入爐煤水分檢測(cè)技術(shù)與處理模型的研究

1、入爐煤水分檢測(cè)技術(shù)與處理模型的研究.txt16生活，就是面對(duì)現(xiàn)實(shí)微笑，就是越過(guò)障礙注視未來(lái)；生活，就是用心靈之剪，在人生之路上裁出葉綠的枝頭；生活，就是面對(duì)困惑或黑暗時(shí)，靈魂深處燃起豆大卻明亮且微笑的燈展。17過(guò)去與未來(lái)，都離自己很遙遠(yuǎn)，關(guān)鍵是抓住現(xiàn)在，抓住當(dāng)前。本文由bodajiaohua貢獻(xiàn)doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT,或下載源文件到本機(jī)查看。入爐煤水分檢測(cè)技術(shù)與處理模型的研究劉曉東王慧璐李汪剛(中冶焦耐工程技術(shù)有限公司，鞍山114002)洋(大連海事大學(xué)自動(dòng)化研究中心，大連116026)焦炭質(zhì)量主要取決于入爐煤的性質(zhì)及煉焦條件，入爐煤性質(zhì)主要是指煤的組成、密

2、度和水分。入爐煤水分的多少和其穩(wěn)定與否，對(duì)焦炭產(chǎn)量、質(zhì)量以及焦?fàn)t壽命的影響很大。為煉出優(yōu)質(zhì)的焦炭，焦?fàn)t加熱優(yōu)化控制系統(tǒng)需要準(zhǔn)確獲取每次入爐煤的水分。本文介紹的是適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)入爐煤水分的檢測(cè)方案及數(shù)據(jù)處理模型，并已得到了廣泛應(yīng)用。1入爐煤水分對(duì)煉焦的影響入爐煤水分對(duì)煉焦的影響1.1 煤水分對(duì)煤料堆密度的影響煤料堆密度與水分有較大關(guān)系，干煤堆密度最大。隨著水分的增加堆密度減少，當(dāng)水分在6%7%時(shí)，堆密度最小，僅為干煤堆密度的85%左右，水分繼續(xù)增加，堆密度稍有增加。1.2煤水分對(duì)結(jié)焦過(guò)程的影響煤水分增高將使結(jié)焦時(shí)間延長(zhǎng)和煉焦耗熱量增加，不僅影響焦炭產(chǎn)量，也影響煉焦速度，故入爐煤水分不宜過(guò)高。1.

3、3煤水分對(duì)焦?fàn)t壽命的影響裝煤初期，由于炭化室墻面與煤料溫差很大，爐墻向煤料迅速傳熱，而本身溫度劇降。煤料水分越大，炭化室墻面溫度下降越多，當(dāng)爐頭的炭化室墻面溫度降到600c以下時(shí)，就會(huì)顯著損壞硅磚，影響爐體使用壽命。但煤水分也不宜過(guò)低，煤料水分過(guò)低會(huì)造成裝煤時(shí)冒煙冒火，炭化室墻結(jié)石墨現(xiàn)象加劇，上升管與集氣管焦油渣含量增加，煤氣冷卻凈化系統(tǒng)易堵等問(wèn)題，因此入爐煤料的水分一般宜控制在10%左右。2入爐煤水分的檢測(cè)方案入爐煤水分的檢測(cè)方法可分為手動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量。手動(dòng)測(cè)量是在化驗(yàn)室通過(guò)比較加熱前后煤的質(zhì)量來(lái)求取入爐煤水分含量，但存在操作復(fù)雜，數(shù)據(jù)量少，不能實(shí)時(shí)反映當(dāng)前入爐煤水分等缺點(diǎn)。自動(dòng)測(cè)量是通過(guò)

4、紅外煤水分儀在線測(cè)量煤水分，不僅操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)客觀，還能實(shí)時(shí)反映當(dāng)前入爐煤的水分。本文采用手動(dòng)和自動(dòng)相結(jié)合的方式測(cè)量煤水分。受焦?fàn)t現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和檢測(cè)條件制約，紅外煤水分儀通常安裝在煤塔的帶式輸送機(jī)末端，用于檢測(cè)進(jìn)入煤塔的煤水分，入爐煤水分則是煤塔的出煤水分。因此，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量煤水分，必須建立煤塔入煤水分與出煤水分關(guān)系的模型。在建立煤塔出、入煤水分關(guān)系模型的過(guò)程中，我們提出了入爐煤水分模型的處理方案，見(jiàn)圖1。圖1入爐煤水分模型的處理方案2.1 煤塔入煤水分的數(shù)據(jù)處理從紅外煤水分儀獲取的數(shù)據(jù)曲線中包含了干擾信息，不是一條連續(xù)的曲線。圖2(a)為理想情況下的煤塔入煤水分曲線，每次進(jìn)入煤塔的煤水分是不

5、同的，同一次煤塔入煤的水分相同。煤塔出煤為周期性動(dòng)作，且煤塔出煤水分為一條連續(xù)曲線，所以需要對(duì)煤塔入煤水分曲線進(jìn)行權(quán)重延長(zhǎng)處理。如圖2(b)所示，不存在煤水分為零的區(qū)域，因?yàn)槊核?nèi)總存在一定數(shù)量的煤，只是不同時(shí)期對(duì)應(yīng)不同的煤水分值。圖2權(quán)重延長(zhǎng)處理前后的曲線圖3煤塔結(jié)構(gòu)圖煤塔內(nèi)部出、2.2煤塔內(nèi)部出、入煤的關(guān)系(1)煤塔入煤如圖3所示。煤塔分3格，共有8個(gè)料位測(cè)量點(diǎn)，任何一個(gè)料位測(cè)量點(diǎn)處的煤高度低于入煤低位報(bào)警點(diǎn)，皮帶機(jī)啟動(dòng)，為該料位點(diǎn)所在格裝煤，在對(duì)第1格裝煤的同時(shí)，其余2格也會(huì)相繼發(fā)生報(bào)警，待第1格裝煤結(jié)束后按報(bào)警順序?qū)ζ溆?格裝煤，直到煤塔內(nèi)入爐煤高度達(dá)到預(yù)定高度。(2)煤塔出煤。進(jìn)入煤

6、塔中的煤，停留一段時(shí)間后，被裝煤車取走。為了使煤塔內(nèi)的煤料顆粒分布均勻，裝煤車在煤塔下取煤時(shí)，必須按照規(guī)定的順序取煤，同一排放煤嘴不準(zhǔn)連續(xù)放煤，3排放煤嘴應(yīng)按照規(guī)定順序輪流放煤。因此，如果裝煤車t時(shí)間取1次煤，則煤塔某一排放煤嘴3t時(shí)間放1次煤。(3)煤塔出、入煤的關(guān)系。通過(guò)分析煤塔出、入煤的關(guān)系，建立了煤塔出、入煤水分的數(shù)學(xué)模型。設(shè)煤塔第1次入煤時(shí)刻為T1,此時(shí)煤塔中剩余煤的體積為V,當(dāng)煤塔中煤少于V時(shí)，煤塔開始入煤。設(shè)煤塔每次出煤的體積為V1,T1時(shí)刻進(jìn)入煤塔的煤延時(shí)AT時(shí)間后離開煤塔，可以得到如下函數(shù)關(guān)系：AT=tXV/V1(1)式中的t為單爐操作時(shí)間，也是裝煤車2次取煤的間隔時(shí)間。根據(jù)

7、公式(1),同理得出，T時(shí)刻進(jìn)入煤塔的入爐煤(T+AT)時(shí)刻離開煤塔，所以，可得到如下的函數(shù)關(guān)系：C出(T)=C入(TAT)(2)式中的C入(TAT)為(TAT)時(shí)刻煤塔的人煤水分；C出(T)為T時(shí)刻煤塔的出煤水分。建立煤塔出、2.3建立煤塔出、入煤水分關(guān)系的模型由公式(2)可知，煤塔的入煤水分和出煤水分相差A(yù)T時(shí)間，煤塔的入煤水分為煤水分檢測(cè)儀提供的數(shù)據(jù)，只需確定AT便可以確定煤塔的出煤水分。裝煤車以質(zhì)量單位計(jì)量，設(shè)裝煤車每次裝煤M噸，裝煤車2次裝煤間隔時(shí)間為t,入爐煤密度為p。根據(jù)公式(1)、(2)可得出煤塔出、入人煤水分關(guān)系的模型。C出(T)=C入(T-t-V-p/M)(3)式中的T為時(shí)

8、間變量；V為煤塔進(jìn)煤時(shí)塔內(nèi)剩余的入爐煤體積；C出(T)為T時(shí)刻煤塔的出煤水分；C入(T-t-V-p/M)為(丁一tVp/M)時(shí)刻煤塔的入煤水分。2.4實(shí)際入爐煤水分的計(jì)算模型公式(3)給出的煤塔出煤水分為理想情況下的入爐煤水分，實(shí)際的入爐煤水分除了與煤塔入煤水分有關(guān)外，還與煤塔內(nèi)部分隔結(jié)構(gòu)和煤塔放煤嘴的出煤規(guī)律有關(guān)。因此，實(shí)際的入爐煤水分為：C出(T)=fC入(T),G(T),S,Q(T)(4)式中的G(T)為煤塔出煤規(guī)律；S為煤塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)；Q(T)為裝煤操作規(guī)律。3工程實(shí)踐我公司6m焦?fàn)t加熱優(yōu)化控制系統(tǒng)的煤水分處理模塊采用了手動(dòng)和自動(dòng)相結(jié)合的方式檢測(cè)入爐煤水分，正常情況采用自動(dòng)檢測(cè)，當(dāng)紅外煤水分儀損壞或自動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確時(shí)，采用手動(dòng)檢測(cè)，待自動(dòng)檢測(cè)恢復(fù)正常后再開啟自動(dòng)檢測(cè)。自動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)為煤塔帶式輸送機(jī)的末端。煤塔出、入煤關(guān)系模型為公式(4)所示的關(guān)系模型圖4處理前后煤水分曲線圖4為煤水分處理模塊應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際處理前后的曲線，其中圖4(a)為煤塔入煤水分曲線，圖4(b)為經(jīng)煤水分處理模塊處理后的入爐煤水分曲線。從中可看出，本文提出的入爐煤水分檢測(cè)方案和計(jì)算模型完全能夠滿足工藝需求。4結(jié)論針對(duì)焦?fàn)t加熱工藝的需求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提出了入爐煤水分檢測(cè)方案，并給出了實(shí)際入爐煤水分的計(jì)算模型?，F(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用表明，該方案