[发明专利]一种评估混合湿烟气爆炸风险的方法及系统

说明书

本发明提供一种评估混合湿烟气爆炸风险的方法及系统，该方法包括：1)检测含有空气的混合气体的各项参数；2)根据步骤1)的检测数据，分别计算混合湿烟气中扣除空气后的可燃煤气各组分浓度以及混合湿烟气中可燃煤气干态浓度；3)将可燃煤气中的每种可燃气与每种惰性气进行两两组合，定义4个分配系数并初始化分配系数矩阵，筛选获得最终满足要求的分配系数矩阵，分别计算各组气体的体积浓度，获得在各个分配系数取值时各组合气体的爆炸上限和爆炸下限，判断混合烟气在干态下是否存在爆炸风险。本发明根据对混合湿烟气各项参数的检测，进行数据处理之后，可实现对混合气体的实时爆炸风险评估以及未来某一时刻的爆炸风险预测。

技术领域

本发明涉及混合湿烟气爆炸风险评估领域，特别是涉及一种评估混合湿烟气爆炸风险的方法及系统。

背景技术

可燃性气体中混入空气后，当空气的混入量达到一定程度时，则会发生爆炸，例如，转炉炼钢过程中会产生大量的高温转炉一次烟气，其中蕴含的能量通常采用湿法(OG)或干法(LT)工艺回收。由于转炉冶炼的周期性以及转炉煤气自身的易爆特性，一般是通过喷水、喷蒸汽等方式将转炉煤气迅速降温至200℃以下。对于LT工艺，降温后的转炉煤气再通过静电除尘器净化处理。实际运行中，常出现由于转炉煤气爆炸导致系统停运的现象，这严重影响了转炉的生产以及系统安全性。目前判断转炉一次烟气是否安全的方法较为保守，一般认为一次烟气中氧气浓度低于2％则无爆炸风险，但对于某些混合湿烟气，例如转炉冶炼前期和后期，转炉一次烟气中的氧气浓度(0～21％)和一氧化碳浓度(0～50％)变化范围较大、变化速率较快，常规方法很难准确评估此时转炉一次烟气的爆炸风险。

因此，需要一种可准确评估转炉一次烟气等混合湿烟气爆炸风险的方法。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种评估混合湿烟气的爆炸风险的方法及系统，用于解决现有技术中混合湿烟气的爆炸风险难以评估等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种评估混合湿烟气爆炸风险的方法，包括如下步骤：

1)检测含有空气的混合湿烟气的各项参数，包括混合湿烟气中各种成分的干态浓度(包括一氧化碳浓度α_CO、氢气浓度α_H2、二氧化碳浓度α_CO2、氮气浓度α_N2、氧气浓度α_O2等)、烟气温度T(℃)、烟气压力P(MPa)、烟气相对湿度RH；

2)

计算混合湿烟气中扣除空气后的可燃煤气各组分浓度，包括：一氧化碳浓度α_CO′、氢气浓度α_H2′、二氧化碳浓度α_CO2′以及氮气浓度α_N2′；具体计算公式如下：

α_CO′＝0.21α_CO/(0.21-α_O2)，

α_H2′＝0.21α_H2/(0.21-α_O2)，

α_CO2′＝0.21α_CO2/(0.21-α_O2)，

α_N2′＝(0.21α_N2-0.79α_O2)/(0.21-α_O2)。

计算混合湿烟气中可燃煤气浓度(干态)，具体为：

α_D’＝1-α_O2/0.21。