[發(fā)明專利]一種頂燃式熱風爐四段式燒爐控制技術

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110197050.3
• 申請日: 2021-02-22
• 公開（公告）號: CN112981025A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 蘇威;周愛紅;梁利生;苗亦山;楊博;沙華瑋;周琦
• 申請（專利權）人: 寶鋼湛江鋼鐵有限公司
• 主分類號: C21B9/00
• 分類號: C21B9/00;C21B5/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 千帆

本發(fā)明公開了一種頂燃式熱風爐四段式燒爐控制技術，包括燃燒初期、拱頂溫度管理期、廢氣溫度管理期；其中拱頂溫度管理期包括兩段，分別為拱頂溫度1管理期和拱頂溫度2管理期；在拱頂溫度1管理期期內，設置控制溫度比目標的拱頂溫度低，并設定拱頂溫度1管理期燃燒持續(xù)一定時間Δt1后，進入拱頂溫度2管理期，此時燃燒按目標的拱頂溫值進行控制。本技術可使得整個燒爐過程更加平穩(wěn)進行，減少了人為干預煤氣量的調整，使得燒爐煤氣量更加合理科學，有效減少煤氣量消耗；可降低拱頂燃燒溫度，降低熱量損失，減少的生成，實現(xiàn)的超低排放，改善爐殼運行條件，減少爐殼開裂情況，延長爐殼壽命；保證熱風爐溫度運行，為高爐持續(xù)穩(wěn)定的送出較高風溫。

技術領域

本發(fā)明涉及一種高爐頂燃式熱風爐燃燒控制。

背景技術

熱風爐系統(tǒng)是高爐系統(tǒng)的主體設備系統(tǒng)，高爐熱風爐作用是燃燒階段把燃燒釋放的熱量轉換到格子磚中，然后送風階段把格子磚里存儲的熱量傳遞到空氣中，把風加熱到目標溫度。煉鐵工序占鋼鐵工業(yè)能耗的主要部分，熱風爐是高爐煉鐵生產過程的重要設備，其消耗了40～45％的高爐煤氣。高風溫是實現(xiàn)煉鐵高爐節(jié)能的重要措施，據(jù)研究，在目前我國高爐風溫范圍內，每提高100℃風溫，可降低焦比15～20kg/t鐵，可相應提高產量3％左右。此外，高風溫還是實行高爐噴吹煤粉的必要條件。隨著煉鐵技術的不斷進步，現(xiàn)代高爐向大型、高效、長壽等方向發(fā)展，提高高爐熱風爐風溫所具有的降低煉鐵焦比、提高高爐生鐵產量、提高噴煤比和降低高爐生產成本等作用越來越顯著。

傳統(tǒng)的熱風爐燃燒控制常分為三段進行，如圖1所示，即燃燒初期階段、拱頂溫度控制階段、廢氣溫度控制階段。追求高送風溫度時，頂燃式熱風爐拱頂溫度控制階段占據(jù)了燃燒的大量的時間，為燒爐的主要燃燒階段，占70％-80％的燃燒時間。傳統(tǒng)的頂燃式熱風爐燃燒控制過程中，殘氧燒爐控制進行輔助控制燒爐，如圖2所示，理想的拱頂溫度應該保持一恒定溫度，進行持續(xù)穩(wěn)定的燃燒，但是往往在拱頂溫度控制階段前期，就達到了較高的拱頂溫度，為了保證燃燒過程的蓄熱量，只能通過增加空氣量來降低拱頂溫度，從而增加了廢氣量，使得燃燒過早進入廢氣管理階段，影響整個燒爐過程，只能通過人工調整煤氣量，來控制燒爐過程中的管理，如圖3所示，導致廢氣管理時間較長，廢氣帶走的熱量損失較多，高拱頂溫度導致熱輻射損失增加，高溫侵蝕導致爐殼開裂壽命縮短，高拱頂溫度使得NO_X生成較多。

發(fā)明內容

為減少拱頂溫度控制階段熱輻射損失的浪費，針對熱風爐拱頂溫度控制僅有一段的調節(jié)缺陷，提供了一種頂燃式熱風爐四段式燒爐控制技術。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種頂燃式熱風爐四段式燒爐控制技術，所述燒爐控制技術包括燃燒初期、拱頂溫度管理期、廢氣溫度管理期；其中拱頂溫度管理期包括兩段，分別為拱頂溫度1管理期和拱頂溫度2管理期；在拱頂溫度1管理期期內，設置控制溫度比目標的拱頂溫度低，并設定拱頂溫度1管理期燃燒持續(xù)一定時間Δt1后，進入拱頂溫度2管理期，此時燃燒按目標的拱頂溫值進行控制，當廢氣溫度到達設定的廢氣管理溫度，進入廢氣溫度管理期。在拱頂溫度1管理期，當拱頂溫度燃燒持續(xù)到設定值SP(Set Point)Δt1后，燃燒按拱頂溫度2管理期進行控制,這總體減少了拱頂溫度在目標溫度的持續(xù)時間Δt1，同時燃燒末期的廢氣目標溫度不變，總體減少了相應的熱輻射損失，較傳統(tǒng)的三段式燒爐降低了部分煤氣量的使用。

進一步地，燒爐所需的煤氣和空氣的流量控制均為PID控制。

進一步地，所述拱頂溫度管理期采用PID比例調整煤氣和空氣流量。以實現(xiàn)充分燃燒，減少廢氣，節(jié)省煤氣。

進一步地，在拱頂溫度1管理期期內，設定為控制溫度比目標的拱頂溫度低5℃。相應的拱頂外表面溫度減少，因此減少了拱頂溫度1管理期階段的熱輻射損失。