一种量化高炉炉喉煤气分布的方法技术

本发明专利技术涉及一种量化高炉炉喉煤气分布的方法，包括：获得高炉的炉喉区域；建立炉喉区域的气流分布模型；根据气流分布模型确定炉喉的边缘区域、平台区域及中心区域；根据炉腹煤气量公式确定炉腹煤气量；根据炉喉区域煤气量计算公式确定边缘区域的边缘煤气量Wy、平台区域的平台煤气量Wz及中心区域的中心煤气量Wx；确定边缘指数、平台指数及中心指数；通过边缘指数、平台指数及中心指数完成了对高炉炉喉煤气分布的量化。该方法能够精确化评价高炉装料制度的效果，指导高炉装料调整；提前预测高炉煤气状态变化，防止炉况发生大的变动，稳定炉况；提高高炉煤气利用率水平，降低炼铁成本，减少污染气体排放。

【技术实现步骤摘要】
一种量化高炉炉喉煤气分布的方法
本专利技术涉及高炉炼铁
，特别涉及一种量化高炉炉喉煤气分布的方法。
技术介绍
随着高炉冶炼技术的进步和社会对于工业在环境、成本方面的要求逐步提高，高炉生产面临成本和操作技术的双重压力。提高高炉煤气流的控制水平，对于提高高炉炉况稳定性，降低高炉操作成本，减少环境污染具有重要作用。煤气流的分布关系到炉内温度分布、软熔带结构、炉况顺行和煤气的热能与化学能的利用状况，最终影响到高炉冶炼的产量、能耗指标，并对高炉寿命有着重要影响。高炉内合理的煤气流分布要一般要满足以下三个要求：高煤气利用率、炉料顺行和低的炉衬侵蚀。高炉操作主要是围绕获得合理、适宜的煤气流分布来进行的，另一方面，煤气流分布也是高炉操作者判断炉况的重要依据。气流分布合理，煤气利用率高且矿石还原充分；分布不合理，煤气利用不好，而且还会产生一些炉况运行不稳定的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种能够精确化评价高炉装料制度的效果，指导高炉装料调整；提前预测高炉煤气状态变化，防止炉况发生大的变动，稳定炉况；提高高炉煤气利用率水平，降低炼铁成本，减少污染气体排放的量化高炉炉喉煤气分布的方法。本专利技术提供的一种量化高炉炉喉煤气分布的方法，包括：获得所述高炉的炉喉区域；获得所述炉喉区域的第一方向的热电偶数量和第一方向的径向分布情况；获得所述炉喉区域的第二方向的热电偶数量和第二方向的径向分布情况，其中，所述第一方向与所述第二方向为垂直方向；根据热电偶数量及径向分布情况建立炉喉区域的气流分布模型；所述气流分布模型将炉喉区域分成一个圆形区域及多个环状区域；所述多个环状区域之间的分界线为所述相邻热电偶距离的中点；所述气流分布模型位于中心的区域为圆形；根据所述气流分布模型确定炉喉的边缘区域、平台区域及中心区域；根据炉腹煤气量公式确定炉腹煤气量；根据炉喉区域煤气量计算公式确定所述边缘区域的边缘煤气量Wy、平台区域的平台煤气量Wz及中心区域的中心煤气量Wx；根据所述边缘煤气量Wy与总煤气量WA的比值确定边缘指数；根据所述平台煤气量Wz与总煤气量WA的比值确定平台指数；根据所述中心煤气量Wx与总煤气量WA的比值确定中心指数；通过所述边缘指数、平台指数及中心指数完成了对高炉炉喉煤气分布的量化。作为优选，根据所述气流分布模型确定所述中心区域为所述圆形区域及紧邻所述圆形区域的一个环形区域；根据所述气流分布模型确定所述边缘区域为所述多个环形区域中最外面的环形区域；根据所述气流分布模型确定所述平台区域为去除所述中心区域及边缘区域后剩余的环形区域的总和。作为优选，所述炉腹煤气量公式为：炉腹煤气量＝1.21×风量+2×富氧量+湿度×44.8×(风量+富氧量)/18000+喷煤量×煤粉含氢量×22.4/120；其中所述风量、富氧量、湿度、配煤量及煤粉含氢量为高炉已知参数；所述炉腹煤气量的单位为Nm3/min；所述风量的单位为Nm3/min；所述富氧量的单位为Nm3/min；所述湿度的单位为g/Nm3；所述喷煤量的单位为Kg/h；所述煤粉含氢量的单位为％。作为优选，所述气流分布模型将炉喉区域分成一个圆形区域及多个环状区域；所述圆形区域设定为GC；所述多个环状区域设定为G1、G2、G3、···、Gn；其中G1为最外面的环形区域；Gn为紧邻所述圆形区域的环形区域；其中，n的取值范围为4～6；所述中心区域为GC+Gn包含的区域；所述平台区域为G2+G3+···+Gn-1包含的区域；所述边缘区域为G1包含的区域。作为优选，所述炉喉区域煤气量计算公式为：区域煤气量＝炉腹煤气量×(∑区域温度×面积/∑总温度×面积)；当计算所述GC区域的区域煤气量WC时，所述GC区域中包含一个热电偶；所述区域温度为所述热电偶的测试温度tc；所述∑区域温度×面积＝tc×圆面积；当计算所述Gn区域的区域煤气量时Wn，所述Gn区域中包含四个热电偶；所述区域温度为所述四个热电偶的测试温度tn1、tn2、tn3及tn4；所述∑区域温度×面积＝(tn1+tn2+tn3+tn4)×四分之一的Gn面积；所述中心区域的中心煤气量Wx＝WC+Wn；所述边缘区域的边缘煤气量Wy＝W1；所述平台区域的平台煤气量Wz＝W2+W3+···+Wn-1；所述∑总温度×面积＝tc×圆面积+(t11+t12+t13+t14)×四分之一的G1面积+(t21+t22+t23+t24)×四分之一的G2面积+···+(tn1+tn2+tn3+tn4)×四分之一的Gn面积；所述总煤气量WA＝WC+W1+W2+W3+···+Wn-1+Wn。作为优选，所述边缘指数＝边缘煤气量Wy/总煤气量WA；所述平台指数＝平台煤气量Wz/总煤气量WA；所述平台指数的范围控制在50-75％；所述中心指数＝中心煤气量Wx/总煤气量WA；所述中心指数的上限小于20％。本专利技术提供的一种量化高炉炉喉煤气分布的方法通过运用十字测温模型中热电偶数量及径向分布情况建立炉喉区域的气流分布模型，通过气流分布模型确定炉喉的边缘区域的边缘煤气量、平台区域的平台煤气量及中心区域的中心煤气量，进而得出边缘指数、平台指数及中心指数；完成了对高炉炉喉煤气分布的量化，能够精确化评价高炉装料制度的效果，指导高炉装料调整；根据中心指数和边缘指数，提前预测高炉煤气状态变化，防止炉况发生大的变动，稳定炉况；提高高炉煤气利用率水平，降低炼铁成本，减少污染气体排放；优化送风制度、装料制度等，提升高炉技术水平。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种高炉炉喉十字测温模型的示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种高炉炉喉十字测温模型的又一示意图。具体实施方式参见附图1和2，本专利技术提供的一种量化高炉炉喉煤气分布的方法，包括：获得高炉的炉喉区域；获得炉喉区域的第一方向的热电偶数量和第一方向的径向分布情况；获得炉喉区域的第二方向的热电偶数量和第二方向的径向分布情况，其中，第一方向与第二方向为垂直方向；根据热电偶数量及径向分布情况建立炉喉区域的气流分布模型；气流分布模型将炉喉区域分成一个圆形区域及多个环状区域；多个环状区域之间的分界线为相邻热电偶距离的中点；气流分布模型位于中心的区域为圆形。根据气流分布模型确定炉喉的边缘区域、平台区域及中心区域。根据炉腹煤气量公式确定炉腹煤气量。根据炉喉区域煤气量计算公式确定边缘区域的边缘煤气量Wy、平台区域的平台煤气量Wz及中心区域的中心煤气量Wx。根据边缘煤气量Wy与总煤气量WA的比值确定边缘指数；根据平台煤气量Wz与总煤气量WA的比值确定平台指数；根据中心煤气量Wx与总煤气量WA的比值确定中心指数。通过边缘指数、平台指数及中心指数完成了对高炉炉喉煤气分布的量化。其中，该方法解决了目前生产状态下无法定量化分析炉喉煤气分布的问题，给出炉喉区域的煤气分布状态计算方法，并得出煤气分布状态的评价指标，填补现行高炉生产过程中无法量化说明煤气调整效果的短板。针对高炉炉喉十字测温设计，结合鼓风参数，计算高炉炉腹煤气量，并利用十字测温热电偶位置参数，将炉喉区域分为多环，对每环的煤气量进行计算、对比和分析，找出影响高炉透气性的真正原因，从而对装料制度进行有针对性的调整，为高炉炉况的快速恢复提供技术支持。作为优选，根据气流分布模型确定所述中心区域为圆形区域及紧邻圆形区域的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种量化高炉炉喉煤气分布的方法，其特征在于，包括：获得所述高炉的炉喉区域；获得所述炉喉区域的第一方向的热电偶数量和第一方向的径向分布情况；获得所述炉喉区域的第二方向的热电偶数量和第二方向的径向分布情况，其中，所述第一方向与所述第二方向为垂直方向；根据热电偶数量及径向分布情况建立炉喉区域的气流分布模型；所述气流分布模型将炉喉区域分成一个圆形区域及多个环状区域；所述多个环状区域之间的分界线为所述相邻热电偶距离的中点；所述气流分布模型位于中心的区域为圆形；根据所述气流分布模型确定炉喉的边缘区域、平台区域及中心区域；根据炉腹煤气量公式确定炉腹煤气量；根据炉喉区域煤气量计算公式确定所述边缘区域的边缘煤气量Wy、平台区域的平台煤气量Wz及中心区域的中心煤气量Wx；根据所述边缘煤气量Wy与总煤气量WA的比值确定边缘指数；根据所述平台煤气量Wz与总煤气量WA的比值确定平台指数；根据所述中心煤气量Wx与总煤气量WA的比值确定中心指数；通过所述边缘指数、平台指数及中心指数完成了对高炉炉喉煤气分布的量化。

【技术特征摘要】
1.一种量化高炉炉喉煤气分布的方法，其特征在于，包括：获得所述高炉的炉喉区域；获得所述炉喉区域的第一方向的热电偶数量和第一方向的径向分布情况；获得所述炉喉区域的第二方向的热电偶数量和第二方向的径向分布情况，其中，所述第一方向与所述第二方向为垂直方向；根据热电偶数量及径向分布情况建立炉喉区域的气流分布模型；所述气流分布模型将炉喉区域分成一个圆形区域及多个环状区域；所述多个环状区域之间的分界线为所述相邻热电偶距离的中点；所述气流分布模型位于中心的区域为圆形；根据所述气流分布模型确定炉喉的边缘区域、平台区域及中心区域；根据炉腹煤气量公式确定炉腹煤气量；根据炉喉区域煤气量计算公式确定所述边缘区域的边缘煤气量Wy、平台区域的平台煤气量Wz及中心区域的中心煤气量Wx；所述炉喉区域煤气量计算公式为：区域煤气量＝炉腹煤气量×(∑区域温度×面积/∑总温度×面积)；根据所述边缘煤气量Wy与总煤气量WA的比值确定边缘指数；根据所述平台煤气量Wz与总煤气量WA的比值确定平台指数；根据所述中心煤气量Wx与总煤气量WA的比值确定中心指数；所述边缘指数＝边缘煤气量Wy/总煤气量WA；所述平台指数＝平台煤气量Wz/总煤气量WA；所述平台指数的范围控制在50-75％；所述中心指数＝中心煤气量Wx/总煤气量WA；所述中心指数的上限小于20％；通过所述边缘指数、平台指数及中心指数完成了对高炉炉喉煤气分布的量化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据所述气流分布模型确定所述中心区域为所述圆形区域及紧邻所述圆形区域的一个环形区域；根据所述气流分布模型确定所述边缘区域为所述多个环形区域中最外面的环形区域；根据所述气流分布模型确定所述平台区域为去除所述中心区域及边缘区域后剩余的环形区域的总和。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述炉腹煤气量公式为：炉腹煤气量＝1....

【专利技术属性】
技术研发人员：许佳，马金芳，郑敬先，解宁强，贾军民，张海滨，刘艳玲，龚卫民，
申请(专利权)人：北京首钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11