高炉喷吹煤性价比评估的方法与数学模型
高炉喷煤量控制模型的建模方法研究
表 ３ 对 同 ～ 月 内另 外 连 续 四 天 数 据 的 检 验
误 差
＜ ５
考 虑 到高炉 喷煤 实际 控制 的方 式 和数学 模型 的物 理意义 ，建 立如 下形式 的喷煤 控制 数学 模型 ：
究发 现 ，用 常规方 法建立 的数 学模 型无法 长期满 足该
１ｌ １】 理
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喷 煤 系统的控 制精 度 。该 系统 除 了喷 吹罐 （ 下罐 ） 的罐 压（ 以下 简称 “ 罐压 ” 和给 煤器 的开 口度 （ ） 以下简 称“ 开 口度 ”两 个 主要 影 响因素 外 ，还受到 喷 吹罐 充放 压过 ） 程 、煤粉 的 品质 （ 如煤 种 、 粒度 、 湿度等 ） 、喷 吹罐 内煤 粉重 量等诸 多 时变且 随机 因素 的影响 ，使得 喷煤 量的 变动 较大 。基 于上述情 况 ，提 出了一种 基于计 算机 自
中 图 分 类 号 ：ＴＰ ７ Ｔ ３ ． ３ ２ ３： Ｆ５ ８ ６ 文 献标 识码 ：Ａ
０ 弓 言 ｌ
不 断降低 炼铁 生产 的焦 比 ，从 而降低 生铁 生产成
本 ，是 高炉喷 煤 系统 追求 的 目标 。高精度 的控 制喷煤 量是 实现上述 目标 的必要 条件 ，同时也是 减少 喷人煤
高 炉 喷煤 量 控 制模 型 的建模 方 法研 究
张发 勇 ，朱超 甫
（ 京科 技 大 学 机 械 工 程 学 院 ．北 京 １０ ８ ） 北 ０ ０ ３
摘 要 ： 出料 式 高 炉 喷 煤 系 统 一 般 通 过 控 制 喷 吹 罐 的 罐 压 和 给 煤器 的开 口度 来 实 现 对 喷 煤 量 的 控 制 ， 用 非 线 下 采
高炉经济喷煤比计算
关于高炉经济喷煤比的理论计算通过查阅资料得知：经济喷煤比取决于喷煤量水平、高炉煤焦置换比、能量消耗利用程度。
喷煤对高炉工序成本降低的影响可按照公式（1）计算。
1000)(m k P R P X J -⨯=∆ （1） 其中：J ∆---炼铁工序成本降低值，元/t ；X------喷煤量，kg/t ；P k -----焦炭价格，元/t ；R------煤焦置换比；P m ----喷吹煤粉的价格加工序成本，元/t ；经查阅资料得知：在生产条件稳定条件下，煤焦置换比与喷煤比存在线性关系如公式（2）所示。
R=1.025-0.00158X （2） 煤粉配比按照无烟煤55%，烟煤45%标准计算。
所以，可以得出结论：1000)]%45%55()00158..0025.1([m 工烟无m m k P P P X P X J +⨯+⨯--⨯=∆ （3）其中：无m p ---无烟煤价格；烟m p ---烟煤价格；工m p ---煤粉工序成本；公式（3）中：P k ，无m p ，烟m p ，工m p 依据成本表查询实时价格，可以认为是常数，所以公式（3）是高炉工序成本下降值J ∆关于喷煤比X 的二次函数，所以在一定生产条件下，存在一个合适的喷煤比，最大程度的降低高炉的工序成本。
例：依8月成本数据进行计算：（1）480高炉合适的喷煤比：P k = 1865.61元/t 无m p = 1188.25元/t烟m p = 742.87元/t 工m p =10元/t带入公式（3）计算：J ∆=1000)10%4587.742%5525.1188()00158.0025.1(61.1865[+⨯+⨯--⨯X X =0.001X （1912.25-2.95X-997.83）=-2.95⨯⨯-310X 2+914.42⨯⨯-310X依据抛物线的性质得知：当X=95.2242.914⨯-=154.98kg/t 时，高炉成本下降值最大 480max J ∆=70.86元/t（2）1080高炉合适的喷煤比：P k =1920.28元/t 无m p = 1188.25元/t烟m p = 742.87元/t 工m p =10元/t带入公式（3）计算：J ∆=1000)10%4587.742%5525.1188()00158.0025.1(28.1920[+⨯+⨯--⨯X X =0.001X （1912.25-2.95X-997.83）=-3.03⨯⨯-310X 2+970.46⨯⨯-310X依据抛物线的性质得知：当X=03.3246.970⨯-=160.14kg/t 时，高炉成本下降值最大 1080max J ∆=77.71元/t所以，以8月成本计算，480高炉合适的喷煤比为154.98kg/t,1080高炉合适的喷煤比为160.14kg/t。
高炉喷吹煤评价指标
含硫大于 0.07％，就 会使之产生热脆性而无法使用）。为脱去钢铁中硫，就须在高炉和炼钢炉中多加石灰石，致使成本升 高，生产能力下降。硫分越低越好。喷吹煤硫分应比所用焦炭硫分低 0.2％，即钢厂焦炭硫分为 0.8％， 喷吹煤硫分应不高于 0.6％。
2、山西境内有代表性的喷吹煤指标
山西境内有代表性的喷吹煤 1 号、2 号、3 号、4 号煤质指标和工艺指标见表 1。
2．1 无烟喷吹煤
喷吹煤 2 号煤质好，灰分≤11%，硫分≤0.65%,可磨指数 70～85,可磨性好,是国内最好的高炉喷吹 煤之一，因而价格偏高。喷吹煤 3 号可磨指数 40～50，煤质较硬，磨煤电耗高，煤粉造价高，且对高 炉喷嘴磨损严重。从其反应性看，后者也不如前者，1250℃后，后者反应率只有 59.80%，前者已高 达 90%以上，说明喷吹煤 3 号喷吹综合性能较差。
2．2 贫瘦喷吹煤
在喷吹烟煤技术日趋成熟的今天，贫瘦煤也是较好的高炉喷吹原料。其挥发分适中，着火点较低， 反应性好，燃烧性强，资源丰富，价格合理。
从煤灰成分看，喷吹煤 1 号煤灰中酸性氧化物（SiO2+Al2O3）含量适中 83.10%，碱性氧化物 （Cao+MgO+Fe2O3+K2O+Na2O）含量 10.07%，有利于高炉造渣和脱硫。但喷吹煤 1 号可磨指数偏 高，煤粉在磨机内易粘结，易堵塞高炉喷嘴。
1．6 燃烧性
煤的燃烧性好，即其着火点低，反应性强。这可使喷入高炉的煤粉能在有限的空间和时间内尽可 能多地气化，少量未及气化的煤粉也因反应性强而与高炉煤气中的 CO2 和 H2O 反应而气化，不给高 炉冶炼带来麻烦。另外，燃烧性好的煤也可磨得粗一些，即－200 目占的比例少一些，这为降低磨煤 能耗和费用提供了条件。
高炉喷煤量算法模型的优化改进
算法中取样信号被放大到 3 600 倍产生的误差， 直 接反映了喷吹罐实际喷吹煤量， 小时喷煤量数据更 加准确可靠， 提高了喷吹的精准性。
夏江波
高炉喷煤量算法模型的优化改进
2016 年第 5 期
料罐重量/t
M2 M0
在算法模型中， 建立一组 60 位的寄存器 W， 采集二 次滤波值， 即从倒罐后 5 min 开始每 5 s 采集一次经 过二次滤波后的罐重值， 并在每 5 s 的触发时间将罐 重值放入寄存器 W ［60］ 中。在第 1 个 5 s 的时刻将
收稿日期： 2016-01-08 作者简介： 夏江波， 男， 1982 年生， 2006 年毕业于安徽工业大学自动 化专业。现为山钢股份济南分公司检修工程公司高炉部工程师， 从事高炉炼铁自动化方面工作。
10
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前 言
高炉喷煤是高炉生产的重要组成部分， 在高炉
完成喷吹。首先 A 罐先泄压， 依次打开下钟阀、 下料 阀， 煤粉进入 A 罐中， A 罐罐重到达上限， 依次关闭 下料阀和下钟阀， A 罐进入待喷吹状态。当 B 罐罐 重下降到达 C 罐流化极限时， C 罐开流化阀； 当B罐 罐重下限到达时， C 罐进入预倒罐状态， C 罐依次开 充压阀和补气阀， 向罐内充压， 到达罐内压力上限 停止充压； 当 B 罐罐重下下限到达时， C 罐进入倒罐 状态， 此时 C 罐依次开启送煤阀、 补气阀和下煤阀， C 罐进入喷吹状态。同时 B 罐依次关闭下煤阀、 补气 阀和送煤阀， 停止喷吹， 接着 B 罐开始泄压， 执行流 程与 A 罐泄压相同。这样， ABC 3 个喷吹罐依次交 替作业， 喷吹工艺连续、 稳定进行。
浅论高炉喷吹煤评价指标
浅论高炉喷吹煤评价指标(2009-05-31 11:26:00)高炉喷吹用煤的煤质对高炉冶炼过程及技术经济指标有重要影响。
在喷吹高挥发分、强爆炸性烟煤技术飞速发展的今天，选择煤源广阔、价格合理、喷吹性能优良的喷吹煤进行高炉混合喷吹，保证高炉生产技术指标，提高经济效益，是钢铁企业必须面临并予以解决的问题。
1.评价指标1．1灰分％灰分是有害成分。
喷入高炉的煤粉的灰分转变成炉渣，不仅增加石灰石的消耗，又增加吨煤渣量，使焦比升高。
喷吹煤的灰分越低越好。
喷吹煤灰分应比所用焦炭灰分低2％，即钢厂的焦炭灰分为13％，则喷吹煤的灰分应不高于11％。
1．2硫分％硫分也是一种极为有害的物质。
喷吹煤粉中硫影响生铁和钢的质量（钢铁中含硫大于0.07％，就会使之产生热脆性而无法使用）。
为脱去钢铁中硫，就须在高炉和炼钢炉中多加石灰石，致使成本升高，生产能力下降。
硫分越低越好。
喷吹煤硫分应比所用焦炭硫分低0.2％，即钢厂焦炭硫分为0.8％，喷吹煤硫分应不高于0.6％。
1．3发热量固定碳含量越高，挥发分含量越低，在风口前燃烧时放出的热量越多。
喷入高炉的煤粉是以其放出的热量和形成的还原剂CO、H2等来代替焦炭在高炉内提供热源和还原剂。
发热量越高越好。
在高炉内放出的热量越多，置换比越高。
1．4可磨性它反映煤的耐磨特性。
可磨指数越大，越易粉碎，磨煤机出力越大，电耗越小，粉煤加工成本越低。
但可磨指数大于90时，在磨机内会有粘结现象。
实践证明，喷吹煤可磨指数为70－90时为最佳。
1．5反应性煤对CO2的反应性即将CO2还原成CO的能力。
它是反映煤气化、燃烧的一个重要指标。
反应性的强弱直接影响炉子的耗煤量、耗氧量及煤气中的有效成分等。
高炉喷吹反应性强的煤，不仅可提高煤粉燃烧率，扩大喷吹量，而且风口区未燃烧的煤粉在高炉的其它部位参加了与CO2的气化反应，减少焦炭的气化反应，对焦炭强度起到保护作用。
1．6燃烧性煤的燃烧性好，即其着火点低，反应性强。
高炉喷吹煤评价及配比优化
Ｊｎ ０２ ｕ ｅ２ １
工业安全 与环保
Ｉｄｓｒ ｌＳ ｆｔ ｎ ｎｉ ｎ ｎａ ｒｔｃｉｎ ｎ ｕｔａ ａｅｙａ ｄ Ｅ ｖｒ ｍｅ ｔ Ｐｏｅ ｔ ｉ ｏ ｌ ｏ ・ ９１ ・
高 炉 喷 吹 煤 评 价 及 配 比优 化
王培平 陈旺生 韩军 秦林波 付卓君 胡俊
ＷＡ Ｇ Ｐ ｉｎ Ｃ Ｅ ｎｓｅｇ Ｒ Ｎ Ｊｎ Ｑ ＮＬｎｏ Ｆ ｈｏ ｎ Ｈ ｕ Ｎ ｅ ｉ ｐ ｇ Ｈ Ｎ Ｗａｇｂｎ Ａ Ｉ ｉ ＵＺ ｕｊ ＵＪｎ ｕ ｂ ｕ （ ｏｅｅｏ ｅ ｕｃ ｎ ｎｉ ｎ ｅｔ ｎｉｅ ｉ Ｃ ｌｇ ｓ ｒｓａｄＥ ｖｏｍ ｎ Ｅ ｇｎｅｎ ｌ ｆＲ ｏ ｅ ｒ ｒｇ，Ｗ ｈ ｎＵ ｉ ｒ ｙｏ Ｓｉ ｃ ｎ ｅ ｎｌ ｙ Ｗ ｈ ｎ４ ０８ ） ｕａ ｎ ｅ ￣ ｃｎｅ ｄ Ｔｃ ｏｏ ｕａ ３０ １ ｖｓ ｆ ｅ ａ ｈ ｇ Ａ ｓ ａｔ Ｉ ｉ ｆｈ ｒｓｎ ｓｕｔｎｏ ｓ ｅ ｍ ｌ ｓｉｅｔｇｂ ｎｅ ｏｌ ｔ ｅｄ ｐｏｅｔｅｂｍ —ｏ ｔ ｂｔ ｃ ｎｖ ｗ ｏ ｔ ｐｅｅｔ ｉａ ｏ ａ ｔ ｌ ｉ’ ｊｃｎ ｌ ｄｄｃａ，ｉｎｅｓｔ ｉ ｒ ｕ ｒ ｅ ｅ ｔ ｉ ｆ ｅ ｌ ｎ ｉ ｅ ｏｍ ｖ ｈ ｆｒ ｅ ａ
价。研究 结果表 明 ， 根据着火 点最低 和燃尽 率最高的选取原则 ， 配合 煤的最佳优化 配方为 ：２ ５ ％混合无烟煤 ＋
４ ％烟煤 ＋８ ０ ％焦 粉 ， 燃烧 效果 良好 。
关键词
高炉 喷煤
配比
沉降炉
热重分析
Ｅｖ ｌ ａ ｉｎ ｎ ＰＣＩａ ｔ ｏ ｏ ｔｏ ｔ ｉａｔｏ ａ ｕ ｔｏ ｏ ｎｄ Ｉｓ Ｐｒ ｐ ｒ ｉ ｎ Ｏｐ ｉ Ｔ ｉ ｎ ｍ
预测高炉喷吹煤粉燃烧率新模型
2010年第1期炼铁技术通讯 19预测高炉喷吹煤粉燃烧率新模型陈川1 程树森1 张志宏2 潘宏伟1(1北京科技大学冶金与生态工程学院;2北京科技大学应用科学学院)摘 要:高炉喷煤可以有效的降低焦比,但是喷煤量过大会导致未燃煤粉增多,影响炉况顺行,因此研究煤粉的燃烧率至关重要。
煤粉燃烧率一般是在大气中通过实验测定,所测参数与高炉实际过程相差甚远。
通过数学模型对煤粉燃烧率进行预测,需要确定煤粉燃烧过程中的动力学参数,由于煤粉的差异及燃烧率与煤粉的众多因素有关,难以找到煤粉动力学参数的规律性。
本文在前人工作的基础上,结合高炉喷煤过程,依据煤粉工业分析值,计算煤粉燃烧反应动力学参数,进而建立了煤粉颗粒在回旋区速度、温度及燃烧速率的数学模型。
模型能够预测不同的富氧量、不同的风温、不同煤粉粒径及煤种对燃烧率的影响。
关键词:煤粉 燃烧率 风温1 引言高炉喷煤是节焦降耗,降低炼铁成本的关键技术。
喷煤量的大幅度提高,配合高炉大型化、长寿化,并结合高风温和富氧,已成为高炉技术进步的主流[1]。
高炉喷煤的重点在于:提高煤粉置换比,改善高炉喷吹效果和保证高炉在大喷煤时长期稳定、顺行和高产[2~5]。
当高炉喷煤量增加到一定程度,由于燃烧不完全,炉尘中碳的质量分数也会增加,有时会增加很快,其中含有一些未消耗的煤粉。
特别在大喷煤过程中,提高高炉内煤粉的燃烧率,对促进喷吹,提高煤比,保证大喷煤的条件下,高炉的顺行具有不可忽视的作用[6,7]。
因此,提高煤粉的燃烧率对高炉炼铁至关重要。
前人对煤粉燃烧过程中动力学参数的确定无法统一,导致了动力学参数E,k0无规律性。
本文根据傅维镳等提出的通用模型计算煤粉燃烧反应动力学参数,动力学参数与煤种之间的关系就呈现出了规律性[8,9]。
煤粉燃烧模型由煤粉运动方程、炭粒表面温度方程[10]、挥发分析出速率方程[11]、煤粉粒径变化方程等构成,只需要知道煤粉的工业分析值,就可以计算出煤质指数F Z,进而对煤粉的燃烧率进行预测。
浅谈高炉经济喷煤比
浅谈高炉经济喷煤比王立杰尹焕岭赵杨(唐钢不锈钢)摘要：高炉喷煤是降低铁水成本，增加利润的重要手段；同时，直接喷吹煤粉，不经过焦化工艺，减少了环境污染。
提高喷煤比应具备的条件是：稳定的原燃料质量、合适的理论燃烧温度、精细的操作和合理煤气分布。
高炉提高喷煤比是冶炼技术发展的必然趋势，然而各单位能满足的条件不同，因此各单位的经济煤比也应根据自身条件确定。
关键词：高炉经济喷煤比理论燃烧温度未燃煤粉置换比0 前言高炉喷吹煤粉则是部分替代焦炭的“提供热量”及“还原剂和渗碳剂”，即以价格低廉的煤粉部分替代价格日趋昂贵的冶金焦炭，以缓解因炼焦用主焦煤匮乏所造成的冶金焦炭产量渐显不足的矛盾，最终降低高炉炼铁焦比和生铁成本。
当前高炉生产的一些习惯性认识和操作，直接影响到高炉喷煤的科学性，且给高炉喷煤效益乃至生铁成本带来不良影响，因此选择合理的喷煤比就是实现企业效益最大化的重要一项。
1 经济喷煤比的概念所谓经济喷煤比，是在一定的生产条件下（产量、原燃料质量、炉料结构、煤和焦炭的市场价格等），喷煤比最高且稳定、焦比和燃料比最低的操作煤比。
可见，经济喷煤比的大小取决于喷煤量水平、煤交置换比和能量消耗利用程度，最终有总燃料消耗、工序成本来确定。
喷煤对高炉工序降低值的影响可按下式计算：△J=PCR(P k×R—P m)／1000(1)式中△J——高炉工序成本降低值，元／t；PCR——喷煤比，kg／t；R——未校正煤焦置换比；P k——焦炭价格，元／t；P m——煤粉工序成本，元／t。
从图1曲线可见，喷煤生产操作中存在经济喷煤比。
由于原燃料质量、炉况参数在一定范围内波动，因此经济喷煤比是一个操作范围。
2 提高喷煤比的关键技术2.1稳定原燃料条件2.1.1提高焦炭质量，特别是焦炭的热性能，保证高炉必要炉料柱透气性。
图1 高炉工序成本降低值与喷煤比的关系焦炭在高炉内的骨架作用是煤粉不可替代的，随着煤比的提高，焦炭的负荷随之加重，以及焦炭在炉内停留的时间越长，焦炭的骨架作用更显的重要。
高炉喷吹煤比的关键技术
高炉喷吹煤比的关键技术高炉喷吹煤粉是炼铁系统结构优化的中心环节，是国内外高炉炼铁技术进展的大趋势，也是我国钢铁工业进展的三大重要技术路线之一，所以，我们应当努力提高喷煤比。
高炉喷煤的重大意义1 削减炼焦过程对环境的污染。
高炉喷煤代替焦炭，就削减了高炉炼铁对焦炭的需求。
削减焦炭的需求，就可以使焦炉少生产焦炭。
焦炉少生产焦炭或少建焦炉，就可以削减对环境的污染。
2 缓解我国主焦煤的短缺，优化炼铁系统用能结构。
炼焦配煤一般需要配50%以上的主焦煤，以满意高炉炼铁对焦炭质量方面的要求。
喷吹煤粉的煤种广泛，可以不使用主焦煤。
这就缓解了我国主焦煤的短缺，同时也降低了炼铁系统的购煤成本。
3 高炉喷煤可以实现结构节能。
2023年我国重点钢铁企业焦化工序能耗为123.41kgce/t，喷煤的制粉和喷吹所需的能耗在20~35kgce/t。
高炉每喷吹1t煤粉，就可以产生炼铁系统用能结构节省lOOkgce/t的效果。
4 高炉喷煤可降低炼铁系统的投资。
据统计，国外建设喷煤车间的投资是焦化厂单位投资的25%~30%，转换为冶金焦的单位投资是30%~40%;中国喷煤车间的单位投资是焦化厂建设单位投资的12%~16%，为冶金焦部分投资的15%~20%。
所以，在新建和扩容高炉时，喷煤车间必需同步实施，这样会有较大的经济效益。
5 煤粉代替焦炭会有巨大的经济效益。
目前，焦炭和煤粉的每吨价差在400~500元。
一个年产400万t的炼铁企业，假如喷煤比在130kg/t，就可以年喷吹52万t煤粉，代替的等量的焦炭，可以产生年降低208~260万元的炼铁成本。
6 提高企业劳动生产率，降低生产运行费。
喷煤车间的员工人数和生产运行费用要比焦化厂少，这样就可以产生因高炉喷煤而提高钢铁企业劳动生产率、障低生产运行费用的效果。
我国喷煤水平进展不平衡，与国际先进水平尚有差距据统计，2023年我国大中型钢铁企业高炉喷煤比135kg/t，比上年度提高llkg/t，全年重点钢铁企业喷煤总量为4046万t，创出我国历史最好水平。
运用数学模型进行炼焦煤性价比评价
2018年7月第49卷第4期燃料与化工Fuel&Chemical Processes运用数学模型进行炼焦煤性价比评价任华伟白新革钱如刚(江苏沙钢集团有限公司焦化厂,张家港215625)摘要:介绍了一种运用数学模型进行炼焦煤性价比评价的方法。
按数学模型计算出性价比,根据性价比高低对煤进行排序评价,实行优胜劣汰,可有效降低采购成本和配煤成本。
关键词:配煤;性价比;数学模型;评价体系中图分类号:TQ520.61文献标识码:A文章编号:1001-3709(2018)04-0009-04Evaluation on cost performance of coking coal byusing mathematical modelRen Huawei Bai Xinge Qian Rugang(Coking Plant of Shagang Group Co.,Ltd.,Jiangsu,Zhangjiagang215625,China) Abstract:A method of evaluation on cost performance of coking coal by using mathematical model is introduced.The cost performance is calculated in a mathematical model,according to which sequence can be arranged for the evaluation so that the superior coking coal can be selected and the inferior one can be eliminated.Therefore,the procurement cost and blending cost can be dramatically lowered. Key words:Coal blending;Cost performance;Mathematical model;Evaluation system收稿日期:2017-09-01作者简介:任华伟(1986-),男,工程师基金项目:燃料与化工Fuel &Chemical ProcessesJul.2018Vol.49No.4同样将加权平均数作为实际指标,6个月没有化验数据的作为新品种,需重新引进评价。
宁钢高炉喷吹煤粉质量综合评价法
２．２．２ 制粉 出力对成 本 的影响 在铁产量 １１９５０ｔ／ｄ，煤 比 １５５ｋｇ／ｔ，喷煤 日修 ６ｈ
的测算 基 础上 ，根据 制粉 出力影 响 不 同程 度 分 别测 算对 成本 的影 响 。
１）仅能保证高炉用量 ，不 能保 证石灰窑用量 。 测 算 条件 为小 时制 粉 出力在 ５１．４～５２．８ｔ时 ：
应商 ，采购低 价 非主流 中等 挥发 分 无烟 煤 煤种 代 替
表 １ ２０１６年 １～７月 中速 磨 台时产 量情 况与煤 粉质 量评价 情 况
喷吹煤 粉质量 综合 评价 法基 于上述 原 因产 生 ， 是对 原有 的喷 吹煤粉质 量评 价 的 补充 和完 善 ，主要 适 用 于喷 吹煤粉 质量 、中等 挥发 分无 烟 煤性 价 比的 管理 ，通 过 对 外 购 喷 吹煤 粉 质量 的跟 踪 ，建 立 综合 评价 体 系 ，为 公 司 采 购部 门提供 采 购 依 据 ，并 提 高 入炉 喷 吹煤粉 的质量 ，为 喷煤作 业 区制 粉 生 产创 造 条件 。
分 ，使用性能分为 ３０分 ，在 ２０１６年之前供应商 比较 稳定 ，提供产品质量 比较稳定 ，评价结果与实际使 用效 果偏 差 不大 。２０１６年 采购 方式 发 生 变化 ，相 应 对指 标质 量 分进 行调 整 ，质量 分 分 值 调 整 为 ５０分 ， 使用 性 能分 调 整 为 ５０分 ，相 应 调 整 主 要 质 量 指 标 的分 配权 重 ，但调 整 后仍 然不 能 反 映 中等 挥发 分 无 烟煤 性价 比的实 际情 况 ，需 要 进行 补充 完善 。
１ 原 喷吹煤粉质量评 价表简介
表 ２为 喷 吹煤 评 价表 ，喷 吹煤 的评 价 主要 从 操 作 和技术 两方 面考虑 。操 作方 面 主要 从制 粉 出力 、 煤 中异 物和流 动性 等对单 个 煤种 进 行评 价 ；技 术 方 面 主要从 Ｍｔ、Ａｄ、Ｖｄａｆ、Ｓｔｄ和 热 值 对 单 个煤 种 进行 评价 。
氧气高炉喷吹焦炉煤气数学模型
氧气高炉喷吹焦炉煤气数学模型高炉的工作过程是以焦炭为燃料，燃烧后排放出CO2气体。
目前我国高炉炼铁的发展方向是以低成本消耗为基础，采取有效解决措施来降低焦炭的损耗量，避免大量的CO气体排放空气中污染环境。
其中高炉喷吹焦炉煤气是解决措施之一。
本文对氧气高炉喷吹焦炉煤气工艺的内容及其数学模型进行了论述。
标签：氧气高炉；喷吹；焦炉煤气；数学模型0 前言高炉是钢铁冶金体系中最重要的工艺装置，它的工作过程是以消耗能量为主并释放CO2气体，我国本着可持续发展观的经济发展理念，以节省能量损耗减少气体排放的基础来研发各种新型技术，其中本文所论述的氧气高炉喷吹焦炉煤气工艺装置就是最有效的解决办法之一。
氧气高炉喷吹焦炉煤气工艺装置的优点在于克服燃料之间的消耗量，工艺流程简便，能够为社会经济带来效益，绿色、节能、环保，促使经济循环发展。
1 氧气高炉喷吹焦炉煤气（1）焦炉煤气的成分。
焦炉煤气作为高级气体燃料，它具有还原性，并且氢元素含量极高。
氧气高炉喷吹焦炉煤气包含H2，CH4，CO，CmHn，N2。
其中H2成分量占半数以上，其次是CH4和CO，CmHn和N2的成分较少，一般焦炉煤气的燃烧热量值不到20000KJ/Nm3。
（2）高炉喷吹焦炉煤气工艺。
高炉喷吹焦炉煤气工艺流程如下，燃烧原料以气体形式进入压缩机装置后，经压缩机处理，把气体导入储气罐，其中一部分气体通过旁通回路返回到原焦炉气体进口处，被循环利用，二次回收具有环保高效作用；另一部分气体通过吹扫蒸汽和喷吹支管进入到高炉中，高炉开始工作。
（3）喷吹焦炉煤气的优点。
首先该工艺可提供给高炉优质还原剂，CH4+1/2O2=2H2+CO，H2成分占据总成分3/4，其中H2还原速度较快，损耗能量少，能够增强高炉生产能力并提高焦炉工作进度；其次是还原产物环保，C 和CO还原最终产物是CO2，而H2还原产物是H2O，可以减少CO2的排放量，社会意义显著；然后焦炉煤气的价值量高，对能量运用效率得到改善，燃烧原料煤气，其能量利用率一般不到1/2，价格比例按热值计算，每立方米在0.4左右；另外喷吹技术简洁方便，控制精确度较高，工作原理组成是通过加大气体压强，运送气体以及喷吹，其有效特征在于设备投资成本低，控制灵活，精确度强，能够实现单风口定量喷吹。
关于高炉喷煤理论置换比的计算公式
关于高炉喷煤理论置换比的计算公式
高炉喷煤理论置换比是指高炉中碳氧化物物质产生后，其它物质与其置
换相应物质的比例。
它的大小，可以直接影响到高炉的燃烧效果，也就是炉温、炉内气体组成以及烟气颗粒体大小等。
因此，计算高炉喷煤理论置换比
非常重要。
具体计算方法如下：
1.计算各种碳氧化物的含量：
以氧为基准，建立碳氧化物比例，可以求出碳氧化物含量：CO2、CO、C、SO2和O2。
即：
CO2 : CO : C : SO2 : O2 = 14 : 4 : 1 : 2 : 32
2.计算置换值：
置换值是指一单位重量碳被置换多少重量氧的数字，也称之为置换系数。
置换值的计算公式为：
置换值=CO2+CO+C/O2
3.计算置换比：
置换比是指一单位重量氧被多少重量碳置换的比例。
计算置换比的公式为：
置换比=1/置换值
以上就是如何计算高炉喷煤理论置换比的方法，它的正确计算有助于高
炉正常运行，因此十分重要。
济钢高炉喷煤数学模型的研究与应用
济钢高炉喷煤数学模型的研究与应用
郭术义;陈举华;刘鲁齐;陈霞
【期刊名称】《山东冶金》
【年(卷),期】2003(025)006
【摘要】基于湍流两相流理论建立了高炉喷煤两相流动及传质三维数学模型.采用该模型指导高炉生产,高炉利用系数由2.7t/(m3.d)提高到3.0t/(m3.d)以上,焦比由460 kg/t降到400kg/t,煤比达到100kg/t,提高了高炉的各项经济技术指标.
【总页数】3页(P43-45)
【作者】郭术义;陈举华;刘鲁齐;陈霞
【作者单位】山东大学,机械工程学院,山东,济南,250061;济南钢铁集团总公司,山东,济南,250101;山东大学,机械工程学院,山东,济南,250061;济南钢铁集团总公司,山东,济南,250101;山东省环境保护学校,山东,济南,250014
【正文语种】中文
【中图分类】TF543;O242.1
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炼铁厂高炉喷煤实际置换比论证
炼铁厂1#高炉喷煤实际置换比论证炼铁厂喷煤项目于2010年10月26日投产。
前期调试阶段喷煤量并不稳定，喷煤比没有达到预期目标，随着喷煤设备运行的逐步好转，喷煤比逐渐提高到100kg/t·Fe，焦炭负荷明显增加，由2.83增加到目前的3.39。
喷煤项目投产后，使高炉调剂手段更加灵活，煤气利用率提升，高炉炉缸工作状态得到改善，综合冶炼强度提高，高炉利用系数多次突破4.0，为降低生产成本，提高经济效益，强化高炉冶炼创造了条件，缓解了焦炭采购的资金压力。
为了找出喷煤比的最佳冶炼点，也为高炉操作者提供理论依据，根据相关数据对喷煤实际置换比进行了分析论证，主要内容如下：一、影响喷煤置换比的因素每喷吹单位重量煤粉所能代替的焦炭量叫煤粉置换比。
影响置换比最直接的因素就是煤粉含碳量。
显然，含碳量越高，置换比也越高。
但置换比不是独立存在的，受原料条件、煤的燃烧率、气化程度、炉顶压力、风温、炉况等多种因素的影响。
要明确置换比，就要考虑多方面的影响。
目前炼铁1#高炉的热风温度基本维持在1050℃左右，理论燃烧温度能够满足100kg/t·Fe的喷吹要求，如进一步提高喷煤比，需采取富氧喷煤。
1、原料条件。
原料粒度不均匀直接影响块状带料层的空隙度，恶化料柱透气性。
2、煤粉质量。
煤的成分直接影响置换比提高。
煤粉在风口前燃烧充分时，气化程度好，置换比高；若燃烧不好，就会产生大量残碳，还可能恶化炉况，影响喷吹效果，置换比降低。
因此提高煤粉燃烧率有利于提高置换比。
3、炉顶压力。
炉顶压力对置换比有一定的影响，炉顶压力高，炉况顺行好，煤气利用率高，置换比高，维持高顶压有利于提高置换比。
4、热风温度。
热风温度对置换比影响很大，因为风温高低影响煤粉的燃烧率，而燃烧率与置换比成正比例关系。
5、高炉炉况。
高炉炉况顺行程度也直接影响置换比，炉况越顺，置换比越高。
5、提高风温使用水平。
实现大喷煤比，风口前理论燃烧温度大幅度降低，每增加煤比10kg/t，约降低理论燃烧温度20-25℃，必须有足够的热补偿，而提高风温可大幅度地降低焦比，热风温度升高100℃可降低炼铁焦比15kg/t。
高炉燃料比计算方法
高炉燃料比计算方法高炉燃料比是指高炉冶炼过程中所使用的焦炭、煤粉和喷吹煤气等燃料的质量与铁矿石的质量之比。
它是高炉冶炼的一个重要参数，直接影响到高炉的冶炼效果和经济效益。
高炉燃料比的计算方法主要包括两种：理论燃料比和实际燃料比。
理论燃料比是指在理想条件下，根据高炉冶炼过程中的化学反应方程式计算得出的燃料与铁矿石的质量比。
在高炉冶炼过程中，焦炭和煤粉主要通过燃烧产生热量，将铁矿石还原为金属铁。
喷吹煤气则主要用于加热高炉内的物料和燃烧剩余气体。
根据化学反应方程式，可以得到理论燃料比的计算公式。
实际燃料比是指实际操作过程中所使用的燃料与铁矿石的质量比。
由于高炉冶炼过程中存在各种损失和浪费，实际燃料比往往大于理论燃料比。
实际燃料比的计算通常是通过对高炉操作数据的统计和分析得出的。
高炉燃料比的计算方法可以分为静态计算和动态计算两种。
静态计算是指在高炉冶炼过程中某一时刻的燃料与铁矿石的质量比。
通常通过对高炉的物料流量和成分进行测量和分析，然后根据测量数据计算得出。
静态计算可以反映高炉冶炼过程中燃料的使用情况。
动态计算是指在一段时间内的燃料与铁矿石的质量比。
通常通过对高炉冶炼过程中各项参数的监测和记录，然后根据监测数据计算得出。
动态计算可以反映高炉冶炼过程中燃料的波动情况和变化趋势。
高炉燃料比的计算方法还可以分为累计计算和平均计算两种。
累计计算是指在一段时间内燃料与铁矿石的质量比的总和。
通常通过对高炉冶炼过程中燃料的使用量进行累加，然后和铁矿石的使用量进行比较，得出累计燃料比。
累计计算可以反映高炉冶炼过程中燃料的总体使用情况。
平均计算是指在一段时间内燃料与铁矿石的质量比的平均值。
通常通过对高炉冶炼过程中燃料的使用量和铁矿石的使用量进行统计，然后求得平均值，得出平均燃料比。
平均计算可以反映高炉冶炼过程中燃料的平均使用情况。
高炉燃料比的计算方法在高炉冶炼过程中具有重要的意义。
通过计算和分析高炉燃料比，可以评价高炉冶炼的经济效益和技术指标，为高炉冶炼的优化提供依据。
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个上下 ０ ． ５ ％ 的变化 区间 。注 意对 实 际 配 比较
小 的煤 种其最 小允 许 的配 比应 不小 于 ０ 。
３ 冶金 价 值 法
许 多人觉 得很难 对 喷吹煤 各种工 业分 析成分 的影 响权 重作 出量化 的判 断 ， 但 如果 我 们 仔 细地 去 进行 考量 ， 还是 可 以将 喷吹 煤 的各 种 检 测 数据 根 据有 关 的理 论 知识 转 化 为 相关 的价 值数 据 ， 并 用 来衡 量喷 吹煤 的具 体性 价 比。 喷吹煤 粉在 高炉冶 炼 中最 核心 的作用是 替代 冶 金焦 炭 ， 使 高炉焦 比降低 ， 利 用煤 和焦 的价 格差
用： 以煤粉部分替代冶金焦炭， 使高炉焦 比降低 ， 生铁成本下降 ； 调剂炉况热制度及稳定运行 ； 喷吹
的煤 粉在 高炉 风 口前气 化 燃 烧 降 低 理 论 燃 烧 度 ， 为维持 理论 燃 烧温 度 ， 需 要补 偿 ， 也就 为高 炉使 用
２ 系统评估法
通常钢铁企业 的喷吹煤 由多个供应商 提供 。
据， 包括喷吹煤的种类 、 供应商名称 、 供应数量 、 价
格、 工业 分析 成分 等 ， 并 算 出各煤 种 的在 系统 中的 实 际配 比。并 在 系统 中预 留一个 待测 煤种 的数据
空间。其中各煤种的价格最好是统一以到厂干基
无税 价 格为计 价标 准 。
ｂ ． 根据以上数据设立相关 的计算公式得到 个加权平均 的整 体混合煤 的工业 分析成 分数 据、 加 权平 均混 合煤 价格 。
对 比指 出 了两种 评 估 方 法 的 最佳 应 用方 式 。
１ 前 言
高炉 喷 吹煤 正在钢 铁行 业扮 演着 越来 越 重要 的角 色 。高炉 喷 吹煤作 为 冶金用 途具 有 以下 的作
价比做 出评判。
本文 特提 出两 种喷 吹煤性 价 比评 估 的方法 与 数学模 型 ， 供各 企业 有关实 务人 员参 考 。
用的是无烟煤 与烟煤混喷的方法 ， 它需要将不同 价 格 的不 同煤种 进行混 合 。即使我 们无 法准 确地
知道 喷 吹煤 中各种 检测 成分对 整体 成本 的具 体影 响量 ， 但 可 以通过 不 同煤 种 混合 后 所 得 喷 吹煤 的 性 能及价 格来 相对 衡量各 煤种 的性 价 比。在 喷吹 煤结 构基 本稳 定 即保持各 喷 吹煤种 配 比不发 生重 大变 化 的前提 下 （ 如 每一 煤种 的配 比变化 仅 允 许 在０ ． ５ ％ 以内） ， 在 确 保 获 得 相 近 的 喷 吹 煤 性 能
而完善的高炉喷吹煤性价 比评估体系 ， 在 比较煤
种 之 间喷 吹性 能 优 劣 时 ， 人 们 通 常采 用 定 性 分 析 的方 法 ， 直接 比较 煤 的各项 喷吹 性 能实验 数据 ， 两 两择优 ， 再 综合 排序 。当煤种 样 品少 、 性能 指标 少 时， 该方法简单有效， 但 该 方 法 理论 性 不 高 ， 主观 影 响较 大 ， 结 论 缺 乏一 定 的说 服 力 。尤 其 当评 价
（ 比如灰分 、 挥发分 、 硫分等关键参数） 的条件下，
对其 中某 一煤种 的配 比进 行 微 小 的改 变 （ 如 变 化 ０ ． ５ ％ ～１ ％） 后， 混 合 煤 的价 格 将 会 产 生 一 个 变 化值 ， 我们 可 以根 据 这个 变 化 值 的 正负 与 数 值 大 小 可 以相对 衡量 各煤 种 的性价 比。
一
ｃ ． 对各煤种按实际配比从高往低排序 。
・４１・ Fra bibliotek２ ０ １ ４年第 ６期
涟钢科技与管理
ｄ ． 保持喷吹煤的总量不变， 根据系统中各煤 种的实际配 比为每个煤种设定一个允许的配 比变 化范围， 比如为 每个 煤 种 在 现有 配 比基 础上 设 定
一
化， 不能随意去改变 ， 即使实际的体系已经发生了 改变。评估参照体系应保持较长 的时间， 以此来 保证其评估结果的持续可比性。
比如涟 钢 ２ ０ １ １ 年 的喷 吹 煤采 购 总量 １ １ ９ ８ ２ １ ２ ． ０ ３
吨， 来 自３ ２个供 应 商 。 其 中无 烟 煤 供 应 商 有 １ １ 家， 烟煤 供应 商有 ２ １ 家 。 由于高炉 喷 吹煤通 常采
高风温和富氧鼓风 创造 了条件 Ｊ 。在钢铁企业 竞争 日益加剧的今天 ， 如何 在保证喷吹煤基本质 量要求 的前提下降低喷吹煤的采购成本亦是降低 生 铁成 本 的重 要途 径之 一 。因此 如何对 企业 现 有 喷 吹煤 资源 进行 ｌ 生价 比研 究并 对相 关供 应 商进行
执行喷吹煤性价比系统评估法的具体步骤如下：
ａ ．收集 一段 较 长 时 间 （ 如一 年 ） 的 喷 吹煤 数
的煤种和性能指标都较 多时， 该方法难 以得 出结 论， 或 结论 偏差 较 大 。北 京科 技 大学段 旭琴 、 丁 照 忠等曾建立过高炉喷吹混煤评价模型 ， 从影响煤 的喷吹性能的诸多因素中筛选 出适合定量分析的 性能指标 ， 建立喷吹性能评价指标标准体系， 定义 各指标相对隶属度的计算方法 ， 采用层次分析法 计 算指标 权 重 ， 运 用 多级 模 糊 模 式 识 别模 型得 到 评 价结 果 ＿ ２ Ｊ 。这 种 评 价 结 果 只 是 对 喷 吹 煤 的各 项指标进行综合评价 ， 而无法对喷吹煤的具体性
涟 钢 科 技 与 管 理
２ ０ １ ４年 第 ６期
高炉 喷 吹 煤 性 价 比评 估 的 方 法 与数 学模 型
技术 中心
摘
梁 南 山
要
本文提 出了两种 用于喷吹煤性价 比评估的方法及相 关的数 学模 型 ， 两种方法均可 以量化的方式给 出各种 喷 吹煤 的性价比指标 。分别运用这 两种评估方法对 涟钢 ２ ０ １ １ 年的喷吹用煤进行 了性 价比测算 ， 并通过评估结果的