[发明专利]基于煤气预热的高炉煤气热值软测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于煤气预热的高炉煤气热值软测量方法及装置，其中，方法包括：获取燃烧和烟风系统的实时运行参数数据；其中，运行参数数据包括：烟气含氧量、煤气预热器煤气侧进口温度、煤气预热器煤气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度；对运行参数数据进行预处理，得到求解煤气热值的有效数据；根据煤气热值的有效数据计算煤气预热器进、出口换热参数下的烟气焓值和煤气焓值，根据烟气含氧量计算求解系数，并根据烟气焓值、煤气焓值和求解系数计算煤气低位热值。可用于轧钢加热炉、高炉热风炉、煤气锅炉的热值在线监测，具有较强的实用意义。

技术领域

本发明涉及钢铁企业煤气利用技术领域，特别涉及一种基于煤气预热的高炉煤气热值软测量方法及装置。

背景技术

钢铁企业在冶炼过程中产生了大量副产煤气，尤其是高炉煤气。钢厂一般将其通过轧钢加热炉、高炉热风炉、煤气锅炉等设备进行回收利用。由于高炉煤气热值较低，不利于燃尽，为此，钢铁企业一般在加热炉、热风炉、煤气锅炉的尾部烟道上会设置煤气预热器，以增加煤气入炉温度，提高煤气燃烧效率，且煤气预热器还可回收尾部烟气余热，降低烟气排放温度，提高系统热效率。对于加热炉、热风炉、煤气锅炉而言，入炉煤气热值的大小一直是炉体燃烧控制的关键输入变量，然而，因为条件所限，很少有钢厂会在加热炉、热风炉、煤气锅炉前的煤气管道上配置热值仪，这无疑会给上述设备的燃烧控制带来不便。

发明内容

本发明提供一种基于煤气预热的高炉煤气热值软测量方法及装置，可用于轧钢加热炉、高炉热风炉、煤气锅炉的热值在线监测，具有较强的实用意义。

本发明第一方面实施例提供一种基于煤气预热的高炉煤气热值软测量方法，包括以下步骤：

获取燃烧和烟风系统的实时运行参数数据；其中，所述运行参数数据包括：烟气含氧量、煤气预热器煤气侧进口温度、煤气预热器煤气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度；

对所述运行参数数据进行预处理，得到求解煤气热值的有效数据；

根据所述煤气热值的有效数据计算烟气在煤气预热器烟气侧进口温度和煤气预热器烟气侧出口温度下的烟气焓值：

其中，H_y,1为烟气在θ₁温度下的焓值，单位为kJ/Nm³；H_y,2为烟气在θ₂温度下的焓值，单位为kJ/Nm³；θ₁为煤气预热器烟气侧进口温度，单位为℃；θ₂为煤气预热器烟气侧出口温度，单位为℃；

根据所述煤气热值的有效数据计算煤气在煤气预热器煤气侧进口温度和煤气预热器煤气侧出口温度下的煤气焓值：

其中，H_m,1为煤气在t_m1温度下的焓值，单位为kJ/Nm³；H_m,2为煤气在t_m2温度下的焓值，单位为kJ/Nm³；t_m1为煤气预热器煤气侧进口温度，单位为℃；t_m2为煤气预热器煤气侧出口温度，单位为℃；

根据烟气含氧量计算求解系数a和b：

其中，为烟气含氧量，单位为％；

根据所述烟气焓值、所述煤气焓值和所述求解系数计算煤气低位热值：