入炉煤水分检测技术与处理模型的研究

1、入炉煤水分检测技术与处理模型的研究.txt16生活，就是面对现实微笑，就是越过障碍注视未来；生活，就是用心灵之剪，在人生之路上裁出叶绿的枝头；生活，就是面对困惑或黑暗时，灵魂深处燃起豆大却明亮且微笑的灯展。17过去与未来，都离自己很遥远，关键是抓住现在，抓住当前。本文由bodajiaohua贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。入炉煤水分检测技术与处理模型的研究刘晓东王慧璐李汪刚(中冶焦耐工程技术有限公司，鞍山114002)洋(大连海事大学自动化研究中心，大连116026)焦炭质量主要取决于入炉煤的性质及炼焦条件，入炉煤性质主要是指煤的组成、密

2、度和水分。入炉煤水分的多少和其稳定与否，对焦炭产量、质量以及焦炉寿命的影响很大。为炼出优质的焦炭，焦炉加热优化控制系统需要准确获取每次入炉煤的水分。本文介绍的是适用于工业现场入炉煤水分的检测方案及数据处理模型，并已得到了广泛应用。1入炉煤水分对炼焦的影响入炉煤水分对炼焦的影响1.1 煤水分对煤料堆密度的影响煤料堆密度与水分有较大关系，干煤堆密度最大。随着水分的增加堆密度减少，当水分在6%7%时，堆密度最小，仅为干煤堆密度的85%左右，水分继续增加，堆密度稍有增加。1.2煤水分对结焦过程的影响煤水分增高将使结焦时间延长和炼焦耗热量增加，不仅影响焦炭产量，也影响炼焦速度，故入炉煤水分不宜过高。1.

3、3煤水分对焦炉寿命的影响装煤初期，由于炭化室墙面与煤料温差很大，炉墙向煤料迅速传热，而本身温度剧降。煤料水分越大，炭化室墙面温度下降越多，当炉头的炭化室墙面温度降到600c以下时，就会显著损坏硅砖，影响炉体使用寿命。但煤水分也不宜过低，煤料水分过低会造成装煤时冒烟冒火，炭化室墙结石墨现象加剧，上升管与集气管焦油渣含量增加，煤气冷却净化系统易堵等问题，因此入炉煤料的水分一般宜控制在10%左右。2入炉煤水分的检测方案入炉煤水分的检测方法可分为手动测量和自动测量。手动测量是在化验室通过比较加热前后煤的质量来求取入炉煤水分含量，但存在操作复杂，数据量少，不能实时反映当前入炉煤水分等缺点。自动测量是通过

4、红外煤水分仪在线测量煤水分，不仅操作简单，数据客观，还能实时反映当前入炉煤的水分。本文采用手动和自动相结合的方式测量煤水分。受焦炉现场环境和检测条件制约，红外煤水分仪通常安装在煤塔的带式输送机末端，用于检测进入煤塔的煤水分，入炉煤水分则是煤塔的出煤水分。因此，为了实现自动测量煤水分，必须建立煤塔入煤水分与出煤水分关系的模型。在建立煤塔出、入煤水分关系模型的过程中，我们提出了入炉煤水分模型的处理方案，见图1。图1入炉煤水分模型的处理方案2.1 煤塔入煤水分的数据处理从红外煤水分仪获取的数据曲线中包含了干扰信息，不是一条连续的曲线。图2(a)为理想情况下的煤塔入煤水分曲线，每次进入煤塔的煤水分是不

5、同的，同一次煤塔入煤的水分相同。煤塔出煤为周期性动作，且煤塔出煤水分为一条连续曲线，所以需要对煤塔入煤水分曲线进行权重延长处理。如图2(b)所示，不存在煤水分为零的区域，因为煤塔内总存在一定数量的煤，只是不同时期对应不同的煤水分值。图2权重延长处理前后的曲线图3煤塔结构图煤塔内部出、2.2煤塔内部出、入煤的关系(1)煤塔入煤如图3所示。煤塔分3格，共有8个料位测量点，任何一个料位测量点处的煤高度低于入煤低位报警点，皮带机启动，为该料位点所在格装煤，在对第1格装煤的同时，其余2格也会相继发生报警，待第1格装煤结束后按报警顺序对其余2格装煤，直到煤塔内入炉煤高度达到预定高度。(2)煤塔出煤。进入煤

6、塔中的煤，停留一段时间后，被装煤车取走。为了使煤塔内的煤料颗粒分布均匀，装煤车在煤塔下取煤时，必须按照规定的顺序取煤，同一排放煤嘴不准连续放煤，3排放煤嘴应按照规定顺序轮流放煤。因此，如果装煤车t时间取1次煤，则煤塔某一排放煤嘴3t时间放1次煤。(3)煤塔出、入煤的关系。通过分析煤塔出、入煤的关系，建立了煤塔出、入煤水分的数学模型。设煤塔第1次入煤时刻为T1,此时煤塔中剩余煤的体积为V,当煤塔中煤少于V时，煤塔开始入煤。设煤塔每次出煤的体积为V1,T1时刻进入煤塔的煤延时AT时间后离开煤塔，可以得到如下函数关系：AT=tXV/V1(1)式中的t为单炉操作时间，也是装煤车2次取煤的间隔时间。根据

7、公式(1),同理得出，T时刻进入煤塔的入炉煤(T+AT)时刻离开煤塔，所以，可得到如下的函数关系：C出(T)=C入(TAT)(2)式中的C入(TAT)为(TAT)时刻煤塔的人煤水分；C出(T)为T时刻煤塔的出煤水分。建立煤塔出、2.3建立煤塔出、入煤水分关系的模型由公式(2)可知，煤塔的入煤水分和出煤水分相差AT时间，煤塔的入煤水分为煤水分检测仪提供的数据，只需确定AT便可以确定煤塔的出煤水分。装煤车以质量单位计量，设装煤车每次装煤M吨，装煤车2次装煤间隔时间为t,入炉煤密度为p。根据公式(1)、(2)可得出煤塔出、入人煤水分关系的模型。C出(T)=C入(T-t-V-p/M)(3)式中的T为时

8、间变量；V为煤塔进煤时塔内剩余的入炉煤体积；C出(T)为T时刻煤塔的出煤水分；C入(T-t-V-p/M)为(丁一tVp/M)时刻煤塔的入煤水分。2.4实际入炉煤水分的计算模型公式(3)给出的煤塔出煤水分为理想情况下的入炉煤水分，实际的入炉煤水分除了与煤塔入煤水分有关外，还与煤塔内部分隔结构和煤塔放煤嘴的出煤规律有关。因此，实际的入炉煤水分为：C出(T)=fC入(T),G(T),S,Q(T)(4)式中的G(T)为煤塔出煤规律；S为煤塔内部结构；Q(T)为装煤操作规律。3工程实践我公司6m焦炉加热优化控制系统的煤水分处理模块采用了手动和自动相结合的方式检测入炉煤水分，正常情况采用自动检测，当红外煤水分仪损坏或自动检测数据不准确时，采用手动检测，待自动检测恢复正常后再开启自动检测。自动检测点为煤塔带式输送机的末端。煤塔出、入煤关系模型为公式(4)所示的关系模型图4处理前后煤水分曲线图4为煤水分处理模块应用于现场的实际处理前后的曲线，其中图4(a)为煤塔入煤水分曲线，图4(b)为经煤水分处理模块处理后的入炉煤水分曲线。从中可看出，本文提出的入炉煤水分检测方案和计算模型完全能够满足工艺需求。4结论针对焦炉加热工艺的需求，结合现场实际情况，提出了入炉煤水分检测方案，并给出了实际入炉煤水分的计算模型。现场的实际应用表明，该方案