥二段、预热段、焙烧段中的某工艺段进行过程模拟，具体为：

在线检测该工艺段的进气温度TnA、排气温度TnB、进气压力PnA与排气压力PnB，得到该工艺段的实测压差ΔPn＝PnA-PnB；该工艺段的给料为上一工艺段输出的球团，以该球团温度与该工艺段的进气温度为初始条件，设定初始孔隙率ε和该工艺段的初始气体流量Gn，通过热质平衡方程计算该工艺段的模拟排气温度TnB’，并通过厄根方程计算该工艺段的模拟压差ΔPn’；计算该工艺段模拟排气温度TnB’与实测排气温度TnB的偏差dTn＝TnB’-TnB，及模拟压差ΔPn’与实测压差ΔPn的偏差dPn＝ΔPn’-ΔPn；将该工艺段的温度偏差与压差偏差作为反馈量来修正孔隙率和气体流量，然后通过热质平衡方程计算得出固相在该工艺段与下一工艺段交界处y轴上的温度分布T_s(t,y)，即得到球团在该工艺段的终点温度TnS；

其中：n表示对应第n个工艺段。

4.根据权利要求3所述的球团焙烧温度控制方法，其特征在于：所述将温度偏差与压差偏差作为反馈量来修正孔隙率和气体流量，具体为：

若dTn∈[-10，10]、dPn∈[-100，100]，此时无需调整，保持初始孔隙率ε和该工艺段的初始气体流量Gn不变；

若和/或则通过公式Gn’＝Gn*(1-dPn/ΔPn)来调整气体流量，和/或，通过公式ε’＝ε*(1-dTn/TnB)来调整孔隙率，使得调整后的压差偏差dPn∈[-100，100]，及调整后的温度偏差dTn∈[-10，10]；

其中：Gn’表示第n个工艺段在调整后的气体流量；ε’表示调整后的孔隙率。

5.根据权利要求3或4所述的球团焙烧温度控制方法，其特征在于：步骤3)具体为：

根据步骤2)中对焙烧段的过程模拟，获得焙烧段结束点位置的球团温度模拟值T4S；焙烧终点温度设定阈值为T_con，计算焙烧终点温度的模拟值与设定阈值的偏差ΔT＝T4S-T_con；设定焙烧段烧嘴的初始燃气流量Q，并将该焙烧终点温度偏差ΔT作为反馈量来调整焙烧段烧嘴燃气流量，从而获得适宜燃气供应量，实现对球团焙烧温度的控制。

6.根据权利要求5所述的球团焙烧温度控制方法，其特征在于：所述将该焙烧终点温度偏差ΔT作为反馈量来调整焙烧段烧嘴燃气流量，具体为：

若ΔT∈[-10，10]，此时无需调整，保持焙烧段烧嘴的初始燃气流量Q不变；

若则通过公式Q’＝Q*(1-ΔT/T_con)来调整焙烧段烧嘴燃气流量，使得调整后的ΔT∈[-10，10]；同时，保证焙烧段在调整后的dT4∈[-10，10]、dP4∈[-100，100]；

其中：Q’表示调整后的焙烧段烧嘴燃气流量。