冶金10#高爐礦放料控制精準概率研究

張維民

（新余鋼鐵有限責任公司，江西 新余 338000）

冶金10號高爐熱風爐自2009年11月投入使用，采用頂燃式熱風爐技術，計算機控制，手動燒爐，參照廢氣溫度及拱頂溫度上升快慢趨勢，操作工人為給定并修正空燃比參數，來控制燒爐。由于燃氣系統用戶多，燃氣壓力時常波動，人工手動操作調節跟上壓力波動的節奏；操作人員之間技術水平也存在差距性，手動燒爐效果非常不理想。操作者在室內不斷的調整燒爐、還要負責室外設備的點檢、維護，造成職工的勞動強度很大。可以看出，現有的燒爐技術明顯跟不上大型高爐現代化生產的需要，實現全自動控制燒爐非常必要。

1 全自動燒爐技術的概述及應用

全自動燒爐技術概述是根據冶金10號高爐熱風爐工藝流程與操作要求，結合了熱風爐生產過程中海量的歷史數據，從熱風爐燃燒節約能源角度，通過科學的數字化管理，對空燃比設定值優化方面進行探索與研究。其工藝過程是從10號高爐熱風爐現場儀表送出的數據中，獲取出熱風爐的拱頂溫度、廢氣溫度、燃氣流量、空氣流量、燃氣及空氣的壓力等多項參數。各參數數據經送到裝有新程序的專家智能控制數據庫中的軟件運算處理后，先與上一次燒爐的空燃比等參數對比，在極短的時間內尋找到本次熱風爐燃燒的最佳配比值，并不斷的將現有的空燃比、拱頂溫度、廢氣溫度、燒爐時間等參數送回數據庫中，由數據庫運算后決定當前在線空燃比是否最佳、是否需要修正，保證當前的空燃比隨時處于最佳狀態，確保了熱風爐在單位時間內獲得最大的蓄熱量。全自動燒爐技術采用最有效的方法達到提高燃氣熱效應、節省高爐燃氣與轉爐燃氣的目的。

1.1 其專家智能自動控制的優點在于

（1）在上爐的最佳空燃比的基礎上，計算出本爐的最佳空燃比，故可以在最短的時間內尋找出最佳的空燃比。

（2）自動控制整個燃燒過程，不需人為操作。

（3）拱頂溫度1330℃及煙道溫度370℃設定來燒爐，隨機抽樣11次燒爐控制達到設定值的±5℃之內。

（4）采取前期使用較低的空燃比使拱頂溫度快速達到規定溫度，可以在規定的時間內將熱風爐燒到最佳狀態。

表1 拱頂溫度及煙道溫度控制值

1.2 另外此技術在操作中還有很多優點

①使用安全保持熱風爐原有的安全連鎖不變，各閥門動作控制繼續使用原有的操作程序。②操作簡單只是在熱風爐的空氣燃燒閥、燃氣燃燒閥打開后，點擊“自動燒爐投入”鍵，即進入自動燃燒狀態。③轉換方便因故需要打到手動，只需將轉換開關從“自動燒爐投入”鍵位置點入，“自動燒爐投入”鍵變黃，即進入手動燃燒狀態。

2 使用效果技術分析

（1）作業率。全自動燒爐技術使用過程中安全性高、簡單方便操作、調節快捷準確，運行作業率高達98%。

（2）拱頂燃燒曲線。對自動、手動燒爐的整個熱風爐拱頂燃燒趨勢圖進行比較，手動燒爐時人為調節頻繁，拱頂曲線波動大，熱風爐拱頂前期低。

表2 燃燒送風期拱頂溫度變化表

（3）燃料用量。對自動、手動燒爐的燃氣用量進行了比較，自動燒爐前，對燃氣流量復位置零開始重新計算；手動燒爐前，對燃氣流量表同樣復位置零開始重新計算，結果統計（30天），從統計數據可以看出，自動燒爐比手動燒爐每天可節省燃氣費用8400元/天左右。

圖1 自動、手動燒爐的整個熱風爐拱頂燃燒趨勢圖

（4）拱頂后期溫度趨勢。對送風后的拱頂后期溫度變化進行比較，自動燒爐送風后的拱頂后期溫度比手動燒爐送風后的拱頂后期溫度更高，說明在爐況穩定情況下，使用同樣送風溫度，拱頂后期溫度的下降慢也就表明熱風爐蓄熱量提高了（詳見自動、手動燒爐的整個熱風爐拱頂燃燒趨勢圖1）。

（5）風溫穩定性。提高風溫穩定性是衡量此項技術的重要指標，但目前受多種因素的影響，風溫使用水平控制在1220℃左右，因此不能從數值上直觀地反應出風溫穩定性提高的數據。

3 長期經濟效益計算

按熱風爐每天燒爐節約煤氣費用8400元/天計算，熱風爐年效益如下：8400元×365（天）×0.85（有效工作時間）=260.61萬元，按以上計算不要半年所創效益即可收回投入的成本，長期使用此技術燒爐效益可觀。

4 結語

冶煉廠10號高爐熱風爐引進自動燒爐技術，根據冶金10號高爐熱風爐工藝流程與操作要求，結合了熱風爐生產過程中海量的歷史數據，實現人工調節智能化、系統控制自動化，手動操作簡單化，達到了用最簡單的操作為大型高爐獲取高風溫、節約能源、降低勞動強度的目的。全自動燒爐技術的使用也是我廠作為現代化大企業在降低能耗、節約能源、改善職工工作強度、科學技術應用的資本投入，符合企業可持續發展的要求。