一种混合煤气热值计量方法
技术领域
本发明涉及一种混合煤气热值计量方法。
背景技术
钢铁企业副产煤气主要有高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气，这些煤气热值不一，而且差异很大。为节约能源、提高效益、保护环境，目前高炉煤气主要用于发电，需要充分利用转炉煤气。由于转炉煤气热值低于轧钢用户热值需求，需要将三种煤气按一定的体积比例掺混而成混合煤气供给用户，掺混时需要知道混合后混合煤气的热值才能控制掺混比例。
现有混合煤气热值计量技术：
①重庆赛迪热工环保工程技术有限公司、中冶赛迪技术研究中心有限公司《一种混合煤气热值监测系统及方法》(申请号CN202010869154.X公开(公告)号CN112098458A)专利技术涉及一种混合煤气热值监测系统及方法，属于钢铁能源生产管理
技术领域
。该系统包括煤气混合站参数监测模块、混合煤气用户监测模块、监测信息传输模块、煤气管网流动分析模块以及混合煤气热值监视终端；煤气混合站参数监测模块和混合煤气用户监测模块通过监测信息传输模块与煤气管网流动分析模块及混合煤气热值监视终端连接；煤气管网流动分析模块对接收的监测数据进行分析计算，整合实时监测数据和模拟仿真计算结果在混合煤气热值监视终端进行可视化显示。该发明能实时计算得到各混合煤气用户的热值，实现对整个混合煤气系统的热值监测。②深圳华宇方峰科技发展有限公司《带比重测量单元的燃烧式热值仪》(申请号CN201720312423.6公开(公告)号CN206804566U)专利技术涉及气体分析测量领域，尤其涉及一种带比重测量单元的燃烧式热值仪，包括外壳、炉体、燃烧室、燃气供应管路、助燃空气管路、变频助燃风机以及控制单元，所述燃烧室中由上至下依次设有：热电堆温度传感器、热交换器和燃烧器，燃烧室的顶部设有燃烧废气排放口，其特征在于，还包括，混合器单元；变频助燃风机；还包括比重测量单元，其位于燃气供应管路上，其出口侧连接混合器单元的燃气入口。该发明可以实现各种不同成分和比例的工业可燃气的热值分析；适用范围广泛，可涵盖所有燃气；采用PLC控制变频助燃风机，能使助燃空气量输出恒定，提高重复测量的精度。
③张东平《燃烧式燃气热值测量方法及其热值仪》(申请号CN200610000942.5公开(公告)号CN1800848A)专利技术燃烧式燃气热值测量方法，采用燃气连接装置和助燃空气输送装置，将一定数量的燃气与一定数量的助燃空气输入燃烧炉筒内完全燃烧产生烟气，通过测量烟气中的残氧含量计算出燃气的热值；本发明通过采用燃气燃烧化学反应的原理，检测燃烧产物烟气中的残氧含量，采用该方法和该热值仪进行检测时，不仅不会因环境温度的变化影响检测精度，而且在检测过程中无滞后现象，因此，通过该方法和该热值仪测量出的结果精度高，热值仪的灵敏度高，无需将热值仪置于恒温、恒湿空调设备环境中，无需增设减小炉温变化大滞后的技术措施，因而热值仪运行稳定，维护工作量小，费用低。
存在问题和不足：
上述方法①专利技术通过仅对混合站出口煤气组分进行检测，利用煤气管网水力流动特性进行管网流动在线仿真计算，实时计算得到各混合煤气用户的热值，实现对整个混合煤气系统的热值监测。但混合煤气管网模拟仿真计算是基于管道水力计算理论方程，根据混合煤气管网的配置条件建立混合煤气管网水力仿真计算模型，通过输入混合站出口煤气流量、压力、温度、煤气组分以及各混合煤气用户的流量、压力、温度的实时监测数据模拟计算得到各混合煤气用户的热值结果，整个模型建立及计算复杂，而且还需要在混合站出口安装分析仪对混合站出口煤气组分进行检测才能实现，设备投资费用高；②③专利技术都是提供一种燃烧式热值仪，②是根据热平衡原理推导出公式，计算出燃气的热值；③是通过测量烟气中的残氧含量计算出燃气的热值。采用①②③专利技术都需要增加设备才能够实现混合煤气热值的测量，不符合目前钢铁行业整体微利情况下降本增效要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合煤气热值计量方法，在于不增加检测设备的基础上，通过理论计算的方法得到混合煤气的热值，控制三种煤气掺混比例满足轧钢用户需求同时充分利用转炉煤气。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种混合煤气热值计量方法，包括包括：
将煤气混合前原来高炉煤气管道安装的高炉煤气流量仪表、焦炉煤气管道安装的焦炉煤气流量仪表、转炉煤气管道安装的转炉煤气流量仪表的信号分别接入PLC或DCS系统；
在所述PLC或DCS系统中分别设定高炉煤气理论热值、焦炉煤气理论热值、转炉煤气理论热值，按混合煤气中高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气所占比例通过公式计算得出混合煤气的理论热值；
计算方法如下：
混合前高炉煤气管道流量仪表测得的高炉煤气流量为QB，单位为Nm3/h；焦炉煤气管道流量仪表测得的焦炉煤气流量为QC，单位为Nm3/h；转炉煤气管道流量仪表测得的转炉煤气流量为QL，单位为Nm3/h；高炉煤气热值为HB，单位为kcal/Nm3；焦炉煤气热值为HC，单位为kcal/Nm3；转炉煤气热值为HL，单位为kcal/Nm3；混合煤气热值为H混，单位为kcal/Nm3；
PLC或DCS系统通过下述公式即可计算得到混合煤气热值H混：
进一步的，所述高炉煤气流量仪表、焦炉煤气流量仪表、转炉煤气流量仪表流量测量均采用温度、压力补偿。
进一步的，理论上高炉煤气的热值为850～950kcal/Nm3，焦炉煤气的热值为3900～4400kcal/Nm3，转炉煤气的热值为1800～2200kcal/Nm3；根据日常各煤气柜煤气热值实际采样积累数据分析得到各煤气热值平均值作为各煤气理论热值，高炉煤气HB为800kcal/Nm3，焦炉煤气HC为4000kcal/Nm3，转炉煤气HL为1800kcal/Nm3，设定到PLC或DCS系统中。
进一步的，其中煤气混合前高炉煤气来自高炉煤气柜，焦炉煤气来自焦炉煤气柜，转炉煤气来自转炉煤气柜。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明不用增加设备即可解决现有混合煤气热值计量问题，实现充分利用转炉煤气并满足轧钢用户热值需求，可以有效的指导生产，最大化减少煤气放散浪费，节约能源、提高效益、保护环境。
附图说明
下面结合
附图说明
对本发明作进一步说明。图1为本发明混合煤气热值计量方法的主体结构示意图；
附图标记说明：1-高炉煤气流量计量仪表，2-焦炉煤气流量计量仪表，3-转炉煤气流量计量仪表，4-高炉煤气柜，5-焦炉煤气柜，6-转炉煤气柜，7-用户，8-PLC或DCS系统。
具体实施方式
如图1所示，一种混合煤气热值计量方法，其主体结构包括高炉煤气流量计量仪表1、焦炉煤气流量计量仪表2、转炉煤气流量计量仪表3和高炉煤气柜4、焦炉煤气柜5、转炉煤气柜6及用户7、PLC或DCS系统8；所述高炉煤气流量计量仪表1为煤气混合前高炉煤气管道上安装的用于测量高炉煤气流量的计量仪表；所述焦炉煤气流量计量仪表2为煤气混合前焦炉煤气管道上安装的用于测量焦炉煤气流量的计量仪表；所述转炉煤气流量计量仪表3为煤气混合前转炉煤气管道上安装的用于测量转炉煤气流量的计量仪表；所述高炉煤气流量仪表1、焦炉煤气流量仪表2、转炉煤气流量仪表3均采用流量温度、压力补偿，信号分别接入PLC或DCS系统8。所述高炉煤气柜4向混合煤气站配送高炉煤气；所述焦炉煤气柜5向混合煤气站配送焦炉煤气；所述转炉煤气柜6向混合煤气站配送转炉煤气。将日常所述各煤气柜4、焦炉煤气柜5、转炉煤气柜6实际煤气热值采样积累数据分析得到的各煤气热值平均值作为各煤气理论热值设定到所述PLC或DCS系统8中，其中高炉煤气HB设为800kcal/Nm3，焦炉煤气HC设为4000kcal/Nm3，转炉煤气HL设为1800kcal/Nm3。所述PLC或DCS系统8根据以下公式计算得出混合煤气热值H混：
其中：QB为高炉煤气流量、QC为焦炉煤气流量、QL为转炉煤气流量，单位为Nm3/h；HB为高炉煤气热值、HC为焦炉煤气热值、HL为转炉煤气热值、H混为混合煤气热值，单位为kcal/Nm3。
进一步，在控制煤气混合操作时优先配入转炉煤气，保证充分利用转炉煤气前提下，为避免高炉煤气放散，将发电富余的高炉煤气全部配入混合煤气系统中；最后根据用户7混合煤气2000kcal/Nm3热值需求、混合煤气用量及转炉煤气、高炉煤气配入量调整焦炉煤气掺混比例，完成混合煤气的混合配送。
本发明在现有安装流量计量仪表设备的基础上，不用增加热值仪、成分分析仪等检测设备，可以解决现有混合煤气热值计量问题，实现充分利用转炉煤气并满足轧钢用户热值需求，可以有效的指导生产，最大化减少煤气放散浪费，节约能源、提高效益、保护环境。具有结构简单、稳定性和可靠性高特点，可以推广应用于各煤气混合站混合气体热值理论计量及作为各煤气按要求混合控制操作依据。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
