高炉喷煤量算法模型的优化改进
莱钢高炉喷煤系统存在问题分析及改进措施
菜钢 高炉 喷煤 系统存在 问题 分析及改进措施
亓 伟， 张敬献 ， 邵 玲， 范瑛莉
（ 莱芜钢铁股份有限公司 炼铁厂 ， 山东 莱芜 ２ １０ ） ７ １４
摘 要： 因原煤质量不稳定 、 喷吹参数不合理 、 硬件配置低 以及 制粉能力不足等影 响了莱钢高炉喷煤量 的进 一步提升。结
合生 产实践 ， 通过改进原煤 混煤方案 、 化喷吹参数 、 优 改造 下料系统及管道敷 设路线 、 提高煤 粉产 能等措施 ， 煤粉小 时产能 提高 ５ ％左右 ， 最大喷吹量 由２ ｈ ８ ，提高 到３ 以上 ， ｔ ５ 满足了高炉大煤比操作要求。 关键词 ： 喷煤 系统 ； 吹参数 ； 喷 制粉能力 ； 喷煤量
量 、 压 及 补 气 流 量 等调 节 喷 吹 煤 量 参 数 操 作 不 罐 当 ， 法实 现 ４ ｇｍ浓 相输 送要 求 ； 无 ０ｋ／ 原喷 吹罐装 料
系 统 阀 门设 计 选 型不 当 ， 粉仓 下 料 口设 计 不 合 煤 理 ， 有 仓 流化 等 补 偿措 施 ， 装料 速 度受 到较 大 虽 但 制 约 ， 不 到 喷煤 量 的 １ ～ 倍 ； 达 ． ３ 另外 ， 喷煤 工 程 ５ 因
降低 人炉 焦 比 、 升煤 比是 控 制生 铁制 造成 本 提
的有 效途径 。莱 钢炼 铁厂 ２０ 、０８ ０７ ２０ 年高炉 利用 系 数 ３０ｔ ｍ ・ ）煤 比基 本 实 现 全 年 １０ｋ／ 平 。 ． ／ ’ｄ ， （ ９ ｇｔ 水
２０ ０ ９年 ， 定 了 高 炉 利 用 系 数 ３ （ ｄ ， 比 制 ．ｔｍ ・）煤 ５／ ２ ０ｋ／的产 量成本 指标 ， ０ ｇ ｔ 对喷煤 生产条 件提 出了更
第３卷 第４ ２ 期
２ １年 ８ ００ 月
高炉喷煤量预计模型的改进
高炉喷煤量预计模型的改进尚巍;翟蔚;陈秀清;于成忠【摘要】针对喷煤量计算模型在每小时前1/4时段内有严重失真的缺陷,从喷煤量计算模型角度分析现有喷煤控制系统喷煤量计算方法的优点和不足,将原有的单流程计算变更为双流程,在各流程有效的时间区间内取值,得到准确的喷煤量.【期刊名称】《辽宁科技大学学报》【年(卷),期】2011(034)003【总页数】4页(P247-250)【关键词】高炉;预计喷煤量;计算模型;计算流程【作者】尚巍;翟蔚;陈秀清;于成忠【作者单位】安阳钢铁股份有限公司,河南安阳455004;安阳钢铁股份有限公司,河南安阳455004;安阳钢铁股份有限公司,河南安阳455004;鞍山钢铁集团公司炼铁厂,辽宁鞍山114000【正文语种】中文【中图分类】TF538.62高炉喷煤系统喷吹控制中一个重要参数是小时预计煤量,目前计算方法很多,但还没有一个合理的既能表反映实际煤量变化又能准确表达小时预计煤量的数学模型。
传统喷煤量计算模型有:(1)采用积分法得到每个时间点上基于已喷吹煤量计算出的小时总喷吹量结果[1],存在过整点数据失真问题; (2)在一定的区间内用拟合曲线,得到喷吹量与调节阀开度、载气流量、喷吹管道前后压力差和喷枪数目之间的关系,以此来进行喷吹量的计算[2],在设定区间外时不能得到有效结果;(3)对罐重量信息处理,微分得到喷吹流量[3];(4)根据喷吹罐重值对时间微分加权得到喷煤量[4],此种算法得到的结果波动较大,不能参与煤量调节自动控制,只能作为操作参考。
350 m3高炉喷煤量相对较小,原有小时预计喷煤量计算模型尚能满足生产需要,但仍存在一些问题:在通过整点时刻时,小时预计喷煤量有较大误差峰值。
随着高炉生产设备的大型化,计算系统不足造成的矛盾逐渐显现,在2 000 m3高炉喷煤的大煤量喷吹生产中误差尤为显著。
小时预计喷煤量产生的数据趋势图作为高炉调节的重要依据,对高炉风压、风温等的调整具有明显影响。
克莱德公司高炉喷煤工艺的技术改进
克莱德公司高炉喷煤工艺的技术改进刘毅;朱红萍【摘要】Coal injection technology is widely used in the blast furnace at home and abroad because it can save energy and reduce consumption as one of the main technical means. In order to pursue the maximum economic benefit and reduce the production cost, many iron and steel enterprises keep on raising the coal injection amount and the coal injection ratio to optimize the process by a large amount of coal injection and dense phase jet blows. Along with the increasing coal injection amount, the stability and stationarity of pulverized coal injection is becoming more and more important.% 喷煤技术作为高炉炼铁节能降耗的主要技术手段之一，在国内外高炉炼铁中得到了广泛运用。
许多钢铁企业通过不断增加喷煤量，提高喷煤比，并不断优化喷煤的相关工艺，利用大煤量喷吹及浓相喷吹来实现最大经济效益和降低生产成本。
随着喷煤量的不断提升，喷煤的稳定性及平稳性对高炉的生产稳定越发重要。
【期刊名称】《沙洲职业工学院学报》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】6页(P17-22)【关键词】喷煤技术;喷煤量;技术改进【作者】刘毅;朱红萍【作者单位】沙洲职业工学院，江苏张家港 215600;沙洲职业工学院，江苏张家港 215600【正文语种】中文【中图分类】TF53英国克莱德公司的喷煤工艺是现阶段典型的高炉喷煤工艺，如图 1所示。
1880m 3高炉二期喷煤系统中的优化控制
３ 技术改进
模 糊 逻 辑 是一 种 处 理 不确 定 性 、 线性 问题 的 非
７７
子 技 术 专 业 。 助理 工程 师 ， 事 冶 金 工 业 自动 化 技 术 的 研 究 与 应 用 从
繁琐 的阀 门调 节 控 制 由手 动 模 式 改 为 Ｐ Ｄ 自动 控 Ｉ 制 ， 喷吹量 的数 值 累计 采用 流 量 检 测 与 重 量模 糊 对
用气支路 、 仪表用气支路、 煤粉仓用气 支路 、 仓顶除
尘用 气支 路 ， 氮 气 合 理 分 配 ， 效 的供 给 分 支 管 使 有 道， 方便 供给 现场设 备 ， 减少 管路 氮气 损失 量 。操 作
２ 现 状 分 析
１ ）银 山型钢 二 期 喷 煤 系 统 的制 粉 气 体 循 环 回 路把 从 氮气 总管输 出的氮气 分成 四路 分别 供给 制粉
糊数 学 、 神经 自适 应有 效结 合 ， 得 网络 中各个 结点 使 及所 有参 数均 有 明显 的物理 意义 。这 其 中就包 括对
在科 技 攻 关等各 个环 节 中的应 用 。
关键 词 ： ８ ０ｍ １ ８ 高炉
０ 前 言
高炉 喷煤 不 仅 是 高 炉调 剂 的一项 重 要 手段 ， 同
时还是 弥补 焦炭 不足 的 主要措施 。喷煤技 术 的发展
列 Ｐ Ｃ完成 全过 程 的数据 采 集 、 理及 顺 序 逻 辑控 Ｌ 处 制 和 回路控 制 ； 算 机 控 制 技术 在 自适 应 控 制 中 引 计 入模 糊 神经 网络 ， 进 一 步 改 善神 经 网络 自适应 控 将
ｍ 高炉 粒化 喷 煤 系统 是 目前 国 内唯 一 一 家 引 进 德 国破 碎机 工艺 与英 国克 莱 德 喷 吹工 艺 的系 统 ， 自 对
长钢9#高炉喷煤系统的优化管理
1.4 喷吹系统放散管道的优化
原设计放散管道直接插入收粉器布袋下部，旧喷煤系统的经验表明，如果放散管距离布袋比较近，大量的煤粉在高压放散过程中容易使布袋底部磨穿，使该区域布袋的破损率提高。本次设计是在煤粉进入收粉器前加90度的弯头，使之与布袋下部形成20度左右的夹角，既避免制粉过程煤粉落入放散管道，又避免放散过程煤粉对布袋的吹损。
表3 喷吹参数统计
高炉煤量(t/h)长度(m)出口压力（kPa）罐压（kpa）喷吹用气量（m3/h）总管面积固气比（kg/m3）
通过以上新技术的综合应用，保障了9#高炉在点火送风36小时开始喷煤，小时喷煤量达20t以上的良好效果。
3 控制系统的优化
3.1控制系统的操作终端放置在操作室内，实现远程集中操作
1.3 收粉系统增加振动筛
收粉器采用防爆板加重力门方式，布袋盖板压合使用熟橡胶板代替密封粘条进行密封，布袋顶部面盖采用倾斜屋脊式防雨结构，采用长6000?，直径为130?的小布袋进行收粉，反吹系统采用氮气脉冲反吹进行，不设反吹风机。这样可以有效地降低系统的氧含量，同时避免了阴雨天反吹差的缺点。原设计采用每座收粉器下设有2台叶轮给料机及煤粉振动筛方案，由于煤粉中或多或少都会存在一些纤维状杂物，纤维状杂物的过多存在会影响喷吹的稳定性及风口周向的均匀性，频繁的堵枪增加了喷吹工及看枪工的负担。优化后的设计中选用四台振动筛，每个收粉器下设两台振动筛，筛网孔径4mm×4mm，每班利用交接班时间清理筛上杂物，从而确保了振动筛及收粉器的正常工作。
表1 9#高炉开炉期间技术指标一览表
日期利用系数入炉焦比煤粉系统的优化
长钢1080m3高炉喷煤系统既是新建9#高炉的配套系统，还需同时满足8#高炉喷吹煤粉的需要（原为间接喷吹），按全部喷吹100%烟煤设计，现阶段喷吹70%本地贫瘦煤+30%长焰煤（长钢喷吹用煤的成分分析见表2），喷煤设计能力为煤比200kg/t（高炉利用系数3.0）。长钢高炉喷吹煤粉设施主要由备煤系统、制粉系统和喷吹系统组成，工艺流程图见图1。
高炉喷煤系统中的优化控制
要求低 ， 粉尘 污染小 ， 操作 安全 性大 等特点 。 高炉粒化喷 煤系统的生 产运行， 不仪节 约大量 焦炭 ， 降低 生产 成本 ， 而且 强化 冶炼 ， 剂炉 调 况， 提高生铁 质量 ， 可以在 不增加 高炉容 积 的 条件下达 到增产１％ ２ ％ 目 ０ 一 ０ 的 的。 高炉 喷煤 系统 分成喷 吹 系统 和制 粉系统 益 。 两部 分， 系统 设 置为三 电一 体化 （ Ｃ 控 其 ＥＩ ） ３２喷 吹量精确 ． 制， 主要 由ＰＬＣ 成全过 程的数 据采集 、 完 处理 单独 采用 的流量检 测， 喷吹 量的数值 累计 及顺序逻辑 控制和 回路控 制； 计算机 控制技 术 可以根 据流量 数值大 小来进 行自动调 节， 但是 在 自 应控制 中引人模糊 神经 网络， 适 将进 一步 当检 测设 备出现 故障 而 无法显 示 流量 检测 数 改善 神经网络自适应控制的 鲁棒 性和实时性 ， 值时， 动调节 就无法实现 。 自 特别适 用于具 有不 确定 性的 非线 性 系统跟 踪 单 独采 用喷 吹 量 的重 量检 测 ， 过采 集 通 控制问题。 上千组 数据 ， 发现喷 吹量 的大小 、 转给 料机 旋 ２现状 分析 的转 速 、 频 器的 频 率三 者之 间 存在 着 一定 变 现有 高炉 喷 煤系统 要求 操 作人 员有 丰富 的数值 比例关 系， 即ｙ Ｋ Ｘ Ｂ 其 中Ｙ － ＋ ， 为实际 的操作经验及 对设备运 行状 况的充分掌握 ， 这 喷吹 量 ， 为变频 器的频率 ， 为扰 动量 ， Ｘ Ｂ 固定 种操作模 式严重的 影响操作的可控性 ， 使操作 变频器的频率为８ 、 ０ 、 ５ 、 ０ 、 Ｈ Ｚ １Ｈ Ｚ ＩＨ Ｚ ２ Ｈ Ｚ 人员与设备紧紧的 捆绑在 一起 ， 无法体 现 自 动 ２ ＨＺ、 Ｏ ５ ３ ＨＺ、 Ｏ 时， ４ ＨＺ 分别计算Ｋ系数 ， 然后 控制的精神， 与现有的生产 模式严重不符。 取 其平均值 ， 得到 实际的喷 吹量与变频 器频 率 现 有高 炉喷煤 流 量监 测设 备 出现 故 障而 之 间的一定 的函数关 系， 同时 在采样 过程 中， 未 回复正常情 况下， 操作人 员已无法 读取 喷吹 以３ Ｓ ０ 为采样 周期来计算 小时 的喷 煤量 ， 数 此 流 量的实 际数值 ， 不能 准确反映 工况 ， 响高 据 作 为实际测 量 值， 在实际 调试过 程 中，由 影 但
高炉喷煤量预计模型的改进
辽 宁 科 技 大 学 学 报
第 ３ 卷 ４
积分 法 喷煤 量 计 算模 型
１ １ 计 算原 理 ．
积分 法小 时预计 喷煤 量计算 根 据定 义 的生产罐 标 志开关 ， 一个整 点 ｔ 到 下一个 整 点 ｔ 将 。 时段 罐 重
ｍ 减少 量 等分 为 Ｎ 段 ，Ｎ 个罐 重 减少 差 值在 时 段 。到 ｔ 区间 的和 就是 这 时段 的喷煤 量 ； 这 段时 间 在
内取 值 ， 到 准确 的喷 煤 量 。 得
关键 词 ： 高炉； 预计喷煤量 ； 计算模 型； 计算流程
中图分类 号 ： Ｆ３．２ 文 献标识 码 ： 文章编 号 ：６４ ０８２１）３ ２７ ４ Ｔ ５８６ Ａ １７— ４（０１０一 ４— １ Ｄ ０
高炉 喷煤 系统 喷吹控 制 中一个重 要参 数是 小时 预计 煤量 ， 目前计 算方 法很 多 ， 还没 有一 个合理 的 但 既 能表反 映实 际煤量 变化 又能准 确表 达小 时预 计 煤 量 的数 学模 型 。传 统 喷煤 量 计算 模 型 有 ： １ （ ）采用 积分 法得 到每个 时 间点上基 于 已喷 吹 煤 量计 算 出 的小 时 总 喷 吹量 结 果［ ， 在 过 整 点数 据 失 真 问题 ； １存 ］ （ ）在一 定 的区间 内用 拟合 曲线 ， 到喷 吹量 与 调节 阀开 度 、 ２ 得 载气 流 量 、 吹管 道前 后 压 力 差 和喷 枪数 喷 目之 间的关 系 ， 以此来 进行 喷吹量 的计 算［ ， 设定 区间 外 时不 能得 到 有效 结 果 ； ３ ２在 ］ （ ）对 罐 重量 信 息处 理， 微分 得 到喷吹 流量 （ ）根据 喷 吹罐 重 值 对 时 间微 分 加权 得 到喷 煤 量 ， 。 ４ ］ 此种 算 法 得 到 的结 果波
高炉喷煤工艺优化及系统改进
高炉喷煤工艺优化及系统改进第一篇：高炉喷煤工艺优化及系统改进高炉喷煤工艺优化及系统改进经过几十年的发展,中国的高炉喷煤工艺和技术已发展到较高的水平。
中国的高炉喷煤在普及程度和平均煤比方面均取得很大进步。
不仅所有高炉都上了喷煤,平均煤比也不断增加,2007年已达到137kg/t。
以宝钢高炉为突出代表的越来越多的高炉已长期稳定在高煤比上运行。
然而,就喷煤工艺的优化和系统的完善而言,许多企业的高炉喷煤还存在着一些不足或缺陷。
进行有针对性地改进将是实现喷煤稳定和更高煤比的必要工作。
早期的制粉系统基本是使用球磨机制粉,采用旋风除尘器+小布袋组合进行正压收粉,存在的问题是制粉效率和能力低,系统阻损高,另外系统容易跑粉,污染严重。
烘干介质主要是烟气炉产生的热烟气兑空气,系统含氧量高。
加之安全检测和控制手段落后,在相当一段时期,只能对无烟煤进行制粉。
早期的喷吹系统多为串联罐系统。
喷吹管路有单管路加分配器,也有许多是多管路直接喷吹。
由于高炉容积小,布置分散,早期许多高炉采取的是间接喷吹方式,即炼铁厂内建一个公共制粉站,然后在每个高炉附近建设自己的喷吹站。
即使如此,因设计参数的不合理,以及设备和控制系统的落后,使得喷吹系统计量和控制误差大、粉气混合不好,喷吹固气比低,而且喷枪易烧损,并经常磨坏风口。
随着高炉对喷煤制粉能力和喷吹能力要求的提高,越来越多的中速磨被用来替代产量低、噪音大的球磨机。
收粉系统也都采取了负压操作,并使用一次布袋收粉替代旋风+布袋的组合,使环境大为改观。
充分利用热风炉废气并对系统的气氛进行严格控制,保证了即使在烟煤制粉时的系统安全。
在喷吹方面,并联罐系统逐渐替代了串联罐系统,单管路+分配器的结构也得到推广普及。
系统的计量和控制精度得到显著改善。
各厂根据高炉的容积、数量及位置,多采取制粉和喷吹在一起的直接喷吹布置。
良好的粉气混合及喷枪等设备性能的改进进一步保证了喷吹的高效稳定,促进了喷煤比的提高。
3200m~3高炉喷吹系统工艺优化与改进
０ － ０ ３ ８ Ｅ－ｌ ｉ． ａ ｇ ｉｕ ６ ＠ｓ ａｃ ｍ ３ ０ ２ ９ ９ ０， ｌ ａｌ ｗ ｎ ｚ ｅ ９ ｉ ．ｏ １ ＇ ｌ ｘ ｎ
和无 烟煤混 喷设 计 ， 喷煤 比为 ２０ｋ 。 ０
化， 经出煤 阀和给煤阀补气稀释后由管道送入高炉。 气粉 两相 流在管 道 中的流 动是不 均匀 的 ， 是波动 的 ， 而且波动幅度很大 ， 并且是呈周期性的， 这对高炉炉
况稳 定是 不利 的 。
１ 喷煤杂质多 ． ３ 煤粉中的杂质主要来源于原煤和系统 内部的杂 物， 由于新 系统 投入初 期 系统 内部杂 物 比较多 ， 管 尽 投产前采取措施进行 了清理 ， 但仍有一些杂质存在 ， 在 向高炉喷吹煤粉时如果杂质较多会造成管道输煤
邯钢 集 团于 ２０ 年在 新 区先后 建设 了 ２座 ０８
３２ ０ｍ３ ０ 的高炉 ， 与之配套的高炉喷煤系统与制粉
系统建在同一厂房内。 喷吹系统有二个系列 ， 分别对 应高炉奇偶数风 口， 该系统采用 了典型的双罐并列 、 上 出料 、 喷吹 主管加 炉前 分配器 的喷 吹工艺 。 烟煤 按
文章编号 ：６ ２ １５ （ｏ ２ Ｏ 一 ０ ５ ０ １７ — ２ ２ １ ） ｌ ０ ５ － ３ １
２ ． 河北钢铁 集团邯钢 自动化部 ， 河北 邯郸 摘
０６１ ５ ０ ５）
要： 针对邯 宝炼铁 厂高炉喷吹 系统存在 的诸 多问题 ， 对喷煤 工艺进行 了改进 和操 作优 化 ， 彻底解 决了喷吹
不 通 畅 ， 而 阻损 升高 ， 利 于稳 定 生产 ， 以千方 进 不 所
基于遗传算法优化BP神经网络的高炉喷煤优化
基于遗传算法优化BP神经网络的高炉喷煤优化崔桂梅;高翠玲;侯佳;陈智辉;马祥【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2015(23)5【摘要】高炉炼铁是一个复杂的多变量系统,而现行的操作制度是基于炉长经验的参数设置模式,导致能源尤其是煤粉的消耗常常处于“盲目”状态;文章综合炼铁工艺理论和高炉专家经验,针对白云鄂博矿石冶炼的特殊性,采用筛选出的优化数据,利用遗传算法所固有的全局搜索性能优化BP神经网络模型的权值和阈值,分别建立了基于遗传算法优化BP神经网络的高炉喷煤量优化预测模型以及工艺指标(铁水[Si]含量及入炉焦比)预测模型;优化数据的利用使得上述模型可以根据高炉当前炉况输出喷煤量的最佳优化设定值,并预测出相对应的工艺指标变化趋势;实际应用表明,本方法能够给现场操作人员提供操作指导,实现高炉稳定顺行、提高经济效益的目的.【总页数】4页(P1568-1570,1574)【作者】崔桂梅;高翠玲;侯佳;陈智辉;马祥【作者单位】内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学信息工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古包头钢联有限责任公司,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TP27【相关文献】1.基于遗传算法优化BP神经网络模型的风电功率预测 [J], 张启龙;王立威2.基于遗传算法优化BP神经网络的中国企业OFDI投资额预测模型 [J], 刘峻杉;张磊;尹寓3.基于遗传算法优化的BP神经网络在考研结果预测中的应用 [J], 李驰4.基于BP神经网络和遗传算法优化S Zorb装置汽油辛烷值损失 [J], 高萍;刘松;程顺;欧阳福生;赵明洋5.基于改进遗传算法优化BP神经网络的土壤湿度预测模型 [J], 王佳楠;王玉莹;何淑林;时龙闽;张艳滴;孙海洋;刘勇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
5号高炉喷吹系统工艺优化与改进
１ ． ５ 喷吹罐 底部 流化 软管损 坏 在 正常 喷 吹过程 中 ， 喷吹罐 经常 不 出煤 ， 经 过 简单处 理后 煤粉 速 率 仍 偏 低 ， 影 响 了 高炉 的正 常
章 宏 彭福 荣
５号 高炉喷 吹 系统 工 艺优 化 与改进
・ ２ ３・
喷吹 。经 过检 查 发 现 ， 喷 吹罐 底 部 的 流化 软 管 局
部 漏 氮气 ， 导 致喷 吹罐 没 有流 化气 ， 喷吹罐 喷 出 的 煤 粉 速率 偏低 且 不均 匀 。而 通过 更换 新 的软 管也
２ ． ４ 停煤 后 二次 补气 自动 吹喷煤 主 管
当高炉要 停煤 ， 关 闭第 一级 输煤 阀后 ， 喷 吹二
次补 气 阀也关 闭 了 ， 喷煤 主 管 的煤粉 存 积 在 管 道 内， 不利 于下 次 高 炉 送 煤 的顺 利 进 行 。故 通 过修 改 了程 序 ， 高 炉停 煤后 ， 喷吹二 次补气 对 喷煤 主管 吹扫 ３ ａ ｒ ｉ ｎ后 才 关 闭二 次 补 气 阀 ， 同时 煤 枪 自动
除系统 内煤 粉 中 的杂 质 ， 是 搞好 均 匀 喷 吹和 保 证 高 炉 喷煤量 的关 键所 在 。
１ ． ３ 喷 吹罐 装粉 时 间长 １ 个煤 粉仓 对 应 ４个 喷 吹 罐 ， 但 装 １罐 煤 粉 时问需 要 ８ ａ ｒ ｉ ｎ甚至超 过 １ ０ ａｉ ｒ ｎ 。装 煤 时 问过 长
・
２ ２・
梅 山科技
２ ０ １ ４年第 ３期
５号高炉喷吹 系统工艺优化 与改进
章 宏 彭福 荣
２ １ ０ ０ ３ ９ ） （ 梅 山钢铁 公 司炼铁 厂 南京
摘
要： 针 对 ５号 高 炉喷 吹 系统存 在 的诸 多问题 ， 对 新喷 煤 Ｘ － 艺进 行 了改进 和 操 作优 化 ，
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
高炉煤粉喷吹率的优化控制方法及应用
高炉喷煤技术是高炉系统结构优化的中心环 节，具有大幅度降低焦比、提高经济效益、减轻环境 污染等优点［1］。 喷煤技术作为国内外高炉炼铁技术 发展的大趋势，是我国钢铁行业发展的三大重要技 术路线之一。 随着喷煤技术向大喷吹率浓相输送方 向发展，如何稳定、均匀、准确地调节喷吹率，是维 持炉温稳定、保证高炉顺行，使得高炉达到最佳冶 炼 状 态 的 重 要 基 础 ［2］。
向高炉连续喷粉。 被喷吹出的煤粉通过喷煤阀排出 制回路，其罐压的设定值根据罐压设定函数进行计
罐外至混合器，并在混合器处加入压缩空气（或氮 算，然后通过仿人工智能规则控制算法对补压调节
气），将煤粉输送到安装在高炉附近的分配器，经分 阀和小放散切断阀进行调节，最终达到快速稳定的
控制罐压。 对于载气量控制回路，其载气量的设
高，因此国内很少采用，而普遍采用检测单位时 间内喷吹罐内煤粉重量的减小量来计算喷吹速 率，但是采用这种算法，喷吹率将产生较大的随 机误差，主要是因为在采样时间间隔内，△W 相 对于 W 而言非常小， 且煤粉重量的测量容易受
38
Automation ＆ Instrumentation 2011(2)
到 诸 如 罐 体 晃 动 、电 磁 干 扰 等 随 机 因 素 的 扰 动 ［4］， 同
收 稿 日 期 ：2010－10－15 ；修 订 日 期 ：2010－11－11 作 者 简 介 ：李 泽 辉 （1981－），男 ，硕 士 ，工 程 师 ，主 要 从 事 高 炉 炼 铁 自 动 化 技 术 的 研 发 工 作 ；强 健 （1962－），男 ，教 授 级 工 程
师，主要从事冶金自动化设计研发工作。
文 章 编 号 ：1001-9944(2011)02-0037-05
控制系统
高炉喷煤技术优化与改进_
P 起 = 0 ． 457493 MPa 支管阻力为 0． 457493 － 0． 433 = 0． 0244 MPa， 小于预定值 0． 1 MPa， 故可以按此管径选择支管。 即现有的支管直径能够满足喷煤量的要求 。 5 # 炉长度缩短了 改造后的 108 mm 喷煤管道， 16 m， 6 # 炉缩短了 27 m， 沿途直角弯头 2 个， 在高炉 因此将上行管道延长了 附近分配器处有 2 m 落差， # 10 m， 6 # 高炉 角度降为 6° 左右， 图 3 为改造后的 5 、 喷煤管道走向平面布置。
3． 2 3． 2． 1
对喷吹操作系统进行优化 喷吹系统改进为自动倒罐
喷吹系统设计为四罐并列单管路上出料， 通常 # 2 # 罐为 5 # 高炉喷煤， 4 # 罐为 6 # 高炉喷 3#、 情况下 1 、 煤， 紧急情况下各喷吹罐可实现互为备用。 设计了 喷吹罐倒罐程序， 经过试验效果较好， 实现了喷煤全 程自动倒罐， 减轻了工人劳动强度， 提高了倒罐时喷 吹的稳定性。 主控室实行“五分钟一看， 十分钟一 算， 十五分钟一调剂 ” 的操作方式。 将喷吹误差率 控制在 3% 以内， 做到高炉减煤时不多喷， 高炉加煤 按高炉要求均匀、 稳定、 连续、 安全送煤。 时不少喷， 3． 2． 2 重新制定一套完善的倒罐程序 1 ） 将备用罐装料补压， 压力高于正常时 20 kPa。 2 ） 当工作罐喷至罐重值达 1 ～ 1． 5 t 时， 就开始 倒罐。 3 ） 关闭工作罐流化阀和补压阀。 4 ） 开备用罐补气支阀与补气出口阀， 并调整补 3 200 m / h 左右。 气调节阀的开度使补气流量控制在 5 ） 调整工作罐的补气调节阀开度， 控制流量， 使总管压力减小波动变化。 6 ） 迅速关闭工作罐的出煤阀。 7 ） 打开备用罐的出煤阀， 送煤。 8 ） 关闭工作罐的补气出口阀和补气支阀 。 9 ） 打开工作罐卸压阀。 喷吹程序改变后， 解决了倒罐频繁引起高炉风 压波动的问题， 风压波动情况对比见图 4 。
昆钢高炉喷煤系统的改进
在无 烟煤 场 中部设 置 一 个 淹 没 式 原煤 倒 运 仓 ，
解决 原 来 只 有 东 部 一 个 较 高 倒 运 仓 ，原 煤 运 输 时
炉 的建成 ，３号 、４号 高 炉 的 扩 容 改造 ，为 了满 足 高炉 喷煤 的需 要 ，对 喷 煤 系 统 不 断 进 行 了 改 进 ， 在提 高 产 能 的 同 时 还 提 高 了 工 艺 技 术 装 备 水 平 ， 形成 了年 制备 和喷 吹 ４ ０余万 吨煤 粉 的生 产能力 。
供煤 不 足 ，与 行 车 卸 车 相 互 影 响 的 矛 盾 ，提 高 了 行 车使 用效 率 ，满足 了原煤 供应 。
２ ３ 增 设三 台行 车 ． 无 烟煤场 增设 ５ 行 车 一 台 ，烟 煤场 增 设 ５ 行 ｔ ｔ
２ 原 煤 储 运 系统 改造
原煤 储煤 场 具 有 贮 备 、风 干 、混 合 原 煤 的作 用 。高炉 喷煤 量 提 高 后 ，原 来 的 原 煤 储 运 系 统 已 不能 满 足生产 的需 要 ，必须 进行 改造 。
次 扩容 改造 。改造 后 ，储 煤 量 提 高 至 近 ３８万 吨 ， ．
基 本 能满足存 贮 １个 月原 煤 的需 求 。烟煤 、无 烟煤 实 现 了分别 堆 放 ，为 安 全 进 行 烟 煤 、无 烟 煤 混 喷
风 的使用 ，有 利 于 高 炉 操 作 指 标 的 改 善 和 降 低 炼 焦生 产对 环境 的污 染 ，缓 解 炼 铁 生 产 受 到 的资 源 、 投资 、成 本 、环 保 等 多 方 面 的制 约 ，因 此 高 炉 喷 煤既 有利 于节 焦 增 产 ，又有 利 于 改 进 高 炉 冶 炼 工 艺和 促进 高 炉顺 行 ，使 高 炉 又 增 加 了 一 种 调 剂 炉
高炉喷吹煤粉优化方案
高炉喷吹煤粉优化方案韩世星一、方案提出的理由和依据：1、目前，高炉处于大幅度压产时期，压产幅度超过实际最大产能的20%，压产后高炉喷吹煤粉量需求降低，喷煤站具备错峰用电制粉的条件。
2、当前条件下，喷吹用烟煤的成本价为654.88元/t，冶金焦炭的成本价为721.29元/t，烟煤与焦炭的价格比为0.908，已经超过高炉喷吹煤粉的最高理论置换比，是否维持较高的喷煤比值得探讨。
3、目前，高炉限产是通过减风、减氧、减煤来实现的，能否进一步减氧甚至停氧，高炉全风控煤操作是一个关系铁水制造成本的大问题，值得探讨。
二、方案论证：1、错峰用电制粉目前公司对高炉压产要求是日产不得超过40000t/d，当前高炉的喷煤比（12月1−6日累计）151.30㎏/t，每天煤粉需求量为6052吨。
而喷煤站8台磨煤机小时额定能力为55t×6＋30t×2=390t，8台磨机全天全开的制粉能力为390×24=9360吨，需求量占制粉能力的比为6052t/9360t=0.647，不足三分之二，也就是说，喷煤站从煤粉需求和制粉能力上说具备错峰用电制粉的条件，只在平谷时段开机制粉，或平谷时段全开逢时少开以满足高炉喷煤需求实现高炉全天均匀喷吹是可能的（还需要考虑煤粉制备后储存问题，随后探讨）。
用电时段的划分及相应电价：1 / 11喷煤站制粉能力（额定）和储煤能力（设计）见下表：2 / 11从以上两个表格可以看出，尖峰时段最长时间为18：00−23：00连续5小时，炼铁制造部5小时内最大煤粉需求量（按目前煤比150㎏/h，铁水日产量40000t/d计算）为1250吨，8台磨机小时制粉能力为390t/h，煤粉仓最大储存量为1440吨，磨煤机制备最大储煤量需要3.20小时，假如尖峰时段全部停开磨煤机，则平谷时段磨机其余12.80小时最大制粉量为12.80h×390t/h=4992t，平谷时段煤粉最大需求量为4267吨，制备4267吨煤粉量需要磨机连续工作10.94小时，平谷时段磨机综合作业时间为10.94＋3.20=14.14小时，制粉系统启、停机需要启机预热和停机降温共30-40分钟/次，按40分钟计，则磨机总作业时间为14.14＋0.67=14.81小时，还有1.19小时富余时间可以优化，因此，平谷时段制粉能力完全满足炼铁制造部全天平均喷煤150㎏/t的需求，设备能力具备错峰用电的条件。
新4号高炉喷煤系统的工艺优化与改造
ｉ ａ ｔ ｕｖｒ ｅ ｏ ｒｐ ａ ｏ ；Ｉｊｃ ｏ ｃ ｎ ；Ｐ ｌ ｉ ｄＣ ａ Ｐｅ ａ ｔ ｎ ｎｅｔ ｎ ｃ ｅｚ ｌ ｒ ｉ ｉ
ｌ 前 言
柳钢 炼铁 厂现 有 的东部 喷煤 系统 主要 配套 ５ 号 、６ 号高炉 ，制粉 喷吹能力为 ４ ×１ ａ ３ ０ ｔ ，制 粉 ４ ／
控制 。
的高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程 （ 国家标准 ：
Ｇ ５ ３ ２０） Ｂ ４ — ０８ ，为保 证 烟煤安 全生 产 ，需采 用 １ ６
全系统惰化工艺 ，必须控制制粉系统 的 Ｗ （２ ｏ）
≤ １ ％。 ２
设计采用卧式烟气炉 ，以增加磨制烟煤或 混合煤的安全可靠程度 ，提高烟煤配 比，进一 步降低生产成本 。为降低含 氧量 ，取消 以往 的
／
新４ 号高炉喷煤系统的工艺优化与改造
滕树满 冯 飞 刘卫 东 陈汝 刚 （ 计 院） 设
（ 炼铁厂）
摘
要 ：介绍柳钢新 ４ 号高炉喷煤 系统的原煤贮运、干燥剂、制粉 、喷吹等 系统改造后 的工艺
流程 、主要设 备选 型和 能 力配置 ，以及 设计 中的主要 工 艺技 术特 点 。 关键 词 ：高炉 ；喷 煤 ；原煤 贮运 ；干燥 剂 ；制粉 ；喷吹
的 铁 质 杂物 ，由永 磁 自卸 式 带 式铁 除铁 器进 行
清除。
作者 ：冯 飞 ，大学学历 ，工程师 ，现 从事钢铁 冶
金 设 计 工作 ，设 计 院 工 艺 一 室 副 主任 。
２２ 干燥剂 系统 ． 根 据 ２０ — ４国家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布 ０８ ０
号高炉后 能兼顾调 配 ５号 、６号高炉 ，为 高炉 的达
车或汽车运入原煤棚 ，采用 ３台 １ ｔ ０ 桥式抓 斗
高炉喷吹煤配煤方案的优化分析
高炉喷吹煤配煤方案的优化分析
黄庆周 黄 日清 赵秀华 李宏玉
（ 炼铁 厂）
摘 要 ：对 ５ 、６号 高炉提 高喷 吹 比和 实 际相对 置换 比
的计算分析 ；并通过线性规 划的 办法对配煤结构进行优化 ，对优化计算的不 同挥发分的混合喷吹煤 成本和理论置换比进行 比对 ，提 出经济配煤 因子。计算结果表 明，经济配煤 因子随混合煤挥发分的
Ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｂ ｌ ａ ｓ ｔ Ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃ ｅ
Ｈ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｑ ｉ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ＨＵ Ａ Ｎ Ｇ Ｒ ｉ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｚ ＨＡ Ｏ Ｘ ｉ ｕ ｈ ｕ ａ Ｌ Ｉ Ｈ ｏ ｎ ￣ｕ
ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｌ ｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ． ｈ ｅ Ｔ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ： ｔ ｈ ｅ ｅ ｃ ｏ ｎ ｏ ｍｉ ｃ ｃ ｏ ａ ｌ ｂ ｌ ｅ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ａ
（ Ｉ ｒ ｏ ｎ ｍａ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ Ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
高炉煤粉喷吹率的优化控制方法及应用
ｌ ｇ ｉ — ｅ ｙｉ ｔｅｐ ｌ ｒ ｅ ｏｌｉ ｅｔ ｎｐｏｅｓａ ｐｉ ｉ ｔ ｎｍｅ ｏ ｏ ｕｖｒｚｄ ｃａ ｉｊ ｔ ｎ ｒｔ ｃｎ ａ ｅｔ ｄｌ ｎ ｈ ｕｖｉ ｄｃａ ｎ ｃ ｏ ｒｃｓ，ｎ ｏｔ ｚ ｉ ｔ ｄ ｆ ｐ ｌ ｌ ｅ ｏｌ ｎｅ ｉ ａ ｏ— ｒ ｍｅ ａ ｅｚ ｊ ｉ ｍ ａｏ ｈ ｒ ｅｉ ｃｏ ｅ
ｃｎｒ ｅｈ ｏ ｇ ｏ ｈ ｅｄ ｔｎ ｒｓｕｅ ｃｎｒｌａ ｄ ＰＤ ｃｓａ ｅｃｎｒｌｆ ｈ ｎｅｔｎ ｒ ｅ Ｍｏｅｖｒ ｔｈｓ ｏｔ ｌｔｃｎ ｌ ｙｆｒｔｅ ｆ ａｋ ｐｅｓｒ ｏｔ ｎ Ｉ ａｃｄ ｏｔ ｒｔｅ ｉ ｃｏ ａ ． ｒｏｅ，ｉ ａ ｏ ｏ ｅ ｏ ｏｏ ｊ ｉ ｔ ｂｅ ｐｌ ｄ ｓｃｅｓ ｌ ｎ ｔｅＰ Ｉｃｎ ｏ ｓｓ ｍ ｏ ｉｎ ｎ ｉ ｎ ｃｍ ａｙ Ｔ ｉ ｍｅ ｏ ｒ ｉｅ ｎ ｉ ｐｏｅ ｅｔｏ ｅｎ ａｌｅ ｕｃｓｆ ｌ ｉ ｈ Ｃ ｏｔ ｌ ｙｔ Ｔａｊ ｒ ｏ ｐ ｎ． ｈｓ ｔ ｄ ｐｏ ｄｓａ ｍ ｒｖｍ ｎ ｆ ｉ ｕｙ ｒ ｅ ｆ ｉ ｏ ｈ ｖ
文章编号 ：０ １９ ４ （０ ０ —０ ７ ０ １ ０ —９
李 泽辉 ， 强 健 ， 闰朝 付
（ 中冶 南 方工 程 技 术 有 限公 司 ，武 汉 ４ ０ ０ ） ３ ０ ０ 摘 要 ： 于近 几年 高 炉 喷 煤 工 程 的 实践 经验 ， 合 高 炉 喷 煤 系统 两罐 并 联 喷 吹 模 式 的 工 艺 基 结 流程 ． 对 高 炉喷 煤 生 产 过 程 具 有 多变 量 、 耦 合 、 滞 后 的特 点 。 出 了对 喷 吹 率控 制 的 针 强 大 提
Ａ ｓ ａ ｔＡ ｃｒｉｇ ｔ ｐａｔ ｅ ｅｐｒ ｎｅ ｏ ｈ ｌ ｔｆｒａｅ ｐ ｌ ｒ ｅ ｏｌｉ ｅｔ ｎ ｐｏｅｔ ｏ ｂｎｎ ｉ ｈ ｂ ｔ ｃ： ｃｏｄ ｏ ｒ ｉ ｘｅ ｅｃ ｆｔｅ ｂａ ｕｎｃ ｕ ｅｉ ｄ ｃａ ｎ ｃ ｏ ｒ ｃ，ｃｍ ｉｉ ｗｔ ｔｅ ｒ ｎ ｃｃ ｉ ｓ ｖ ｚ ｊ ｉ ｊ ｇ ｈ ｐｏｅｓｏ ａａｅ ｉ ｅｔｎ ｍ ｄ ｆｐ ｌ ｒ ｅ ｏｌ ｎ ｃｉ ｙｔｍ，ｃｎｉｅ ｎ ｈ ｕｔ ｖｒ ｂｅｓｏｇｃｕ ｌ ｇａｄ ｒｃｓ ｆ ｒｌ ｌ ｎ ｃ ｏ ｏ ｅｏ ｕｖｉ ｄｃａ ｉ ｅｔ ｎ ｓｓ ｐ ｌ ｊ ｉ ｅｚ ｊ ｏ ｅ ｏｓ ｒ ｇｔｅｍ ｌ ａ ａｌ，ｒｎ ｏ ｐ ｎ ｎ ｄｉ ｉ ｉ ｔ ｉ
高炉喷煤量算法模型的优化改进
高炉喷煤量算法模型的优化改进夏江波【摘要】针对高炉喷吹小时喷煤量算法模型和瞬时喷吹量算法模型存在数据失真、精准性差等问题,重新构建了高炉喷吹的小时喷煤量算法模型和瞬时喷吹量算法模型,小时喷煤量算法模型按照1h时间段内喷煤量累积的方式计算,瞬时喷吹量算法模型以倒罐后5 min之内和倒罐后5 min之外分别采用不同的算法.该算法模型应用后,提高了小时喷煤量和瞬时喷吹量的精准性.【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2016(038)005【总页数】3页(P10-11,13)【关键词】高炉喷煤;精准性;小时喷煤量;瞬时喷吹量【作者】夏江波【作者单位】山钢股份济南分公司检修工程公司,山东济南250101【正文语种】中文【中图分类】TF538.6+3高炉喷煤是高炉生产的重要组成部分，在高炉喷煤系统中，喷煤量是重要的工作参数，喷煤量分为小时喷煤量和瞬时喷吹量，两者主要用作高炉热量计算和燃料比分析，是高炉操作的重要参考依据，也是喷吹设备操作的重要参考依据，使喷吹过程接近目标值。
这两个参数算法模型的准确可靠与否直接关系到高炉喷煤的精准性，关系到高炉炉况的稳定顺行。
原采用的小时喷煤量和瞬时喷吹量控制算法存在的弊端主要有:小时喷煤量控制算法采样时间较短，经过放大计算后，波动较大，存在数据失真，失去真实意义；同时，瞬时喷吹量控制算法在喷吹倒罐时罐重信号数据波动幅度较大，经过计算获取的瞬时喷吹量表现为数据突然上升或下降，也存在数据失真问题，不能直接指导生产，影响高炉喷煤喷吹的精准性。
为此，需对这两种算法模型进行重新构建［1］。
山钢股份济南分公司3 200 m3高炉配备1套喷吹系统，采用3罐并列、相同输煤主管加分配器方式。
喷吹系统由上球阀、下球阀、充压阀、放散阀、补气阀、流化阀、给煤阀、出煤阀组成，分为ABC 3个喷吹罐。
整个喷吹过程按照泄压、装煤、等待、预倒罐、倒罐和喷煤6个状态顺序循环执行，其中，3个喷吹罐，2个在待喷吹，1个在喷吹，依次交替执行。
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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。
T0 T1 T2
时间/s
M1 M3 T3
W ［60］ 放入寄存器 W ［59］ 中， 依次循环。在第 60 个 5
s 的时刻将 W ［1］ 放入寄存器 W ［0］ 中。这样， 倒罐后 前5 min 之外的瞬时喷吹量 I= （W ［0］ -W ［60］ ） ×12。 4.2 程序设计 程序采用 Rockwell 公司 Rslogix 5000 软件开发， 在程序设计中， 依靠喷吹罐喷吹状态信号触发 5 s 方 波信号， 利用 5 s 方波信号采集料罐罐重值， 并实现 在 60 个寄存器中数据传递， 实现滤波和微分效果。 瞬时喷吹量算法模型消除了瞬时喷吹量数据 失真的问题， 算法模型计算出来的瞬时喷吹量没有 出现数据突然上升或下降的现象， 比较真实的反映 了瞬时喷吹量数据， 提高了瞬时喷吹量的准确性， 有助于高炉调剂。 4.3 应用效果 喷煤操作人员根据高炉生产的需要和设备的 工况条件随时操作设备， 对瞬时喷吹量进行调节， 使瞬时喷吹量与高炉要求的瞬时喷吹量相一致， 调 节的重要依据就是依照算法模型计算出来的瞬时 喷吹量数据曲线， 较之以前的瞬时喷吹量算法模 型。改进后的瞬时喷吹量算法模型计算出来的数 据更加接近真实情况， 曲线波动较小， 解决了原算 法的数据波动弊端， 实现稳定、 精准喷吹。 以 3 200 m3 高炉喷煤生产班组统计为例， 高炉 需求瞬时喷吹量为 45 t/h。按照高炉需求瞬时喷吹 量和实际瞬时喷吹量的差值在 45 t/h 且持续时间＞ 1 min 的喷吹偏差为统计依据， 原瞬时喷吹量算法模 型计算出来的数据曲线指导生产， 平均每小时产生 的喷吹偏差达到 5 次， 采用改进后的瞬时喷吹量算 法模型后， 平均每小时产生的喷吹偏差达到 1 次， 同 时瞬时喷吹量偏差的幅度也在减小。
第 38 卷 第 5 期 2016 年 10 月
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山
东
冶
金
Shandong Metallurgy
Vol.38 No.5 October 2016
1
喷煤系统中， 喷煤量是重要的工作参数， 喷煤量分 为小时喷煤量和瞬时喷吹量， 两者主要用作高炉热 量计算和燃料比分析， 是高炉操作的重要参考依 据， 也是喷吹设备操作的重要参考依据， 使喷吹过 程接近目标值。这两个参数算法模型的准确可靠 与否直接关系到高炉喷煤的精准性 ， 关系到高炉炉 况的稳定顺行。 原采用的小时喷煤量和瞬时喷吹量控制算法 存在的弊端主要有： 小时喷煤量控制算法采样时间 较短， 经过放大计算后， 波动较大， 存在数据失真， 失去真实意义； 同时， 瞬时喷吹量控制算法在喷吹 倒罐时罐重信号数据波动幅度较大， 经过计算获取 的瞬时喷吹量表现为数据突然上升或下降， 也存在 数据失真问题， 不能直接指导生产， 影响高炉喷煤 喷吹的精准性。为此， 需对这两种算法模型进行重 新构建 。
［1］
2
吹系统， 采用 3 罐并列、 相同输煤主管加分配器方 式。喷吹系统由上球阀、 下球阀、 充压阀、 放散阀、 补气阀、 流化阀、 给煤阀、 出煤阀组成， 分为 ABC 3 个 喷吹罐。 整个喷吹过程按照泄压、 装煤、 等待、 预倒罐、 倒罐和喷煤 6 个状态顺序循环执行， 其中， 3 个喷吹 罐， 2 个在待喷吹， 1 个在喷吹， 依次交替执行。假设 B 罐处于喷吹状态， C 罐处于待喷吹状态， A 罐刚刚
3
3.1
小时喷煤量算法模型优化
小时喷煤量算法模型 小时喷煤量算法模型采用与喷煤工艺同步记
录的方式， 系统采集喷吹罐开始喷吹信号和喷吹结 束信号， 严格按照 1 h 时间段内喷煤量累积的方式， 实现小时喷煤量准确可靠计量。如图 1 所示， 系统 以 T0 时刻为 1 h 的开始时刻， 记录下喷吹罐的重量
生产技术
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高炉喷煤量算法模型的优化改进
夏 江 波
（山钢股份济南分公司 检修工程公司， 山东 济南 250101） 摘 要： 针对高炉喷吹小时喷煤量算法模型和瞬时喷吹量பைடு நூலகம்法模型存在数据失真、 精准性差等问题， 重新构建了高炉喷吹
的小时喷煤量算法模型和瞬时喷吹量算法模型， 小时喷煤量算法模型按照 1 h 时间段内喷煤量累积的方式计算， 瞬时喷吹 量算法模型以倒罐后 5 min 之内和倒罐后 5 min 之外分别采用不同的算法。该算法模型应用后， 提高了小时喷煤量和瞬时 喷吹量的精准性。 关键词： 高炉喷煤； 精准性； 小时喷煤量； 瞬时喷吹量 中图分类号： TF538.6+3 文献标识码： B 文章编号： 1004-4620 （2016） 05-0010-02
高炉喷吹工艺流程
山钢股份济南分公司 3 200 m 高炉配备 1 套喷
3
M0。1 h 后， 1 个喷吹罐内喷吹结束， 记录下喷吹结
束时喷吹罐的重量 M1， 则 1 h 内喷吹煤量 W1=M0-
M1。同时， 下一个喷吹罐开始喷吹， 记录后 1 个喷吹
罐开始喷吹时的重量 M2， 喷吹结束时记录喷吹罐重 量 M3 ， 下一个喷吹罐喷煤量 W2=M3-M2。以此类推， 计算出最后 1 个喷吹罐的喷煤量 Wn， 由此可以计算 出小时喷煤量为： W=W1 + W2 +…+ Wn。高炉喷煤正 常生产中 1 个喷吹罐喷吹时间为 25 min 左右， 所以 一般情况下 nɤ3。 采用此小时喷煤量算法模型， 避免了改造之前