[发明专利]一种用于确定混合煤气、空气配比的方法及装置

说明书

本发明提供一种用于确定混合煤气、空气配比的方法及装置，方法包括：获得N个管道微元；获得各管道微元中的煤气团的初始煤气参数；在当前跟踪周期内确定各煤气团在煤气输送管道内的前进距离；确定每个煤气团前进的管道微元的数量n；基于各管道微元中的煤气团的初始煤气参数及每个煤气团前进的管道微元的数量更新各管道微元中的当前煤气参数；获得更新后的第N‑n个管道微元到第N个管道微元的实时煤气参数，确定用户当前所需的空气流量；如此，通过跟踪煤气管道内每个煤气团在输送过程中的位置信息，实时计算出用户处的混合煤气热值和空气流量，从而可实现最佳空气、煤气配比，避免因混和煤气配比波动引起炉窑能耗上升或氧化烧损。

技术领域

本发明属于冶金能源技术领域，尤其涉及一种用于确定混合煤气、空气配比的方法及装置。

背景技术

钢铁企业在内部有大量的副产煤气，但是由于副产煤气有的热值很高、有的热值很低，直接使用存在一定的问题，因此，目前钢铁企业内部通常会根据用户的需求，将高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、天然气等燃气送到混和站按一定配比混合成中热值的煤气后，再通过混合煤气输送管道输运到用户使用。

例如，混合煤气可作为钢铁企业炉窑的主要燃料，其组成成分及热值的波动对加热炉内的燃烧过程有着很大的影响，如果不能准确掌握混和煤气的成分及热值，那么就无法设定准确的空气供应量(空燃比)，空气、煤气配比不当则会造成炉窑能耗上升或氧化烧损增加。

针对这种问题，现有技术主要采取三种方法来解决：第一是混合煤气定期取样，再将试样进行实验室分析；但这种离线分析方法的取样、化验周期较长，滞后时间长，且过程繁琐，不能实时补偿单一煤气压力及用户用量的随机变化引起的配比波动。第二种是采用热值仪在线取样分析的方法，这种方法虽然滞后时间短，但在实际应用效果并不理想。一方面，热值仪的运行对煤气的质量及测试环境要求较高，热值仪测试要求环境恒温、恒湿，煤气洁净，然而钢铁企业内部复杂的环境及副产煤气含有大量的杂质(如灰尘、焦油、萘等)，使得热值仪的使用受到了很大的限制。另一方面，热值仪价格高，且所测的仅是采样处的煤气热值，如果要知道各用户处的煤气热值，必须安装多个热值仪进行检测，投资成本较高。第三种是简单的加上一个滞后时间，但由于管道内流速并不是一个定值，其随压力、用量等参数时刻在变化，特别是遇到大的波动时，计算滞后时间会与实际值相差很大，因此，这种确定方法也并不准确。

针对上述问题，本方法就是根据实时的管道内煤气流量及流速，通过跟踪混合煤气管道内每个煤气团在输运过程中的位置信息，在线实时计算出用户处的混合煤气热值和燃烧理论空气需要量，从而实现用户的最佳空气、煤气配比，消除了混和煤气配比波动引起的炉窑能耗上升。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种用于确定混合煤气、空气配比的方法及装置，用于解决现有技术中在利用混合煤气向钢铁企业的加热炉提供燃料时，空气、煤气配比不当导致炉窑能耗上升或氧化烧损的技术问题。

本发明提供一种用于确定混合煤气、空气配比的方法，所述方法包括：

将混合站出口至用户处的煤气输送管道平均分为N段，获得N个管道微元；

对各所述管道微元内煤气团的煤气参数进行初始化，获得各所述管道微元中的煤气团的初始煤气参数；所述煤气参数包括：煤气成分、热值及参考空燃比；

在当前跟踪周期内确定各煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离；所述当前跟踪周期为预设的总跟踪周期中的任一跟踪周期，所述总跟踪周期根据供气总时长确定；所述当前跟踪周期为时长为1～10s；

基于各煤气团在所述煤气输送管道内的前进距离及所述管道微元的长度确定每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量n；所述管道微元的长度为0.01～0.1m；

基于各所述管道微元中的煤气团的初始煤气参数及每个所述煤气团前进的所述管道微元的数量更新各所述管道微元中的当前煤气参数；