一种基于多因子耦合的高炉休风前喷煤量控制方法与流程

本发明涉及冶金，特别是涉及一种基于多因子耦合的高炉休风前喷煤量控制方法。

背景技术：

1、在高炉炼铁过程中，休风（高炉暂停送风）是常见的操作。现有技术在休风时通常以减风作为减煤的触发条件，以风压低于180kpa为停煤条件，正常炉况下这种操作尚可，但在高炉发生炉缸堆积时，炉缸活性降低，复风后极易出现急返热现象。若休风前减煤或停煤过晚，很容易造成以下问题：

2、煤粉浪费：休风前过晚停煤，导致已喷入炉内的煤粉未充分燃烧。

3、炉内未燃煤粉增多：停煤过晚，煤粉在低风压下无法完全燃烧，堆积于炉缸，影响炉况恢复。

4、铁水温度波动：停煤时机与炉温、顺行状态不匹配，导致休风后炉缸热量不足或过剩，影响恢复时铁水质量。

技术实现思路

1、为了解决现有休风技术中因休风前停减煤时机不当导致的煤粉浪费、炉内未燃煤粉增多及恢复时铁水温度波动的技术问题，本发明提供了一种基于多因子耦合的高炉休风前喷煤量控制方法。

2、为此，本发明提供了以下技术方案：

3、一种基于多因子耦合的高炉休风前喷煤量控制方法，包括以下步骤：

4、s1.采集高炉休风时长数据；预先依据休风时长数值大小划分多个连续的休风时长工况区间，每一休风时长工况区间对应一组对应不同减煤时机的减煤幅度区间；

5、设定休风时间阈值，当所处休风时长工况区间整体小于等于休风时间阈值时，在该工况对应的减煤幅度区间内，休风时长越大，按比例选取区间内数值更大的减煤幅度；

6、当所处休风时长工况区间整体大于休风时间阈值时，在该工况对应的减煤幅度区间内，休风时长越大，按比例选取区间内数值更小的减煤幅度；

7、s2.采集高炉休风前炉温数据，获取休风前相邻两个时段的炉温均值；计算相邻两个时段的炉温均值差值，当炉温均值差值为负，表示炉温趋势向凉，当炉温差值为正，表示炉温趋势向热；差值的绝对值越大，对应趋势越强；

8、将当前统计时段炉温平均值相对于炉温基准的相对偏离程度作为炉温水平；

9、基于炉温水平划分多种炉温复合工况区间，同一炉温水平下分别对应向凉、向热两种不同趋势工况；每一种炉温复合工况区间分别对应一组对应不同减煤时机的减煤幅度区间；在当前炉温复合工况区间对应的减煤幅度区间内选取减煤幅度：炉温向凉的趋势越强，选取的减煤幅度越小；炉温向热的趋势越强，选取的减煤幅度越大；

10、s3.采集高炉休风前风量数据，依据风量数值划分多个风量工况区间，每一风量工况区间对应一组对应不同减煤时机的减煤幅度区间；在各风量工况区间对应的减煤幅度区间内，风量数值越大，按比例选取减煤幅度区间内更大的减煤幅度，风量数值越小，按比例选取区间内更小减煤幅度；

11、s4.获取基于高炉休风时长数据、高炉休风前炉温数据、高炉休风前风量数据得到的减煤幅度，对同时段的三类减煤幅度取最小值，作为各减煤时机的最终执行减煤幅度。

12、进一步地，所述步骤s1中每一休风时长t工况区间对应一组对应不同减煤时机的减煤幅度区间，具体如下，其中t为高炉休风过程中风量降至零的时刻：

13、当1h≤t≤4h时：t前4小时减煤3%-5%，t前3小时减煤5%-10%，t前2小时减煤10%-15%，停煤时机为t前1小时；

14、当5h≤t≤12h时：t前4小时减煤1%-3%，t前3小时减煤3%-8%，t前2小时减煤8%-12%直至停煤，停煤时机为t前1+0.025（t-4）小时；

15、当13h≤t≤24h时：t前4小时不执行减煤，t前3小时减煤2%-6%，t前2小时减煤6%-10%直至停煤，停煤时机为t前1+0.025（t-4）小时；

16、当25h≤t≤44h时：t前4小时不执行减煤，t前3小时减煤1%-5%，t前2小时减煤5%-10%，停煤时机为t前2-0.025（t-4）小时；

17、当45h≤t≤72h时：t前4小时、t前3小时不执行减煤，t前2小时减煤3%-8%，停煤时机为t前1小时；

18、当t＞73h时：t前4小时、t前3小时、t前2小时均不执行减煤，停煤时机为t前1小时。

19、进一步地，所述步骤s2中获取休风前相邻两个时段的炉温均值，具体如下：

20、选取休风前4-6小时炉温平均值记为s4-6，休风前6-8小时炉温平均值记为s6-8，炉温数据采用每两小时平均值；当s4-6-s6-8＜0时，判定为炉温趋势向凉，差值负值绝对值越大，凉势越大；当s4-6-s6-8＞0时，判定为炉温趋势向热，差值正值越大，热势越大。

21、进一步地，所述步骤s2中每一种炉温复合工况区间分别对应一组对应不同减煤时机的减煤幅度区间，具体如下，α为基于相邻两个时段的炉温均值差值得到的趋势因子，t为高炉休风过程中风量降至零的时刻：

22、炉温水平＜0.2%且炉温向凉、炉温水平＜0.2%且炉温向热、0.3%≤炉温水平≤0.5%且炉温向凉：各时段均不执行减煤，停煤时机为t前1小时；

23、0.3%≤炉温水平≤0.5%且炉温向热：t前4小时不减煤，t前3小时减煤5%-10%，t前2小时减煤10%-15%直至停煤，停煤时机为t前1+100（α-0.3%）小时；

24、0.5%≤炉温水平≤0.8%且炉温向凉：t前4小时不减煤，t前3小时减煤2%-5%，t前2小时减煤5%-10%，停煤时机为t前1小时；

25、0.5%≤炉温水平≤0.8%且炉温向热：t前4小时减煤2%-5%，t前3小时减煤5%-10%，t前2小时减煤10%-15%直至停煤，停煤时机为t前1+100（α-0.3%）小时；

26、炉温水平＞0.8%且炉温向凉：t前4小时不减煤，t前3小时减煤5%-10%，t前2小时减煤10%-15%，停煤时机为t前1小时；

27、炉温水平＞0.8%且炉温向热：t前4小时减煤5%-10%，t前3小时减煤10%-15%，t前2小时减煤15%-20%直至停煤，停煤时机为t前1+100（α-0.3%）小时。

28、进一步地，所述步骤s3中每一风量工况区间对应一组对应不同减煤时机的减煤幅度区间，具体如下，其中β为风量：

29、β≥6600m3/min：t前4小时减煤2%-5%，t前3小时减煤5%-10%，t前2小时减煤10%-15%直至停煤，停煤时机为t前1.4-0.001(6600-β)小时；

30、6200m3/min≤β＜6600m3/min：t前4小时不减煤，t前3小时减煤2%-5%，t前2小时减煤5%-10%直至停煤，停煤时机为t前1.4-0.001(6600-β)小时；

31、5800m3/min≤β＜6200m3/min：t前4小时、t前3小时不减煤，t前2小时减煤10%-15%直至停煤，停煤时机为t前1小时；

32、β＜5800m3/min：各时段均不执行减煤，停煤时机为t前1小时。

33、本发明的优点和积极效果：

34、本发明综合考虑休风时长、休风前炉温水平及变化趋势、高炉风量多维度工况因子，能够根据高炉实际运行工况自适应匹配减煤幅度与停煤时机，避免减煤操作与炉内实际状态不匹配的问题。

35、通过对应工况与减煤幅度区间匹配，并在区间内按照工况特征合理选取减煤幅度，可在休风前合理控制煤粉喷入量，减少过量喷煤带来的煤粉浪费，降低炉内未燃煤粉的积聚量，减轻未燃煤粉对炉内的不利影响。

36、休风前煤粉存量得到合理管控，复风恢复生产阶段，减少因大量未燃煤粉集中燃烧造成的热制度扰动，有效缓解复风过程铁水温度大幅波动的问题，缩短高炉复风后的热制度稳定时间，提升复风恢复效率。

37、采用多因子取最小值的耦合逻辑，兼顾休风时长、炉温冷热趋势、风量条件的约束作用，防止单一因子控制下出现减煤过度或者减煤不足的缺陷，提升休风前喷煤调整的工况适应性，适配不同休风时长、不同炉温状态、不同风量水平下的休风预调控，控制策略稳定性强。