[发明专利]一种高炉区域热状态在线分析方法

说明书

本发明公开一种高炉区域热状态在线分析方法，包括如下步骤：S1、实时采集高炉参数；S2、基于高炉参数计算全炉热平衡数据，进而生成全炉的热能利用系数；S3、基于全炉热平衡数据及高炉参数计算高温区及低温区的区域热平衡数据，进而生成高温区及低温区的热能利用系数；S4、检测全炉的热能利用系数、高温区及低温区的热能利用系数是否位于设定范围内，若检测结果为否，则发出预警。通过区域热平衡模型及全炉热平衡模型能够在线的定量反映该高炉内部热平衡的情况，反映了高炉热状态，及时为高炉操作提供参考，具有时效性，且整个计算方法准确，利于维持高炉操作的稳定。

技术领域

本发明属于高炉炼铁技术领域，更具体地，本发明涉及一种高炉区域热状态在线分析方法。

背景技术

高炉炼铁是一项较成熟的生铁生产工艺，且主要以经验为主进行高炉操作，但是随着环保要求的提高，迫使高炉炼铁工艺必须降低含碳化石燃料消耗，以便减少高炉炼铁过程的温室气体排放，这就需要高炉操作从较粗放的经验型向以数字智能技术为主的精细化操作型转变，实现炼铁工艺过程的消耗最小化与收益最大化。而高炉热平衡是决定高炉高效精细生产的基础，热平衡计算是高炉数字化操作的重要依据，也是检查能量利用状况的计算基础。其目的在于根据已知的原料条件和冶炼要求来决定矿石的用量并配置合适的炉渣成分和获得合格的生铁。

深入了解冶炼过程的物理化学反应，检查配料计算的正确性，校核高炉冷风流量，核定煤气成分和煤气体积，并能检查现场炉料称量的准确性，为热平衡及燃料消耗计算打基础。热平衡计算是依据配料计算所得的有关数据进行高炉热量收入与支出的计算。通过热平衡计算可以判断高炉过程热量损失的合理性，并可得出高炉减少热损失的途径或方法。为高炉深度降低燃料消耗提供依据。

高炉的热平衡计算结果对高炉能量收支的合理性及高炉进一步降低燃料消耗提供了有价值的建议。通过对高炉进行热平衡计算，发现提高焦炭的反应性可以优化间接还原区间，减少直接还原的热量消耗，有利于高炉降低燃料比，热平衡计算也为高炉优化热能利用，提高高炉技术经济指标提供攻关方向。高炉热平衡计算或验算是一项十分复杂的过程，以往只是在高炉的操作与原燃料条件发生很大变动时才通过人工进行高炉的热平衡计算，以检测高炉运行的合理性与优化操作的可行性。

发明内容

本发明提供一种在线分析高炉区域热状态的方法，旨在改善上述问题。

本发明是这样实现的，一种高炉区域热状态在线分析方法，所述方法具体包括如下步骤：

S1、实时采集高炉参数；

S2、基于高炉参数计算全炉热平衡数据，进而生成全炉的热能利用系数；

S3、基于全炉热平衡数据及高炉参数计算高温区及低温区的区域热平衡数据，进而生成高温区及低温区的热能利用系数；

S4、检测全炉的热能利用系数、高温区及低温区的热能利用系数是否位于设定范围内，若检测结果为否，则发出预警。

进一步的，所述步骤S2具体包括如下步骤：

构建计算全炉热平衡数据的全炉热平衡模型，将高炉参数输入全炉热平衡模型，全炉热平衡模型输出全炉热平衡数据；

其中，全炉热平衡模型由全炉的热收入项及全炉的热支出项组成。

进一步的，全炉的热收入项包括：风口前碳燃烧释放的热量q_c、直接还原中C氧化成CO释放的热量q_c-d、间接还原中CO氧化成CO₂释放出热量q_co-i、间接还原中H₂氧化成H₂O释放的热量q_H2-i、热风带入的热量q_风组成；