热风炉控制模型

1、WICC中冶京诚工程技术有限公司MCC Capital Engineering & Research Incorporation Limited热风炉控制数学模型介绍创新提升价值 精诚建造未来目录 1 概述 2.模型介绍 3技术特色 4.应用效果5.经济效益icr中冶京诚创新提升价值 精诚建造未来1、概述SCX中冶京诚31、概述SCX中冶京诚热风炉是高炉炼铁的重要热工设备，其能耗约占高炉工序能耗的20%。据国外公司报道，使用热风炉控制数学模型后, 热风炉热效率可提高1 %3 %,风温可提高58 C,因 此，提高热风炉控制精确度是提高风温、降低燃料消耗的重要 手段，也是保证热风炉使用寿命和减轻工

2、人劳动强度的有效措 施。热风炉数学模型控制是热风炉关键技术之一。长期以来， 我国绝大大多数热风炉采用传统模拟控制，与国外先进控制技 术存在很大差距，研发具有自主知识产权的热风炉数学模型控 制系统，对提高我国热风炉控制水平具有非常重要的意义。创新提升价值 精诚建造未来#1、概述icr中冶京诚rinhiIII热风炉燃烧控制模型的基本功能是根据热风炉温度及流量 等在线过程数据动态计算各热风炉所需的空气及煤气流量，控 制热风炉的燃烧。模型要求热风炉燃烧方式是旋切顶燃式的燃 烧器，高炉煤气和焦炉煤气的混合方式，在热风炉烧炉过程中 ,根据热风温度、拱顶温度、废气温度等的变化，动态计算空 气、煤气等气体的流

3、量，使热风炉达到所要的拱顶温度，减轻 操作人员劳动强度，提高控制精度，保障热风炉安全，从而确 保热风温度满足高炉的要求，且节约能耗。2、模型介绍sex中冶京诚模型结构热风炉动态控制由热风炉控制模型工作站结合L1级PLC完成通过各切断阀和调节阀实现热风炉燃烧、换炉及送风控制。 热风炉采用电仪一体化控制系统，一级(L1)系统由电气、仪 表控制系统组成基础自动化级，二级(L2)由热风炉控制模型工 作站结合L1级控制系统完成热风炉动态控制。控制系统置于热风炉电气室，HMI置于高炉中控室，集中在 高炉中控室内进行监视、操作和控制。创新提升价值 精诚建造未来模型系统配置 模型计算机 视频显示 网络接口 操

4、作系统 数据库 网络协议时配工业控制计算机24”TFTEthernet adapters WindowsXP Oracle(SQL Server 2000) TCP/IP烟气残氧分析仪ZrO型热风炉燃烧控制模型系统结构图如下:2、模型介绍icr中冶京诚A模型结构it握数摇III本热风炉燃烧模型中包含气体流量计算模型，拱顶温度控制 模型，废气温度控制模型，高热值煤气分时燃烧控制模型。（1）气体流量计算模型把从燃烧开始到燃烧结束分成几个阶段，在不同阶段使用不同的模型。从功能来看可分成如下四个子模型。蓄热量计算模型 BFG （高炉煤气）支管流量计算模型 COG （焦炉煤气）支管流量计算模型空气支管流

5、量计算模型创新提升价值 精诚建造未来2#2、模型介绍sex中冶京诚(2) 拱顶温度控制模型拱顶温度控制是把从燃烧开始到燃烧结束的期间分成四 个阶段进行的。各阶段采用不同的控制模型。从功能上拱顶 温度控制模型可分为三个子模型。(3) 废气温度控制模型废气温度控制是把从燃烧开始到燃烧结束的期间分成三 个阶段进行的。各阶段采用不同的控制模型，从功能上废气 温度控制模型可分为两个子模型。创新提升价值 精诚建造未来22、模型介绍sex中冶京诚(4) 高热值煤气分时燃烧控制模型CM臣吒1I V I2HRtfI / II / II / II / I创新提升价值 精诚建造未来22、模型介绍sex中冶京诚模型平

6、台软件功能模型功能:气体流量计算、拱顶温度控制模型、废气温度控制模型、高热值煤气分时燃烧控制模型。trJ数据通信:完成模型计算机与L2服务器之间的通信和进程管理。显示功能:监测和计算数据的画面显示；燃烧模型相关的报警管理。系统维护功能:温度设定值、送风模式、模型参数、设备 参数的管理等离线数据显示功能：对烧炉历史过程的回放，以图表和数字形式动态显示气体流量、温度、蓄热量斟 分析生产情况。2014-4-23创新提升价值 精诚建造未来22、模型介绍L 亠2、模型介绍icr中冶京诚icr中冶京诚2、模型介绍icr中冶京诚2、模型介绍icr中冶京诚輕煞忆护竺逹們g莎q兰兰巴兰兰杏空公?翼I 一号型凤护

7、16001.SOO 1,4001,3001,2001.10D1/300 :900aoo -70060D500400 -30020D 100 -越格子旳诜E）迟（R 睚格孑请背面血虫 助燧空F弧BFG主P阳宏应r遼睦收坤斶-Micros贰OSJ 血热凤炉胃第1030 10 33 10：3D 10:30 W3O 10 33 10 3D 10：30 1Q31103110 3110时闫C mn )3110：31I屯皆理工艮GCCMMigosoft加川I卜ScYosofi E/Q汨炉|Q 坏庚炉嫩stg啊税型 J n| .*OUM- 9S91-*sxcss,91X T slxVMIattxillisKs

8、?T wn1 9sa 9B3 T3 藍筑I3:诫髀7:醫MIoi T. awgis 11 b?詈并1711 si 暫卷說T X瞽.1Ffi&t w s *LftfeS3 a 1 、：艮rvnassp.Masses?;雲龍 ?sf5s15竺彗诽半歩lmw瀝卅淆: . H8 , , ss - 33B25-J Ml W93一- F i Jss F - 監 as 1?1油首 as .di SWE - S2E9T sss .- s -pd&4SU9cssss 嚙22盘 H4tt2as JbsasB w?93 技术特色icr中冶京诚主要技术参数23 技术特色icr中冶京诚热风炉热效率提高1 %3 %；减少

9、C02排放1 %3 %；废气残氧量控制小于0.2%；掺烧高热值煤气时，可减少高热值煤气使用量50%70% ,或同等高热值煤气量条件下达到更高热风温度，热风温度 1300 C；创新提升价值精诚建造未来产品特点III采用数学模型+专家系统的控制模式，运行稳定、适用性强； 掺烧高热值煤气时，可减少高热值煤气使用量50%70%,或同 等高热值煤气量条件下达到更高热风温度；IIIIII具备全过程显示、长时间数据采集与分析、图像及曲线实时绘 制等常规功能和基本管理功能，可评价周期内热风炉风温波动水 平、热风炉热效率水平；优化烧炉，提高烧炉效果，减少管网煤气流量波动。实现自动燃烧控制,全程热焙监控及拱顶温度

10、、废气温度管理23 技术特色icr中冶京诚23 技术特色icr中冶京诚创新提升价值精诚建造未来,成功地替代了一级人工燃烧控制。23 技术特色icr中冶京诚技术创新点中冶京诚自主研发的热风炉控制数学模型具有鲜明的创新特 点，不仅在国内填补了技术空白，而且在国际上也处于相对领先 的水平。创新点之一：采用“数学模型+专家系统”的控制模式，针对 热风炉控制大滞后、非线性以及复杂性的特点，采取了以热焙控 制及温度曲线趋势控制与专家系统相结合的控制方法，使控制系 统工作稳定，不至于波动及过调。通过建立数据库、编制各种规 则，在检测数据不完善或检测设备故障情况下，也能保证系统运 行，提高了模型的稳定性、可靠

11、性和适应性。创新点之二：植入高热值煤气分时燃烧控制模型(专利技术),可降低高热值煤气使用量50%70%,或者在同等高热值煤气量条件下达到更高热风温度二从 紧张的局面。2014-4-23创新点之三：该数学模型不仅具备全过程显示、长时间数 据采集与分析、图像及曲线实时绘制等常规功能，还具备一 定管理功能，可以对一定周期内的热风炉风温波动水平、热 风炉热效率水平等进行评价，供管理人员对热风炉操作进行 评估，这些功能是其他控制系统所不具备的。创新点之四：设计了在全厂煤气供应不足时使用的优化烧 炉模型，可提高烧炉效果，减少管网煤气流量波动，提高废 气温度。创新提升价值 精诚建造未来24.应用效果icr中

12、冶京诚攀钢西昌热风炉控制数学模型应用情况西昌机钛资源综合利用项目共建设3座1750m3高炉，每座 高炉配置3座中冶京诚旋切式顶燃热风炉。rIIIIII1号高炉于2012年3月投产，相配套的热风炉L1级部分同 步投入运行，2012年11月L2级系统正式投入运行。实现了自 动燃烧控制，全程热恰监控及拱顶温度、废气温度管理，成 功地替代了一级人工燃烧控制，从此结束了我国无自主知识 产权热风炉控制模型的历史。投用至今，该模型运行良好，烧炉过程稳定可靠，方便易用，大幅度提高了控制精度，废气残氧量控制小于0.2%, 减少人工干预，达到了较好的效果，深得用户好迄创新提升价值 精诚建造未来2014-4-234

13、.应用效果wicr中冶京诚2013年5月由攀钢西昌炼铁厂和中冶京诚工程技术有限公 司炼铁、自动化专业专家组成联合考核验收小组，自2013年5 月5日至5月16日，对1号高炉热风炉控制模型进行了为期12天 的现场考核。热风炉控制模型达到以下效果：4.应用效果icr中冶京诚(1) 一级(L1)系统由电气、仪表控制系统组成基础自动化级，具有高可靠性、高性能、功能分配合理、系 统构成简捷、易于扩展等特点;(2) 控制系统可完成两地(集中、机旁)6种操作方 式，即在集中操作室HMI上全自动、单炉自动、联锁手动 、非联锁手动、休止和在机旁操作箱上的机旁手动操作；(3) 实现热风炉生产监控一体化和管控一体化

14、，电 仪控制设备满足高炉各种工艺控制要求，控制模型运行稳 定可靠；(4) 一级(L1)控制系统与模型控制系统无缝切换（5）控制模型功能完善，实现无人工干预全自动烧炉，烧炉过程平稳，控制精度提高，烧炉时间误差土3min以内,烟气残氧含量在0.20%以下，热风温度土4C以内。减少了煤气成分、压力波动造成煤气过剩或不足，煤气 燃烧更完全。（6）经折算，1750高炉热风炉平均单位鼓风煤气消 耗量投用模型比未投用模型减少1.13%, 一座高炉每天减 少煤气消耗34254Nm3/d,每年减少煤气消耗约 1216X104Nm3/a,煤气价格按0.09tl/ Nm3计算，每年节 省煤气价值人民币110万元/年。25 经济效益icr中冶京诚热风炉热效率提高1 %3 %,即节省高炉煤气