一种高炉水渣脱白节能系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种高炉水渣脱白节能系统及控制方法，属于烟气治理领域。该控制方法包括以下步骤：S1.通过控制模块实时采集高炉水渣脱白节能系统的相关冲渣工艺参数；S2.利用高炉熔渣冲制模型、喷淋冷却模型和旋流脱水模型，计算冲渣工艺参数变化后的烟气参数、烟气变化后喷淋冷却系统的喷淋水量和旋流脱水器的脱水效率，确定喷淋冷却和旋流脱水后的烟气参数；S3.分析粒化塔烟气阻力变化曲线，调节风机的最优转速，在满足脱白效率的约束条件下，实现高炉水渣脱白节能系统节能。实现高炉水渣脱白节能系统节能。实现高炉水渣脱白节能系统节能。

【技术实现步骤摘要】
一种高炉水渣脱白节能系统及控制方法


[0001]本专利技术属于烟气治理领域，涉及一种高炉水渣脱白节能系统及控制方法。

技术介绍

[0002]高炉水渣系统烟气脱白的技术主要集中在“直接喷淋法”和“降温除湿+升温过热法”两种，“直接喷淋法”技术之间的区别主要在于循环水喷淋和循环流动的方式不同；“降温除湿+升温过热法”技术之间的区别主要在于降温除湿与升温过热所用的方式和介质不同。这两种方案都涉及到冷却水系统和烟气系统，由于高炉烟气量大，所以脱白系统主要运行成本在于冷却水系统的水泵和烟气系统风机的能耗。由于高炉冲渣水脱白的能耗极高，2019年国内大多地区放弃了对冲渣烟气脱白的要求，因此降低能耗是高炉水渣脱白技术具有竞争力能够实施的最重要的一方面。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高炉水渣脱白节能系统及控制方法，以解决传统脱白系统的水泵及风机能耗过高的问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种高炉水渣脱白节能系统，包括沿流向依次通过管道相连的粒化塔、法兰过滤器、风机和排气筒，粒化塔内从下至上依次布置喷淋冷却系统、旋流脱水器和电动百叶翻板阀，喷淋冷却系统包括水泵；粒化塔、法兰过滤器、风机、喷淋冷却系统的水泵、旋流脱水器均与控制模块信号连接，通过控制模块控制水泵和风机的转速。
[0006]进一步，法兰过滤器并联设置有两组。
[0007]一种高炉水渣脱白节能控制方法，包括以下步骤：
[0008]S1.通过控制模块实时采集高炉水渣脱白节能系统的相关冲渣工艺参数；
[0009]S2.利用高炉熔渣冲制模型、喷淋冷却模型和旋流脱水模型，计算冲渣工艺参数变化后的烟气参数、烟气变化后喷淋冷却系统的喷淋水量和旋流脱水器的脱水效率，确定喷淋冷却和旋流脱水后的烟气参数；
[0010]S3.分析粒化塔烟气阻力变化曲线，调节风机的最优转速，在满足脱白效率的约束条件下，实现高炉水渣脱白节能系统节能。
[0011]进一步，步骤S1中，实时采集的冲渣工艺参数包括冲渣水流量Q
冲
、冲渣水温度T
冲
、熔渣流量T
熔
、喷淋前后烟气温度差T
降
、水泵转速w
水
、风机转速w
风
。
[0012]进一步，步骤S2中，计算出的烟气参数包括烟气流量Q
烟
，烟气含湿量M。
[0013]进一步，步骤S2中，喷淋冷却系统的喷淋水量为：
[0014][0015]式中，Q
水
为喷淋冷却系统的喷淋水量，Q
烟
为烟气流量，T
降
为喷淋前后烟气温度差，H
热
为冲渣后热烟气的焓值，H
冷
为喷淋冷却后冷烟气的焓值。
[0016]进一步，步骤S2中，旋流脱水器阻力为：
[0017][0018]式中，k
f
为修正系数，ρ
t
为烟气密度，V
t
为烟气流速。
[0019]进一步，喷淋冷却后的烟气为饱和空气，则烟气密度ρ
t
为：
[0020]ρ
t
＝ρ
饱和
[0021]式中，ρ
饱和
为喷淋冷却后烟气的饱和空气密度。
[0022]进一步，步骤S2中，还需计算出其他管网阻力，其他管网阻力为：
[0023][0024]式中，A为常数，ζ
d
为当量局部阻力系数，ζ为局部阻力系数，η
f
为风机效率，η
b
为变频器效率。
[0025]进一步，高炉水渣脱白节能系统的最小运行能耗P
系
＝水泵能耗P
水
+风机能耗P
风
；其中：
[0026]水泵能耗P
水
＝H*Q
水
/(367.2*η
p
*η
m
)
[0027]式中，H为水泵扬程，Q
水
为喷淋水量，η
p
为水泵运行效率，η
m
为水泵的电机的效率；
[0028]风机能耗P
风
＝ΔP*Q
风
/(3600*1000*η0*η1)
[0029]式中，ΔP为风机的全风压，亦为高炉水渣脱白节能系统烟气总阻力，Q
风
为烟气流量，η0为风机的内效率，η1为风机的机械效率；其中：
[0030]ΔP＝1.05*(P
l
+P
t
)
[0031]式中，P
l
为上述的旋流脱水器阻力，P
t
为上述的其他管网阻力。
[0032]本专利技术的有益效果在于：
[0033]本专利技术能根据高炉水渣粒化参数，利用既定的大数据模型计算出满足水渣烟囱的烟气流量、烟气含湿量等关键参数，根据烟气参数，通过冷凝数学模型计算此刻脱白效率条件下冷凝水量，旋转合适的水泵电机转速；根据此时管网烟气的流量计算旋流脱水器的阻力大小，并根据存储在控制模块中风机的工作特性曲线参数，匹配合适的风机转速，从而实现系统节能。简单的说，就是满足脱白效率的条件下，使得水泵和风机的能耗最小。
[0034]本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0035]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：
[0036]图1为本专利技术一种高炉水渣脱白节能系统的布置流程图；
[0037]图2为本专利技术一种高炉水渣脱白节能系统的控制原理图。
[0038]附图标记：粒化塔1、喷淋冷却系统2、旋流脱水器3、电动百叶翻板阀4、法兰过滤器5、风机6、排气筒7。
具体实施方式
[0039]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0040]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利技术的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高炉水渣脱白节能系统，其特征在于：包括沿流向依次通过管道相连的粒化塔、法兰过滤器、风机和排气筒，粒化塔内从下至上依次布置喷淋冷却系统、旋流脱水器和电动百叶翻板阀，喷淋冷却系统包括水泵；粒化塔、法兰过滤器、风机、喷淋冷却系统的水泵、旋流脱水器均与控制模块信号连接，通过控制模块控制水泵和风机的转速。2.根据权利要求1所述的高炉水渣脱白节能系统，其特征在于：所述法兰过滤器并联设置有两组。3.一种高炉水渣脱白节能控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.通过控制模块实时采集高炉水渣脱白节能系统的相关冲渣工艺参数；S2.利用高炉熔渣冲制模型、喷淋冷却模型和旋流脱水模型，计算冲渣工艺参数变化后的烟气参数、烟气变化后喷淋冷却系统的喷淋水量和旋流脱水器的脱水效率，确定喷淋冷却和旋流脱水后的烟气参数；S3.分析粒化塔烟气阻力变化曲线，调节风机的最优转速，在满足脱白效率的约束条件下，实现高炉水渣脱白节能系统节能。4.根据权利要求3所述的高炉水渣脱白节能控制方法，其特征在于：步骤S1中，实时采集的冲渣工艺参数包括冲渣水流量Q
冲
、冲渣水温度T
冲
、熔渣流量T
熔
、喷淋前后烟气温度差T
降
、水泵转速w
水
、风机转速w
风
。5.根据权利要求3所述的高炉水渣脱白节能控制方法，其特征在于：步骤S2中，计算出的烟气参数包括烟气流量Q
烟
，烟气含湿量M。6.根据权利要求5所述的高炉水渣脱白节能控制方法，其特征在于：步骤S2中，喷淋冷却系统的喷淋水量为：式中，Q
水
为喷淋冷却系统的喷淋水量，Q
烟
为烟气流量，T
降
为喷淋前后烟气温度差，H
热
为冲渣后热烟气的焓值，H
冷
为喷淋冷却后冷烟气的焓值。7.根据权利要求3所述的高炉水渣脱白节能控制方法，其特征在于：步骤S2中，旋流脱水器阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，侯祥松，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：