[發明專利]焦爐碳化室及其煤氣管網非對稱特性動態控制方法

在審

• 申請號: 202011541637.3
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112552939A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 高毅夫;高劼
• 申請（專利權）人: 北京億希歐科技有限公司
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00;C10B41/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種焦爐碳化室及其煤氣管網非對稱特性動態控制方法，其特征在于根據焦爐碳化室及其煤氣管網運行工況特點及物理特性確立了焦爐碳化室及其煤氣管網非對稱系統理論，研發了焦爐碳化室及其煤氣管網非對稱系統動態控制方法，通過煙氣分析檢測各個碳化室上升管煤氣中氬含量和煤氣流量，根據外部空氣進入量計算數學模型，計算出各碳化室的外部空氣進入量，進而由外部空氣進入量來調節皇冠管杯型閥開度，使外部空氣進入量控制在設定值范圍內；根據焦爐碳化室外部空氣進入量的氧含量計算數學模型計算外部空氣進入量的氧含量；根據空氣過剩系數計算數學模型計算碳化室空氣過剩系數；根據碳化室氧燃燒率計算數學模型計算外部空氣進入量的氧燃燒率；檢測集氣管煤氣流量，該流量與集氣管煤氣流量設定值比較，其差值用于調節煤氣風機入口閥開度，使煤氣風機入口閥開度與集氣管煤氣流量相匹配；檢測集氣管壓力，該壓力與集氣管壓力設定值比較，其差值用于調節煤氣風機風量，使集氣管壓力穩定保持在設定值范圍內；多個閉環控制系統構成了焦爐碳化室外部空氣進入量動態自動調節系統；

式(1)為焦爐碳化室外部空氣進入量計算數學模型；

Q_airi＝Q_wi×A_rwi×22.4×100/0.934 (1)

式中：

Q_wi：上升管i煤氣流量，m³/s；

A_rwi：上升管i煤氣中氬摩爾分數，mol％；

Q_airi：碳化室i外部空氣進入量，m³/s；

i＝1、2…n；

式(2)為焦爐碳化室外部空氣進入量的氧含量計算數學模型；

O_2ei＝A_rwi×20.95/0.934 (2)

式中：

A_rwi：上升管i煤氣氬摩爾分數，mol％；

O_2ei：焦爐碳化室i外部空氣進入量的氧含量，mol％；

i＝1、2…n；

式(4)為焦爐碳化室空氣過剩系數計算數學模型，計算結果送至焦爐控制系統HMI操作站(1)作為空氣過剩系數實際值顯示及形成空氣過剩系數趨勢曲線，用于工藝技術分析、操作指導和故障追索；

α_i＝1/(1-A_rwi/0.934) (4)

式中：

A_rwi：上升管i煤氣氬摩爾分數，mol％；

α_i：空氣過剩系數,≥1；

i＝1、2…n；

式(5)為碳化室i氧燃燒率計算數學模型，計算結果送至焦爐控制系統HMI操作站(1)作為碳化室i氧燃燒率實際值顯示及形成燃燒率趨勢曲線，用于焦爐工藝技術分析、操作指導和故障追索；

R_i＝(O_2ei－Q_wi×O_21i)/O_2ei (5)

式中：

R_i：碳化室i氧燃燒率，％；

Q_wi：上升管i煤氣流量，m³/s；

O_21i：上升管i煤氣氧摩爾分數，mol％；

O_2ei：焦爐碳化室i外部空氣進入量的氧含量，mol％；

i＝1、2…n。