[发明专利]一种转炉煤气起止回收CO浓度动态调控方法

说明书

本发明公开了一种转炉煤气起止回收CO浓度动态调控方法，属于钢铁企业能源优化领域。该方法包括如下步骤：步骤S101、构建预测模型和煤气调控模型；步骤S102、调用数据，使用预测模型对未来吹炼周期中煤气发生量、煤气消耗量进行预测；步骤S103、根据吹炼计划，确定吹炼炉次并调用对应炉次的CO特征曲线进行分析；步骤S104、根据煤气调控模型，计算出煤气柜在某柜满炉次中的煤气柜位差值ΔQy；步骤S105、煤气柜位差值ΔQy与柜容结合求得约束条件；步骤S106、利用非线性规划优化算法联系CO特征曲线以回收煤气热值为优化目标，结合约束条件进行调控得到最佳回收起止CO浓度时间点。

技术领域

本发明属于钢铁企业能源优化领域，更具体地说，涉及转炉煤气起止回收CO浓度动态调控技术。

背景技术

转炉煤气(LDG)是转炉工序主要能源产物，是钢铁企业内部重要的二次能源，转炉煤气的回收直接影响工序能耗水平和全流程能源调度平衡。因此，提高转炉煤气的回收质量，不仅能有效降低炼钢工序生产成本，为实现“负能”炼钢打下基础，而且能极大降低钢厂污染物排放总量，实现清洁生产。目前，国内绝大部分钢厂的转炉煤气回收利用效果均不理想，在冶炼过程中，存在转炉煤气发生量大而用户消纳不足的情况，有限煤气柜位情况下导致冲顶放散，尤其是炼钢过程中，存在多个炉次重叠的过程，两炉重叠，三炉重叠，而转炉煤气回收方式是刚性的，导致转炉煤气柜有容量就收、无容量就放，造成高热值转炉煤气的放散。

目前，我国大部分钢铁企业对于转炉煤气的调控都是依靠现场调度人员调控，完全依赖工人经验决定调控策略，分析目前钢铁企业转炉煤气调控现状，存在的问题具体包括：

1)人为经验调控：大部分钢铁企业转炉煤气调控主要是通过调度人员凭经验以及对系统的熟悉程度，进行人为调控，但个人经验很难满足实施不断变化的生产系统，且在人工调控过程中，存在较长的时间滞后性，不能使系统运行在最佳的工作状态；

2)煤气管网系统设备繁多、结构复杂、信息量巨大，调度人员很难对大量数据进行归纳分析，难以找到柜位高度与回收煤气量、消耗煤气量之间的关系，提出准确的平衡调控决策，且当调度人员的调控决策与现场分配人员出现异议时，还需要双方协调，增加了调度人员与分配人员的工作负荷。

为了解决上述的问题，经检索，中国专利CN107523663A公开了一种转炉煤气回收的控制方法，其方法为：转炉煤气回收系统通过控制系统控制煤气的回收与放散；当转炉冶炼时间≤60秒时，放散煤气；当转炉冶炼时间为60～240秒时，CO浓度上升至＞6％时回收煤气，CO浓度降低至＜4％时放散煤气；当转炉冶炼时间为240～550秒时，CO浓度上升至＞9％时回收煤气，CO浓度降低至＜7％时放散煤气；当转炉冶炼时间≥550秒时，CO浓度上升至＞12％时回收煤气，CO浓度降低至＜10％时放散煤气。

再如中国专利CN102978331A公开了一种提高新OG转炉煤气回收的控制方法，其步骤如下：1)将炉口微差压的压力信号，环缝洗涤塔的位置信号以及除尘风机的转速反馈到PLC，2)煤气分析仪检测煤气中的含量和CO含量，含量不满足回收时煤气将在放散塔点燃放散；

3)采用自寻最优的模式切换控制来调整炉口微差压，4)在煤气分析仪检测到煤气满足收集要求时，开始回收煤气。

再如中国专利CN115128955A公开了一种提高转炉煤气回收量方法，使用的煤气柜，低柜位回收CO浓度设定在28％；中柜位回收CO浓度设定在30％；高柜位回收CO浓度设定在34％；煤气柜柜位在低柜位时，煤气回收CO浓度设定较低，起到快速补充柜位增加回收量的作用，煤气柜柜位在中等柜位时，煤气回收CO浓度设定在稳定状态，起到稳定柜位作用，煤气柜柜位在高柜位时，煤气回收CO浓度设定在纯煤气浓度，起到中和煤气柜浓度的作用。