[发明专利]一种转炉煤气热值稳定控制方法及其控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及燃气热值稳定控制技术领域，尤其是一种转炉煤气热值稳定控制方法及其控制系统。

背景技术

转炉煤气作为钢铁企业的重要燃料之一，因其中所含的腐蚀性杂质成分，如硫化氢、二氧化硫等较低，已经得到了越来越广泛的应用，为了尽可能多回收转炉煤气，许多企业在回收转炉煤气过程中，主要控制煤气中的氧含量，即只要氧含量达标不致发生危险，就全部回收这部分煤气。由于转炉煤气在产生和回收的过程中，各个组分之间的比例是在不断变化的，其最主要的可燃成分——一氧化碳的浓度也在不断变化，从而导致转炉煤气热值的波动。随着钢铁企业的高端用户，如轧钢加热炉等，对煤气热值的稳定性要求越来越高，如果该部分用户使用纯转炉煤气作为燃料，必然会受到转炉煤气热值波动的影响。而钢铁企业中焦炉煤气和氮气的热值较为稳定，其中焦炉煤气的热值高于转炉煤气，氮气的热值（可视为零）低于转炉煤气。如果根据转炉煤气的实际热值变化情况，向其中混入适量的焦炉煤气或氮气，使其满足用户的需要，就可以解决因提高转炉煤气回收量而导致热值波动较大的问题。

中国发明专利公开说明书CN1131181A公开了转炉煤气热值稳定技术，该发明的技术方案为：当转炉煤气的热值高于用户使用的煤气标准热值时，向转炉煤气中混入氮气使混合煤气的热值降低至标准热值，当转炉煤气的热值低于用户使用的煤气标准热值时，向转炉煤气中混入高热值焦炉煤气使混合煤气的热值升高至标准热值。其实施方式为，首先以转炉煤气的热值测量值控制氮气和焦炉煤气管路上的变比值调节器，由于最终用户的煤气标准热值A允许有较小的波动值x，故实际标准值应为A±x。当转炉煤气热值高于标准值A＋x时，控制焦炉煤气的变比值调节器关闭，而控制氮气的变比值调节器动作，控制打开氮气管路上的配比调节阀1，配入一定量的氮气，并根据氮气管路和转炉煤气管路上的流量测量值粗调氮气配比调节阀1的开度，同时再对混合后的煤气热值实测，通过热值调节器与标准值比较后，偏差量值反馈给氮气变比值调节器，进一步微调氮气配比调节阀1的开度，当转炉煤气热值低于标准值A－x时，控制氮气的变比值调节器关闭，而控制焦炉煤气的变比值调节器动作，控制打开焦炉煤气管路上的配比调节阀4，配入一定量的焦炉煤气，并根据焦炉煤气管路和转炉煤气管路上的流量测量值粗调焦炉煤气配比调节阀4的开度，同时再对混合后的煤气热值实测，通过热值调节器与标准值A比较后，偏差量值反馈给焦炉煤气变比值调节器，进一步微调焦炉煤气配比调节阀4的开度，当转炉煤气热值为标准值即在A±x范围内时，氮气和焦炉煤气的变比值调节器都关闭。由于该发明在粗调阶段只根据氮气管路和转炉煤气管路上的流量测量值粗调氮气配比调节阀1的开度控制氮气的混入量或者只根据焦炉煤气管路和转炉煤气管路上的流量测量值粗调焦炉煤气配比调节阀4的开度控制焦炉煤气的混入量，以实现对转炉煤气热值的控制，而未考虑到需要混入氮气或需要混入焦炉煤气的转炉煤气何时到达混入口，所以实施该发明时，有可能会在混入口处对不需要混入氮气或不需要混入焦炉煤气的转炉煤气混入氮气或焦炉煤气，而对需要混入氮气或需要混入焦炉煤气的转炉煤气却未必混入氮气或焦炉煤气，甚至还有可能在需要混入氮气的转炉煤气中混入焦炉煤气，而在需要混入焦炉煤气的转炉煤气中却混入氮气，上述现象在高热值的转炉煤气与低热值的转炉煤气交汇区域很容易发生。又由于该发明在微调阶段对混合后的转炉煤气热值实测，通过热值调节器与标准值比较后，将偏差量值反馈给氮气变比值调节器，进一步微调氮气配比调节阀1的开度，或将偏差量值反馈给焦炉煤气变比值调节器，进一步微调焦炉煤气配比调节阀4的开度，这样，该发明仅对后面即将流至混入口的转炉煤气的热值进一步控制，但后面即将流至混入口的转炉煤气的热值与前面已经流过混入口的混合后的转炉煤气在混合前的热值未必相等，故这种微调对后面即将流至混入口的转炉煤气的热值未必起到进一步控制的作用，而对前面已经流过混入口的混合后的转炉煤气的热值无法进一步控制。由此可知，该发明无法实现对转炉煤气热值进行稳定精确的控制。

在向转炉煤气中混入焦炉煤气或氮气的过程中，由于转炉煤气热值的测量、焦炉煤气或氮气的混入以及转炉煤气的流动等过程均需要时间去完成，因此，转炉煤气热值的测量口与焦炉煤气混入口相对位置的确定以及转炉煤气热值的测量口与氮气混入口相对位置的确定必须周密考虑，同时还必须充分考虑转炉煤气热值的测量时间、焦炉煤气或氮气的混入时间以及需要混入焦炉煤气或需要混入氮气的转炉煤气从测量口流动到焦炉煤气混入口或氮气混入口所用的时间，才能保证在控制转炉煤气热值稳定过程中的精度。

发明内容