[发明专利]一种半封闭铁合金矿热炉烟气温度测控装置及测控方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁合金生产领域,特别是锰系铁合金半封闭矿热炉烟气治理工程和烟气余热发电系统的烟气温度测量与控制。

背景技术

铁合金（包括Si-Fe、Mn-Fe、Cr-Fe、Mn-Si-Fe等）是在矿热炉内进行氧化还原反应而得到的合金。在冶炼过程中会产生大量的烟气。除尘工程和烟气余热利用工程都需要对烟气温度进行测量，并对其进行有效的控制。

目前，测量烟气温度的方法都是采用热电偶在线测量。由于在管道截面内，沿直径方向不同点的温度是不同的，因而测量得到的温度也各不相同。可见，热电偶测出的温度只能代表取样点的温度。更为重要的是，热电偶测温具有严重的滞后性，而且温度变化越快，滞后的时间越多。在矿热炉运行中，炉内温度常常突然升高几十乃至几百度，由于热电偶不能及时检测出突变后的温度，从而导致炉门电控系统的动作滞后而烧坏系统元件。例如在烟气除尘工程中，如果烟气温度突然升高而热电偶来不及反应，除尘器的滤袋将会被烧坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种半封闭铁合金矿热炉烟气温度测控装置及测控方法，不受取样点影响，快速准确地测量半封闭铁合金矿热炉冶炼过程中产生的烟气的温度，解决烟气温度“测不准、控不了”的工程难题，避免因炉门电控系统的动作滞后而烧坏系统元件。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种半封闭铁合金矿热炉烟气温度测控装置，包括处理器，所述处理器通过含氧量分析仪连接有含氧量传感器，所述含氧量传感器的探头插入半封闭铁合金矿热炉烟道或排烟筒内；所述处理器通过驱动继电器与半封闭铁合金矿热炉炉门的电控系统连接。

本发明还提供了一种利用上述测控装置半封闭铁合金矿热炉测量烟气量的方法，该方法为：

（1）确定放热量

1）确定单位时间内半封闭铁合金矿热炉内冶炼的铁合金重量

式中：--单位时间铁合金重量，t/h；W为半封闭铁合金矿热炉输入变压器有功功率，kW；P_D为冶炼1吨铁合金的电耗，kWh/t。

2）确定单位时间炉内产生CO的数量V_CO：

VCO=100×QJ×C%÷12=83QFePJC%=83WPJC%÷PD]]>

式中：V_CO-单位时间产生的CO气体量，mol/h；C%-焦炭中固定炭的重量百分含量。

3）确定单位时间内一氧化碳完全燃烧放出的热量Q_F：

由于每摩尔一氧化碳燃烧放出的热量大约为281千焦，所以Q_F可由下式计算：

Q_F=281V_CO=23333WP_JC%÷P_D

式中：Q_F–单位时间炉膛内一氧化碳燃烧放出的热量，kJ/h；P_J为冶炼1吨铁合金消耗的干焦碳重量，kg/t。

（2）确定烟气吸热量Q_X

1）确定单位时间进入炉膛的空气量V_K:

因为：CO+0.5O₂=CO₂   V_O2=0.5V_CO=0.5V_CO2