本發(fā)明涉及高爐生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及高爐防灌渣方法，尤其是一種高爐防灌渣自動安全降頂壓控制方法。

背景技術(shù)：

在高爐鼓風(fēng)機出現(xiàn)異常時，如值班工長未能及時發(fā)現(xiàn)，在高頂壓的作用下，極易造成高爐灌渣。一旦灌渣，嚴(yán)重降低高爐鐵水產(chǎn)量，大大增加煉鐵生產(chǎn)成本。目前防止高爐灌渣的主要措施是增加撥風(fēng)系統(tǒng)，即在風(fēng)機跳閘時，從另外一臺正常運轉(zhuǎn)的風(fēng)機進行撥風(fēng)。但是，如撥風(fēng)系統(tǒng)失靈，或無撥風(fēng)系統(tǒng)的高爐一旦出現(xiàn)風(fēng)機跳閘，灌渣事故仍難以避免；同時，即使有撥風(fēng)系統(tǒng)，如風(fēng)機跳閘時未及時降頂壓，同樣存在風(fēng)口灌渣的可能。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在以下問題：高爐鼓風(fēng)機跳閘時造成高爐灌渣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種高爐防灌渣自動安全降頂壓控制方法，以解決高爐鼓風(fēng)機跳閘時造成高爐灌渣的問題。

為此，本發(fā)明提出一種高爐防灌渣自動安全降頂壓控制方法，所述高爐防灌渣自動安全降頂壓控制方法包括：

步驟a:根據(jù)高爐壓差啟動自動降頂壓程序，自動降低高爐頂壓；

所述自動降頂壓程序中，所述高爐頂壓的設(shè)定公式為：

當(dāng)p＜高爐壓差≤q，而且熱風(fēng)壓力＞r，所述高爐頂壓按照熱風(fēng)壓力的k倍進行設(shè)定；p、q、r和k為大于0的數(shù)，p和q的單位為kpa，r的單位為mpa；

當(dāng)高爐壓差≤p，自動將高爐頂壓設(shè)定為t，t為大于0的數(shù)，t的單位為kpa；

當(dāng)熱風(fēng)壓力≤r，自動將高爐頂壓設(shè)定為t；

其中，p＞30，q＜150，r＜460，k＜0.7，t＜40。

進一步地，p取值為50。

進一步地，q取值為100。

進一步地，r取值為0.15。

進一步地，t取值為30。

進一步地，所述高爐頂壓的具體設(shè)定公式為：

當(dāng)50kpa＜高爐壓差≤100kpa，而且熱風(fēng)壓力＞0.15mpa，所述高爐頂壓按照熱風(fēng)壓力的0.5倍進行設(shè)定；

當(dāng)高爐壓差≤50kpa，自動將高爐頂壓設(shè)定為30kpa；

當(dāng)熱風(fēng)壓力≤0.15mpa，自動將高爐頂壓設(shè)定為30kpa。

進一步地，通過高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置的靜葉和旁通閥降低高爐頂壓。

進一步地，采用多點檢測方法檢測不同位置的高爐頂壓和熱風(fēng)壓力，即高爐頂壓檢測儀表安裝2臺；熱風(fēng)壓力檢測儀表安裝2臺，所述高爐防灌渣自動安全降頂壓控制方法還包括：

步驟b:在執(zhí)行自動降頂壓程序之前，判斷儀表檢測是否正常，當(dāng)儀表檢測正常時，自動降頂壓程序有效；當(dāng)儀表檢測異常時，自動降頂壓程序失效。

進一步地，滿足下列情況之一，則為儀表檢測異常，自動降頂壓程序失效；

當(dāng)高爐頂壓＜0或者高爐頂壓＞260kpa，或者兩個高爐頂壓的壓力檢測值差值＞50kpa，則判斷頂壓檢測失真；

當(dāng)熱風(fēng)壓力＜0或者熱風(fēng)壓力＞460kpa，或者兩個熱風(fēng)壓力的檢測值差值＞50kpa，則判斷為熱風(fēng)壓力檢測失真。

進一步地，當(dāng)熱風(fēng)壓力≤0.15mpa，關(guān)閉高爐的富氧閥。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：當(dāng)高爐鼓風(fēng)機跳閘時，供給高爐的熱風(fēng)壓力迅速下降，而高爐頂壓并不自動跟隨下降，從而造成高爐壓差(計算公式：高爐壓差＝熱風(fēng)壓力-爐頂壓力)迅速減小，當(dāng)壓差不足以支撐爐內(nèi)原燃料的重量時，就容易灌渣。本發(fā)明通過以高爐壓差作為觸發(fā)判斷條件，由trt的靜葉和旁通閥逐步降低高爐頂壓，實現(xiàn)高爐自動快速安全降頂壓。這樣，撥風(fēng)系統(tǒng)失靈，或無撥風(fēng)系統(tǒng)，本發(fā)明也能避免出現(xiàn)因風(fēng)機跳閘而導(dǎo)致的高爐灌渣。

以某高爐為例(爐缸半徑r為6米)，通過受力分析：

w＝δp·s

其中w是爐內(nèi)原燃料重量，單位kg；

δp是壓差，δp＝熱風(fēng)壓力-爐頂壓力，單位pa；

s是爐缸面積，s＝πr²，單位m²。

當(dāng)高爐壓差達(dá)到一定值，可有效支撐爐內(nèi)原燃料重量，防止塌料灌渣。

經(jīng)過計算，壓差約在p(單位為kpa)時能夠?qū)崿F(xiàn)受力平衡。

當(dāng)p＜高爐壓差≤q，而且熱風(fēng)壓力＞r，所述高爐頂壓按照熱風(fēng)壓力的k倍進行設(shè)定；p、q、r和k為大于0的數(shù)，p和q的單位為kpa，r的單位為mpa；

當(dāng)高爐壓差≤p，自動將高爐頂壓設(shè)定為t，t為大于0的數(shù)，t的單位為kpa；

當(dāng)熱風(fēng)壓力≤r，自動將高爐頂壓設(shè)定為t；

其中，p＞30，q＜150，r＜460，k＜0.7，t＜40。

本發(fā)明將安全降頂壓控制方法進行分段化設(shè)計，根據(jù)高爐壓差的不同情況，采取不同的降頂壓措施或者設(shè)定高爐頂壓公式，在高爐壓差較大，風(fēng)機還提供一定壓力的時候，“高爐頂壓設(shè)定”按照熱風(fēng)壓力的k倍進行設(shè)定，采用隨著風(fēng)壓的降低逐步降低頂壓設(shè)定值，使?fàn)t內(nèi)料面逐步下降；在高爐壓差較小，風(fēng)機不能提供壓力的時候，采用迅速降壓的方式，將“高爐頂壓設(shè)定”設(shè)定為預(yù)定的數(shù)值，以防止?fàn)t內(nèi)料面下降過快。另外，當(dāng)熱風(fēng)壓力風(fēng)機不能提供預(yù)定壓力時，采用迅速降壓的方式，將“高爐頂壓設(shè)定”設(shè)定為預(yù)定的數(shù)值，迅速降壓。

本發(fā)明促進了高爐的安全、穩(wěn)定生產(chǎn)，縮短了故障后的恢復(fù)時間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的控制設(shè)備連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的高爐防灌渣自動安全降頂壓控制方法的控制流程圖。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明。

1、控制原理

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)：當(dāng)高爐鼓風(fēng)機跳閘時，供給高爐的熱風(fēng)壓力迅速下降，但高爐頂壓并不自動跟隨下降，而是通過人工改變頂壓設(shè)定值降低頂壓，如值班人員未能及時發(fā)現(xiàn)異常，沒有進行降頂壓操作，即會造成高爐壓差(計算公式：高爐壓差＝熱風(fēng)壓力-爐頂壓力)迅速減小，當(dāng)壓差不足以支撐爐內(nèi)原燃料的重量時，就容易灌渣。本發(fā)明通過以高爐壓差作為觸發(fā)判斷條件，由trt的靜葉和旁通閥逐步降低高爐頂壓，實現(xiàn)高爐自動快速安全降頂壓。

以2000m³高爐為例(爐缸半徑r為6米)，通過受力分析：

w＝δp·s

其中w是爐內(nèi)原燃料重量，單位kg；

δp是壓差，δp＝熱風(fēng)壓力-爐頂壓力，單位pa；

s是爐缸面積，s＝πr²，單位m²。

當(dāng)高爐壓差(δp)(簡稱壓差)達(dá)到一定值，可有效支撐爐內(nèi)原燃料重量，防止塌料灌渣。

經(jīng)過計算，壓差約在30kpa時能夠?qū)崿F(xiàn)受力平衡。

為了保證一定的控制裕度(考慮到trt對高爐的頂壓控制波動值。trt長時間運行后，因靜葉磨損等原因，trt對頂壓的控制效果會逐步向差，控制較好的頂壓波動在±3kpa，控制較差的有±15kpa；30kpa已是臨界安全裕度，需把波動值考慮進來，因此，實際控制時，以高爐壓差為50kpa為參照值)，自動降頂壓程序設(shè)計原理如下：

(1)當(dāng)50kpa＜高爐壓差≤100kpa，而且風(fēng)壓＞0.15mpa【風(fēng)機跳閘時會出現(xiàn)這種情況，但是風(fēng)機在正常工作時，一樣會有這種情況發(fā)生。以往高爐頂壓的設(shè)定值是由工長人工設(shè)定的，降頂壓過慢(頂壓設(shè)定值改變過慢)，易會灌渣或懸料等異常爐況；降頂壓過快(頂壓設(shè)定值改變過快)，對trt設(shè)備也容易造成損害。如果頂壓設(shè)定值不及時改變，trt靜葉和旁通就有可能會朝相反方向動作，頂壓＜頂壓設(shè)定值，靜葉和旁通是要關(guān)閉的，這樣反而會造成高爐憋壓灌渣】，“頂壓設(shè)定”(即高爐頂壓)按照熱風(fēng)壓力(簡稱風(fēng)壓)的0.5倍進行設(shè)定，隨著風(fēng)壓的降低逐步降低頂壓設(shè)定值，由trt的靜葉和旁通閥逐步降低高爐頂壓，使?fàn)t內(nèi)料面逐步下降。按照這種合理的降頂壓速度，既可以防止出現(xiàn)異常爐況，又可以保護設(shè)備。

(2)當(dāng)高爐壓差≤50kpa，此時為正在緊急降頂壓過程中，處理異常情況過程中。自動將“頂壓設(shè)定”設(shè)定為30kpa，通過trt的靜葉和旁通閥進行迅速泄壓，防止?fàn)t內(nèi)料面下降過快。

(3)當(dāng)風(fēng)壓≤0.15mpa，“頂壓設(shè)定”自動設(shè)定為30kpa，通過trt的靜葉和旁通閥迅速降頂壓至30kpa；同時自動關(guān)閉高爐的富氧閥，防止煤氣倒灌、遇到氧氣、在密閉管道內(nèi)易發(fā)生爆炸。

2、實現(xiàn)方法

(1)在高爐dcs控制系統(tǒng)設(shè)計“自動降頂壓”控制程序，例如，在高爐監(jiān)測電腦上增加“頂壓自控”按鈕，當(dāng)按鈕投入后，一旦高爐實時壓差滿足高爐自動降頂壓程序條件，則根據(jù)控制原理進行自動降頂壓。

(2)為了提高檢測儀表的穩(wěn)定性，在原各有一個熱風(fēng)壓力、爐頂壓力檢測點的基礎(chǔ)上，各增加了一臺，采用多點檢測方法，即高爐頂壓檢測儀表安裝2臺；熱風(fēng)壓力檢測儀表安裝2臺；設(shè)計儀表正常檢測范圍判斷程序，只有全部4臺壓力變送器檢測值正常，程序方可執(zhí)行，從而減少了程序誤動作現(xiàn)象。

(3)儀表正常范圍判斷程序設(shè)計：

爐頂壓力正常范圍一般在0-220kpa，保留一定的控制裕度，當(dāng)頂壓＜0，或者頂壓＞260kpa，或者兩個爐頂壓力檢測值差值＞50kpa，則判斷頂壓(爐頂壓力)檢測失真；

熱風(fēng)壓力正常范圍一般在0-400kpa，保留一定的控制裕度，當(dāng)熱風(fēng)壓力＜0，或者熱風(fēng)壓力＞460kpa，或者兩個熱風(fēng)壓力檢測值差值＞50kpa，則判斷為熱風(fēng)壓力檢測失真。

當(dāng)出現(xiàn)儀表檢測值失真，包括：頂壓(爐頂壓力)檢測失真或者熱風(fēng)壓力檢測失真，在控制畫面會彈出故障報警，自動降頂壓程序無效，直至儀表故障消失。

(4)自動降頂壓程序設(shè)計：

當(dāng)“頂壓自控”按鈕投入，且各儀表檢測信號在正常范圍，則自動降頂壓程序投用。一旦出現(xiàn)壓差≤100kpa，則按照控制原理進行自動降頂壓。如出現(xiàn)儀表檢測信號異常，則自動降頂壓程序失效，在監(jiān)控畫面出現(xiàn)聲光報警，待儀表故障排除完畢并處理正常，程序方可繼續(xù)投用。

(5)自動停富氧程序設(shè)計：

當(dāng)熱風(fēng)壓力≤0.15mpa，富氧閥自動關(guān)閉。

實施例1：申請人廠區(qū)內(nèi)的6#高爐(1500m3)風(fēng)機跳閘，通過自動降頂壓程序，自動改變頂壓設(shè)定，用時3分22秒將頂壓從190kpa降至30kpa，降頂壓的速度比風(fēng)壓下降速度快得多，有效避免了高爐灌渣，防止事故擴大化。

實施例2：6#高爐風(fēng)機跳閘，通過自動降頂壓程序，用時1分51秒將頂壓從200kpa降至20kpa，有效避免了高爐灌渣，防止事故擴大化。

本發(fā)明中，降頂壓的速度比風(fēng)壓下降速度快得多，就是通過設(shè)定的自動控制程序，自動改變頂壓設(shè)定，使頂壓下降的速度要快于風(fēng)壓下降的速度；

頂壓和風(fēng)壓都下降了，而且控制合理，即相當(dāng)于高爐休風(fēng)操作一樣，不會對高爐生產(chǎn)有影響；

本發(fā)明改變上部壓力，就是在異常情況下，能夠及時幫助高爐自動降低頂壓，防止因下部風(fēng)壓過低時引起高爐風(fēng)口灌渣。下部風(fēng)壓過低時會增加大量的休風(fēng)時間，同時還會造成風(fēng)口設(shè)備損壞，人工成本增加等不利結(jié)果。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。為本發(fā)明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。