莱钢750m^3高炉喷煤数学模型的研究与建立

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1、第31卷第4,1t~山东冶金V01．31No．42009年8月ShandongMetallurgyAugust2009试验研究；莱钢750m3高炉喷煤数学模型的研究与建立邵玲，亓伟，于德录(莱芜钢铁集团有限公司，山东莱芜271126)摘要：通过理论分析和大量的试验数据，找出影响喷煤量的主要因素，探讨罐压、补气流量以及罐中煤粉量等因素与喷煤量的关系，分别建立煤量为半罐时和接近满罐时的线性和指数形式喷煤量数学模型。数据验证表明，建模时不能忽略喷吹罐内煤粉量这一影响因素，半罐时指数模型精度最高，其相对误差绝对值

2、平均数<5％，喷煤量随罐压的提高而增大，随补气量的增加而减少。关键词：高炉喷煤；数学模型；喷煤量；罐压；补气流量中图分类号：TF538．63文献标识码：A文章编号：1004—4620(2009)04-0055-03计算出此时的喷煤量。在此罐压基础上再调节补1前言气调节阀开度，使补气流量稳定在210m／h，如此反莱钢750m高炉喷吹煤粉技术真正开始实施时复，每次增加补气量10m／h，直至取完对应的第1组间为1999年。新建1号750in高炉喷煤设施及相应9个试验数据。固定罐压为0．5±0．02MPa，取得第

3、2的辅助配套设施，改造2号750m高炉原有喷煤设组试验数据。根据试验结果绘制“补气流量一喷煤施的制粉系统，实现了莱钢高炉喷吹煤粉150kg／t的量”的关系曲线，如图1、图2所示。由图1、图2中曲战略目标。750m高炉喷吹系统设备由PLC控制，线的形状可以看出，当罐压为固定值时，补气流量喷吹煤粉系统自动化程度一般，基本上为手动操作与喷煤量之间接近线性关系。(但全部操作在微机上实现)，未实现自动喷吹，系统小时喷煤量波动较大，严重影响高炉稳定顺行。如何均匀、连续、稳定、准确地向高炉内喷吹煤粉，并且实现自动控制技

4、术在喷煤系统中的应用成为一个重要课题。本研究通过理论和试验分析，找出影响喷煤量的主要因素，探讨罐压、补气流量以及罐中煤粉量等因素与喷煤量的关系，建立喷煤控制补气流量／(m·h)图1煤量为半罐时补气流量与喷煤量的关系系统数学模型，确定调节和控制喷煤量的有效途径。2试验方法1)首先做一组试验数据：喷吹罐内煤量为半罐时的试验和喷吹煤量为满罐时的试验，取得试验结果做分析比较，探讨在煤粉情况不变的条件下，喷吹罐内的煤粉量对喷煤量是否有明显的影响。在初步试验过程中，完成了2组试验：当喷吹罐补气流量／(m·h。)图2煤

5、量为满罐时补气流量与喷煤量的关系内的煤粉为半罐时的试验和喷吹罐内的煤粉量接3)在总管压力不变的情况下，通过调节补气调近满罐时的试验。节阀固定补气量为220m／h，首先通过手动操作将2)在压缩空气压力不变化的情况下，确定采用罐压设定为一基本值0．4MPa，此时计算机控制系统固定罐压。先在计算机上将罐压稳定在0．54-0．02可将罐压稳定在该值范围内，通过喷吹罐的称重传MPa，根据高炉煤量需求，手动调节补气阀的开度，感器检测喷吹罐内煤粉的重量变化量，计算出此时使补气流量稳定在200In／h，在一定时间内通过喷

6、的喷煤量。再逐渐增大罐压为0．45MPa，每次增加吹罐的称重传感器检测喷吹罐内煤粉的重量变化，0．05MPa，直至取完第1组数据。然后将补气量每收稿日期：2008—11—2l次增加30m／h，得出3组试验数据。根据试验结果作者简介：邵玲，女，1974年生，1998年毕业于青岛农业大学机电一绘制“罐压一喷煤量”的关系曲线，如图3、图4所示。体化专业；2007年毕业于北京科技大学机械T程专业，硕士。现为莱钢炼铁厂喷煤车间副主任，工程师，从事设备及技术管理T作。从图1～4可以看出，当罐压和补气流量完全相5S20

7、09年8月山东冶金第31卷为了验证该线性模型的应用精度，随机取一批半罐时的试验数据，代入式(1)中，可得p、e和，值，从而评价喷煤量数学模型的精度。P的取值范围在0．5～0．7MPa，V的取值范围在200～260m／h。采集的试验数据中，q最大值为20．84，最小值为9．3t／h，平均值为14．57l／h。计算得：Q。最大值罐压／MPa19．1194，最小值8．3635，平均14．5287；e最大1．720图3煤量为半罐时罐压与喷煤量的关系6，最小0．0103，平均0．5376。在用数学模型(1)得到的4

8、0个计算值中，有32个(约占80％)6绝对值<5％，有6个(约占15％)6绝对值<10％，有2个(约占5％)绝对值<15％，没有。绝对值超过15％的情况。40个模型计算值。绝对值平均3．71％。2)用上述方式建立半罐时喷煤量指数模型为：Q=14467．6612P1．0888V-““。(2)罐压／MPa图4煤量为满罐时罐压与喷煤量的关系为了验证该指数模型的应用精度，将随机取得同的条件下，喷吹罐内的煤量为半罐时与煤量接近的半罐试验