[發明專利]一種電弧爐與余熱回收裝置協調生產的方法及系統

有效

• 申請號: 201110232745.7
• 申請日: 2011-08-15
• 公開（公告）號: CN102363827A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發明（設計）人: 朱榮;董凱;楊凌志;林騰昌;劉文娟
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52;F27D17/00
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明屬于電弧爐煉鋼流程的能量回收利用領域，涉及一種電弧爐與余熱回收裝置協調生產的方法及系統。

背景技術

鋼鐵冶金是一種高能量消耗的工業，電弧爐是短流程煉鋼工藝的核心設備，其能量消耗占全流程能量消耗的大部分。近年來，很多企業采用了煙氣余熱回收技術，將電弧爐煙氣中的能量回收用以生產高溫蒸汽，從而降低了煉鋼流程的能量消耗。

現有企業中，余熱回收利用完全以電弧爐煉鋼生產為基準，生產過程中常常出現煙氣溫度過高（高于余熱回收系統安全運行溫度，800℃）或過低(低于余熱系統高效運行溫度，600℃)的狀況。煙氣溫度過高時，傳統工藝只能通過混入冷空氣的方式降低煙氣溫度，雖然保證了設備安全生產，但是影響了富余熱量的回收，降低了能量回收比例，是另外一種形式的能量浪費。煙氣溫度過低時，余熱回收系統工作效率不高，系統回收能量不足。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種對電弧爐爐氣進行連續在線監測，并以煙氣分析檢測數據為基礎，計算預測燃燒后的煙氣溫度，動態控制電弧爐供氧流量、煙道混風流量和除塵抽風流量，以控制進入余熱回收系統的煙氣溫度保持在合理范圍內，使余熱回收系統高效運行的電弧爐與余熱回收裝置協調生產的方法及系統。

本發明的技術方案是：一種電弧爐與余熱回收裝置協調生產的方法，具體包括以下步驟：

步驟1.?氣體分析儀由電弧爐第四孔煙道處水冷探頭抽取煙氣，經過冷卻除塵后對氣體成分進行分析，并將分析后的數據上傳給服務器；

步驟2.?所述服務器根據爐氣中的CO氣體和H₂氣體與富余O₂氣體二次燃燒生成CO₂和H₂O，二次燃燒反應的放熱量全部用于加熱煙氣和爐氣二次燃燒放熱量和煙氣熱容量數據，計算預測煙氣的瞬時溫度，將煙氣的瞬時溫度與的余熱系統安全工作溫度和高效運行溫度作比較，以控制進入余熱回收系統的煙氣溫度在600~800℃范圍內為原則，根據以下控制策略通過所述PLC對電弧爐供氧系統、煙道混風系統和除塵抽風系統調整，具體控制策略為：

1）當預測煙氣的瞬時溫度高于余熱回收系統安全運行溫度800℃時，所述服務器開啟煙氣降溫操作，具體操作如下：

首先檢測除塵抽風流量是否達到系統上限，如果除塵抽風流量未達到系統上限，則提高除塵抽風流量1000~2000Nm³/h，否則檢測電弧爐供氧流量是否低于電弧爐正常生產下限，如果電弧爐供氧流量未低于電弧爐正常生產下限，則降低電弧爐供氧流量10~50Nm³/h，否則檢測除塵抽風流量是否達到系統上限，如果除塵抽風流量未達到系統上限，則加大煙道混風流量100~500Nm³/h；

2）當煙氣溫度低于余熱系統高效運行溫度600℃時，所述服務器煙氣升溫操作，具體操作如下：

首先檢測煙道混風流量是否低于系統下限，如果煙道混風流量未低于系統下限，則減少煙道混風量100~500Nm³/h，否則檢測電弧爐供氧流量是否達到電弧爐正常生產上限，如果電弧爐供氧流量未達到電弧爐正常生產上限，則調高電弧爐供氧流量10~50Nm³/h，否則檢測除塵抽風流量是否低于系統下限，如果除塵抽風流量未低于系統下限，則降低除塵抽風流量1000~2000Nm³/h；

3）溫度正常狀況下，服務器沒有調節動作；

步驟3.?根據策略調整后，間隔5~100秒返回步驟1繼續分析氣體成分，預測煙氣的瞬時溫度，進行下一輪調整。

本發明的另一目的是提供上述電弧爐與余熱回收裝置協調生產的方法的系統，該系統包括用于對煙道中氣體成分分析的氣體分析儀，用于數據傳輸和控制操作實施的PLC和用于數據運算和數據存儲的服務器。

本發明的有益效果是：本發明投入使用后，可保證進入余熱回收系統煙氣溫度穩定保持在600~800℃之間，既保證了余熱回收系統運行安全又提高了余熱回收系統的工作效率，實現了電弧爐冶煉操作與余熱回收系統的協調運行。本發明可提高余熱回收系統的工作效率5%，減少系統工作故障10%，同時降低電弧爐氧氣5%。

附圖說明：

圖1為本發明電弧爐與余熱回收裝置協調生產的方法的控制測量邏輯結構框圖。

圖2為本發明電弧爐與余熱回收裝置協調生產的方法的設備系統結構框圖。

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