[发明专利]一种高炉布料智能监测系统和调整方法

摘要

本发明公开了一种高炉布料智能监测系统和调整方法。该系统通过通讯服务器将高炉槽下系统PLC，炉顶布料系统PLC和高炉本体PLC设定参数和实时数据连接到数采服务器，功能服务器将数采服务器上的数据进行处理和建模，建立布料过程监控模块和布料结果监控模块，并以浏览器/服务器架构的方式回传到各个客户机上。操作者通过客户机上布料过程监控模块和布料结果监控模块优化布料时序、调整布料参数，实现布料的精确控制，并利用布料结果监控模块的离线功能进行布料参数的设计和优化，确保布料过程的气流稳定性，实现气流的合理分布，并将优化后的参数用于实际高炉的操作控制。该系统实现了一处安装、全网可用、使用方便、维护简单。

主权项

1.一种高炉布料智能监测系统，其特征在于：通过通讯服务器将高炉槽下系统PLC，炉顶布料系统PLC和高炉本体PLC设定参数和实时数据传输到数采服务器，功能服务器将数采服务器上的数据进行处理和建模，建立布料过程监控模块和布料结果监控模块，并以浏览器/服务器架构的方式回传到各个客户机上；操作者基于客户机上的监控结果，利用布料结果监控模块的离线功能优化布料时序和布料参数，实现精准布料和气流分布优化，并将优化后的参数用于实际高炉的操作，其中：(1)建立布料过程监控模块：采集炉顶布料系统PLC的料流阀打开、布料开始、各档位的倾动、布料结束信号，并基于这些信号对料罐重量、十字测温枪温度、炉喉煤气温度进行数据抽取，同时采集炉顶布料参数包括，料名、重量、料罐名、各个档位角度、圈数、旋转速度设置，功能服务器实时计算焦炭和矿石各个档位的实际布料重量、圈数及时间同设定值的差别，尤其是中心焦的量，并在客户端显示，操作者可以在布料过程中同步观察到每个档位布料误差和气流波动的情况，可用于优化布料时序和布料参数；(2)建立布料结果监控模块：采集槽下系统PLC的料种及重量信号，包括焦炭、烧结、球团、块矿、焦丁、硅石，根据其重量和各自的密度计算各自的体积；采集炉顶布料系统PLC信号，包括料线、各个档位角度和圈数、旋转速度的设定值；根据炉料运动规律，建立炉料在旋转溜槽中的运动方程F＝m·a，F为炉料受到的力，m为炉料质量，a为加速度；炉料在空中的运动方程，z(r)＝A·r²+B·r+C，以及在炉喉的堆积方程z(r)＝a·r³+b·r²+c·r+d，z为竖直距离，r为水平距离，A、B、C、a、b、c、d为系数，建立料层分布模型，得到焦炭和矿石料面形状分布；基于料层分布模型，定义中心无矿区大小W为高炉中心线到最后一个档位的矿石与焦炭料面交点的水平距离，最薄焦窗厚度T为焦炭厚度在炉喉径向的最小值，炉墙矿焦比O/C为炉墙部位矿石LO和焦炭层厚度LC的比值；将炉喉部位的焦炭和矿石层形状作为输入条件，假设炉料做无旋运动，满足动量守恒和动量守恒计算料层下降轨迹，并用插值法描绘料面形状用于直观显示炉料从炉喉下降到风口过程中焦炭和矿石厚度的变化；操作者可以判断炉料在每个时间所处高炉的位置及形状，尤其是焦窗的大小，v_r为水平方向速度、v_z为竖直方向速度、z为竖直距离、r为水平距离。