一种高炉风口回旋区深度计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种高炉风口回旋区深度计算方法及系统，该方法包括：获取利用欧拉模型得到的回旋区深度的计算结果；根据所述计算结果，获得所述回旋区深度的变化规律；根据所述变化规律，获取与所述回旋区深度相关的参数，所述参数包括炉腹煤气密度、焦炭密度、风口前焦炭粒度、煤气体积流率、风口总面积、回旋区煤气温度和热风压力；根据所述参数，构建所述回旋区深度的计算模型。本申请提供的方法和系统可以解决现有技术中高炉风口回旋区深度计算方法的实现复杂、效率低的技术问题。并可以实现降低回旋区深度计算的复杂性、提高回旋区深度计算的效率的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高炉风口回旋区深度计算方法及系统
本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种高炉风口回旋区深度计算方法及系统。
技术介绍
高炉是一个复杂的逆流式反应器，从高炉下部吹进的高温高压的热风，在风口回旋区与焦炭发生燃烧反应，产生煤气流。煤气流在上升过程中，与高炉上部加入的矿石之间进行能量交换，发生还原反应，生成铁水和炉渣。风口回旋区是高炉稳定操作不可缺少的重要反应区，高炉风口回旋区的深度和反应情况，直接影响着高炉煤气分布、炉料下降以及整个高炉的传热传质过程。现有技术中，一般是采用欧拉模型建立风口回旋区的机理模型，然后利用机理模型，计算不同条件下的风口回旋区深度。然而，采用现有的采用机理模型来计算回旋区深度的方法中，模型需要的参数和条件较多，比如炉壁的近壁区域使用标准壁面函数、喷煤参数、死料柱表面使用壁面条件等，使得计算复杂，并且该方法的计算时间较长，导致效率低下。可见，现有技术中的高炉风口回旋区深度的计算方法，存在实现复杂、效率低的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种高炉风口回旋区深度的计算方法及系统，用以解决现有技术中高炉风口回旋区深度计算方法的实现复杂、效率低的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种高炉风口回旋区深度计算方法，包括：获取利用欧拉模型得到的回旋区深度的计算结果；根据所述计算结果，获得所述回旋区深度的变化规律；根据所述变化规律，获取与所述回旋区深度相关的参数，所述参数包括炉腹煤气密度、焦炭密度、风口前焦炭粒度、煤气体积流率、风口总面积、回旋区煤气温度和热风压力；根据所述参数，构建所述回旋区深度的计算模型，所述计算模型为：其中，DR为回旋区深度，ρo为炉腹煤气密度，ρs为焦炭密度，DP为风口前焦炭粒度，Vg为煤气体积流率，ST为风口总面积，Tr回旋区煤气温度，Pb热风压力。可选的，所述获取利用欧拉模型得到的回旋区深度的计算结果，包括：根据欧拉模型，构建所述回旋区深度的机理模型，所述机理模型具体为：其中，k为湍动能，ε为湍动能耗散率，Gk表示由层流速度梯度而产生的湍流动能，Gb为浮力产生的湍流动能，YM为在可压缩湍流中，过渡的扩散产生的波动，σk和σε是k方程和ε方程的湍流Prandtl数，式中C1ε＝1.44，C2ε＝1.92，C3ε＝0.09，Cμ＝0.09，σk＝1.0，σε＝1.3，Sk和Sε为常数；确定所述机理模型的边界条件，所述边界条件包括炉壁的近壁区域使用标准壁面函数、风口处设置速度入口边界、模型上部出口处设定压力出口条件、模型对称的两侧面使用周期循环边界和死料柱表面使用壁面条件；根据所述机理模型和所述边界条件，获得回旋区深度的计算结果。可选的，根据所述参数，构建所述回旋区深度的计算模型，包括：获取回旋区的受力情况；获得所述参数；根据所述受力情况和所述参数，计算所述回旋区的穿透系数，所述穿透系数为根据所述穿透系数，拟合得到所述回旋区深度的计算模型。可选的，所述回旋区煤气温度为一固定值。可选的，所述炉腹煤气密度为煤气中各组分的分子量所占的百分比。第二方面，本专利技术实施例提供了一种高炉风口回旋区深度计算系统，包括：第一获取模块，用于获取利用欧拉模型得到的回旋区深度的计算结果；获得模块，用于根据所述计算结果，获得所述回旋区深度的变化规律；第二获取模块，用于根据所述变化规律，获取与所述回旋区深度相关的参数，所述参数包括炉腹煤气密度、焦炭密度、风口前焦炭粒度、煤气体积流率、风口总面积、回旋区煤气温度和热风压力；构建模块，用于根据所述参数，构建所述回旋区深度的计算模型，所述计算模型为：其中，式(1)中，DR为回旋区深度，单位为m，ρo为炉腹煤气密度，单位为kg/m3，ρs为焦炭密度，单位为kg/m3，DP为风口前焦炭粒度，单位为m，Vg为煤气体积流率，单位为m3/s，ST为风口总面积，单位为m2，Tr回旋区煤气温度，单位为℃，Pb热风压力，单位为MPa。可选的，所述第一获取模块包括：构建单元，用于根据欧拉模型，构建所述回旋区深度的机理模型，所述机理模型具体为：其中，k为湍动能，ε为湍动能耗散率，Gk表示由层流速度梯度而产生的湍流动能，Gb为浮力产生的湍流动能，YM为在可压缩湍流中，过渡的扩散产生的波动，σk和σε是k方程和ε方程的湍流Prandtl数，式中C1ε＝1.44，C2ε＝1.92，C3ε＝0.09，Cμ＝0.09，σk＝1.0，σε＝1.3，Sk和Sε为常数；确定单元，用于确定所述机理模型的边界条件，所述边界条件包括炉壁的近壁区域使用标准壁面函数、风口处设置速度入口边界、模型上部出口处设定压力出口条件、模型对称的两侧面使用周期循环边界和死料柱表面使用壁面条件；第一处理单元，用于根据所述机理模型和所述边界条件，得出回旋区深度的计算结果。可选的，所述构建模块包括：第一获取单元，用于获取回旋区的受力情况；获得单元，用于获得所述参数；第二处理单元，用于根据所述受力情况和所述参数，计算所述回旋区的穿透系数，所述穿透系数为第三处理单元，用于根据所述穿透系数，拟合得到所述回旋区深度的计算模型。可选的，所述回旋区煤气温度为一固定值。可选的，所述炉腹煤气密度为煤气中各组分的分子量所占的百分比。本专利技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：1、本申请实施例提供的方法，利用欧拉模型得到的回旋结果获得所述回旋区深度的变化规律，并根据所述变化规律，获取与所述回旋区深度相关的参数，再根据所述参数，构建所述回旋区深度的计算模型，从而计算出回旋区深度，利用较少的参数可以计算得到回旋区深度，解决了现有的利用欧拉模型计算方法的实现复杂和效率低的问题，大大简化了回旋区深度计算的复杂性，并减少了计算时间，提高了计算效率。2、本申请实施例提供的系统，构建模块可利用第二获取模块根据变化规律获取的参数，构建所述回旋区深度的计算模型，从而计算出回旋区深度，利用较少的参数可以计算得到回旋区深度，解决了现有的利用欧拉模型计算方法的实现复杂和效率低的问题，大大简化了回旋区深度计算的复杂性，并减少了计算时间，提高了计算效率。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中深度计算方法的流程图；图2为本专利技术实施例中深度计算系统的逻辑结构示意图。具体实施方式本专利技术提供一种高炉风口回旋区深度的计算方法及系统，解决了现有技术中高炉风口回旋区深度计算方法的实现复杂、效率低的技术问题。降低了回旋区深度计算的复杂性、并提高了回旋区深度计算的效率。本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：一种高炉风口回旋区深度计算方法，包括：获取利用欧拉模型得到的回旋区深度的计算结果；根据所述计算结果，获得所述回旋区深度的变化规律；根据所述变化规律，获取与所述回旋区深度相关的参数，所述参数包括炉腹煤气密度、焦炭密度、风口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉风口回旋区深度计算方法，其特征在于，包括：获取利用欧拉模型得到的回旋区深度的计算结果；根据所述计算结果，获得所述回旋区深度的变化规律；根据所述变化规律，获取与所述回旋区深度相关的参数，所述参数包括炉腹煤气密度、焦炭密度、风口前焦炭粒度、煤气体积流率、风口总面积、回旋区煤气温度和热风压力；根据所述参数，构建所述回旋区深度的计算模型，所述计算模型为：

【技术特征摘要】
1.一种高炉风口回旋区深度计算方法，其特征在于，包括：获取利用欧拉模型得到的回旋区深度的计算结果；根据所述计算结果，获得所述回旋区深度的变化规律；根据所述变化规律，获取与所述回旋区深度相关的参数，所述参数包括炉腹煤气密度、焦炭密度、风口前焦炭粒度、煤气体积流率、风口总面积、回旋区煤气温度和热风压力；根据所述参数，构建所述回旋区深度的计算模型，所述计算模型为：其中，DR为回旋区深度，ρo为炉腹煤气密度，ρs为焦炭密度，DP为风口前焦炭粒度，Vg为煤气体积流率，ST为风口总面积，Tr回旋区煤气温度，Pb热风压力。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取利用欧拉模型得到的回旋区深度的计算结果，包括：根据欧拉模型，构建所述回旋区深度的机理模型，所述机理模型具体为：其中，k为湍动能，ε为湍动能耗散率，ρ为钢液密度，Gk表示由层流速度梯度而产生的湍流动能，Gb为浮力产生的湍流动能，YM为在可压缩湍流中，过渡的扩散产生的波动，σk和σε是k方程和ε方程的湍流Prandtl数，式中C1ε＝1.44，C2ε＝1.92，C3ε＝0.09，Cμ＝0.09，σk＝1.0，σε＝1.3，Sk和Sε为常数；确定所述机理模型的边界条件，所述边界条件包括炉壁的近壁区域使用标准壁面函数、风口处设置速度入口边界、模型上部出口处设定压力出口条件、模型对称的两侧面使用周期循环边界和死料柱表面使用壁面条件；根据所述机理模型和所述边界条件，获得回旋区深度的计算结果。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述参数，构建所述回旋区深度的计算模型，包括：获取回旋区的受力情况；获得所述参数；根据所述受力情况和所述参数，计算所述回旋区的穿透系数，所述穿透系数为根据所述穿透系数，拟合得到所述回旋区深度的计算模型。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回旋区煤气温度为一固定值。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述炉腹煤气密度为煤气中各组分的分子量所占的百分比。6.一种高炉风口回旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：李向伟，王炜，陈畏林，金焱，徐润生，
申请(专利权)人：武汉钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42