本发明涉及煤气混合控制技术领域，特别涉及一种高炉焦炉转炉三种煤气混合热值的自动调节方法。
背景技术：
由于钢铁企业轧钢厂现在主要的煤气加压站有高炉煤气和焦炉煤气，现在有的也参加进入转炉煤气。在实际的生产和使用过程中，由于生产量和使用量的波动，以及主要由于转炉回收量的大幅波动，使得高炉、焦炉、转炉混合煤气热值大幅的波动，焦炉混合煤气理论空燃比，使空、煤气体积流量按此系数所确定的比例进行变化。而煤气热值的波动，会使理论空气量发生变化，在现有的以固定空、煤气体积流量的燃烧控制方式下，无法补偿煤气热值波动所引起的炉内煤气燃烧实际空气过剩系数的波动，致使加热炉空燃比例不合理：空燃比例小会造成炉温低，冷坯升温加热时间长，加热炉加热能力低；空燃比例大则烟气带走热量损失多，单位燃烧高。高炉、焦炉、转炉混合热值的自动控制尤为重要。
对于高炉、焦炉、转炉三种煤气混合热值的自动调节，目前尚未有已公开的技术。现有的高炉焦炉转炉的混合热值调节主要通过高炉头道阀，高炉二道阀，焦炉头道阀，焦炉二道阀进行人工手动调节。高炉头道阀采用的是手动调节，高炉二道阀，焦炉头道阀和焦炉二道阀采用的是各自的pid调节。调节过程为通过人工手动调节高炉二道阀的压力设定值来控制高炉二道阀的阀后压力，从而控制高炉煤气和转炉煤气的混合流量。按照生产要求的混合热值，人工设定混合煤气热值设定值、高炉煤气热值设定值、焦炉煤气热值设定值和转炉煤气热值设定值。通过热值公式计算来控制焦炉二道阀煤气流量设定值。从而控制三种煤气的混合比率来控制混合煤气热值。由于在线热值仪存在滞后并且转炉煤气量波动很大，所以人工通过混合热值的检测值作为参考来手动设定高炉二道阀的压力和这四种热值的设定值存在判断误差和增加人工调节的工作量，使得热值受影响，容易造成停产。
技术实现要素：
为了克服现有技术中由于热值仪滞后，转炉波动量大人，人工手动操作设置二道阀压力和多个热值的设定值对热值的控制存在的判断误。降低人工调节的工作量，消除由于热值不稳造成停产的可能性。本发明提供一种高炉焦炉转炉三种煤气混合热值的自动调节方法，采用的增加转炉调节阀，采用pid调节方式。采用比率控制，全自动地控制高炉二道阀，转炉调节阀和四个热值的设定值(高炉、焦炉、转炉三种煤气的热值设定值以及混合煤气热值设定值)，及时地控制焦炉二道阀。从而综合控制高炉、焦炉、转炉的煤气量的混合比率，稳定热值。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种高炉焦炉转炉三种煤气混合热值的自动调节方法，所述的方法为自动调节高炉、焦炉和转炉的煤气量，从而自动调节三种混合煤气的热值；包括：
1)自动调节转炉煤气流量的设定值；
2)自动调节高炉二道阀压力设定值从而控制转炉和高炉的煤气量；
3)自动调节焦炉煤气热值设定值。
所述的自动调节转炉煤气流量的设定值为通过转炉煤气柜位的和值来分段设定转炉煤气流量的设定值；增加转炉流量调节阀，采用pid控制，根据系统的稳定性要求和响应性的要求合理地调节pid参数。增加每个转炉的柜位，根据各个转炉柜位和的值分段自动地设置转炉流量调节阀的设定值。
所述的自动调节高炉二道阀压力设定值为通过转炉实际平均流量值来分段延时设定高炉二道阀压力设定值，从而控制转炉和高炉的煤气量。
所述的自动调节焦炉煤气热值设定值为：增加焦炉煤气占高炉焦炉和转炉三种煤气的比率设定值，自动设置高炉煤气热值设定值和转炉煤气热值设定值，混合煤气热值设定值根据用户需求设定，根据实际比率值和设定的比率值循环检测自动修改焦炉煤气热值设定值，通过热值公式计算焦炉二道阀煤气流量设定值，从而控制焦炉二道阀的开度来控制焦炉煤气量，比率设定值根据送轧钢和转炉量的多少自动进行修改。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、现在的高炉、焦炉、转炉三种煤气混合的热值，由于人工手动操作复杂，增加了操作人员的劳动强度，很难保证生产的顺利进行，热值的波动影响到了轧钢的质量。本发明通过全自动地调节高炉、焦炉、转炉三种煤气混合值，稳定地控制热值。降低了人工调节的工作量，使得热值更加稳定，消除了由于热值不稳定造成停产的可能性，可解决全自动调节来控制热值的稳定，保证生产的顺利进行，稳定热值。
2、本发明采用比率自动的核心控制。根据设定比率的自动调节，进而控制高炉、焦炉、转炉的混合量的比值和压力的平稳过度，控制混合热值的稳定。进而提高生产质量。
具体实施方式
以下对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
一种高炉焦炉转炉三种煤气混合热值的自动调节方法，所述的方法为自动调节高炉、焦炉和转炉的煤气量，从而自动调节三种混合煤气的热值；包括：
1)自动调节转炉煤气流量的设定值；
2)自动调节高炉二道阀压力设定值从而控制转炉和高炉的煤气量；
3)自动调节焦炉煤气热值设定值。
所述的自动调节转炉煤气流量的设定值为通过调节转炉煤气柜位的和值来分段设定转炉煤气流量的设定值；增加转炉流量调节阀，采用pid控制，根据系统的稳定性要求和响应性的要求合理地调节pid参数。增加每个转炉的柜位，根据各个转炉柜位和的值分段自动地设置转炉流量调节阀的设定值。
具体实施例如下：
柜位和值在0到10米之间设定煤气流量的设定值为0，关闭转炉调节阀，柜位和值在10-12米且包含10米的时候开转炉调节阀：
柜位和值在[10，12)米之间，转炉调节阀设定量为1万m3/h；
柜位和值在[12，14)米之间，转炉调节阀设定量为2万m3/h；
柜位和值在[14，16)米之间，转炉调节阀设定量为3万m3/h；
柜位和值在[16，18)米之间，转炉调节阀设定量为4万m3/h；
柜位和值在[18，20)米之间，转炉调节阀设定量为5万m3/h；
柜位和值在[20，25)米之间，转炉调节阀设定量为6万m3/h；
柜位和值在[25，30)米之间，转炉调节阀设定量为9万m3/h；
柜位和值在30米以上且包含30米时，转炉调节阀设定量为12万m3/h；
以上转炉柜位设定值是根据实际转炉容量(转炉调节阀设定量)来定。根据转炉容量的大小，按照相应的比值来确定柜位和在多少米时设定转炉量(转炉调节阀设定量)多少，适合各种转炉，多系统通用。
所述的柜位和值为所有转炉的柜位值的和，其值为每3s检测一次，做两次平均值。
所述的自动调节高炉二道阀压力设定值为通过转炉实际平均流量值来分段延时设定高炉二道阀压力设定值，从而控制转炉和高炉的煤气量。
具体实施例如下：
转炉煤气柜位的和值在10m以下时，且阀的开度小于5％时，高炉二道阀压力延时1s设定为2.0+/-0.5kpa；
转炉实际平均流量在3.5万m3/h以下时，高炉二道阀压力设定值延时1s后修改为1.5+/-0.5kpa；
转炉实际平均流量在[3.5，5.5)万m3/h之间时，高炉二道阀压力设定值延时1s后修改为1.0+/-0.5kpa；
转炉实际平均流量在[5.5，6.5)万m3/h之间时，高炉二道阀压力设定值延时1s后修改为0.5+/-0.5kpa；
转炉实际平均流量在6.5万且包含6.5万m3/h以上，高炉二道阀压力设定值延时1s后修改为0.2+/-0.5kpa；
转炉实际平均流量为每2s检测一次，做两次的平均值。
所述的自动调节焦炉煤气热值设定值为：增加焦炉煤气占高炉焦炉和转炉三种煤气的比率设定值，自动设置高炉煤气热值设定值和转炉煤气热值设定值，混合煤气热值设定值根据用户需求设定，根据实际比率值和设定的比率值循环检测自动修改焦炉煤气热值设定值，通过热值公式计算焦炉二道阀煤气流量设定值，从而通过控制焦炉二道阀的开度来控制焦炉煤气量，比率设定值根据送轧钢和转炉量的多少自动进行修改。
具体实施例如下：
比率自动调节为每7s检测一次，对设定的比率和实际的比率进行比较，差值大于等于0.01自动把焦炉热值设定值减小0.2，实际的比率和设定的比率差值大于等于0.01，自动把焦炉热值设定值增加0.2从而控制焦炉二道阀。根据两个转炉柜位和的值和送轧钢量自动调节比率的设定值。
本项目在鞍钢集团鲅鱼圈分公司煤气加压站成功应用，并测试运行。已经投产使用，具体实施过程如下：
一、热值调节过程：
1、连锁调节阀门有：转炉调节阀，焦炉二道阀，高炉二道阀。
2、增加hmi内容为：比率设定值，选比率按钮，切转炉按钮，切压力按钮。
3、调节工艺流程：根据两个转炉的柜位和来设定转炉流量，控制转炉流量调节阀。根据转炉的实际流量来设定高炉二道阀压力设定值，控制高炉二道阀。根据比率设定值来控制焦炉二道阀。
二、操作步骤：
1、人工手动调稳热值
2、设定比率设定值
3、转炉流量调节阀选择自动
4、单击hmi画面上的选比率按钮，投入连锁，全自动控制转炉调节阀，高炉二道阀，焦炉二道阀。
5、如果转炉调节阀不想进入全自动连锁控制，单击hmi画面上的切转炉按钮，按钮变成一种颜色，转炉不参与全自动连锁，必须人工进行控制。如果想投入全自动连锁，点击切转炉按钮。按钮变成另一种颜色，表示转炉调节阀参与全自动连锁控制。
6、如果高炉二道阀不想进入全自动连锁控制，单击hmi画面上的切压力按钮，按钮变成一种颜色，表示高炉二道阀不参与全自动连锁，必须人工进行控制。如果想投入全自动连锁，点击切压力按钮，按钮变成另一种颜色，表示高炉二道阀参与全自动连锁控制。
三、连锁控制设定量
1、柜位和值在0到10米之间设定煤气流量的设定值为0，关闭转炉调节阀，柜位和值在10-12米且包含10米的时候开转炉调节阀：
柜位和值在[10，12)米之间，转炉调节阀设定量为1万m3/h；
柜位和值在[12，14)米之间，转炉调节阀设定量为2万m3/h；
柜位和值在[14，16)米之间，转炉调节阀设定量为3万m3/h；
柜位和值在[16，18)米之间，转炉调节阀设定量为4万m3/h；
柜位和值在[18，20)米之间，转炉调节阀设定量为5万m3/h；
柜位和值在[20，25)米之间，转炉调节阀设定量为6万m3/h；
柜位和值在[25，30)米之间，转炉调节阀设定量为9万m3/h；
柜位和值在30米以上且包含30米时，转炉调节阀设定量为12万m3/h；
所述的柜位和值为所有转炉的柜位值的和，其值为每3s检测一次，做两次平均值。
2、转炉煤气柜位的和值在10m以下时，且阀的开度小于5％时，高炉二道阀压力延时1s设定为2.0+/-0.5kpa；
转炉实际平均流量在3.5万m3/h以下时，高炉二道阀压力设定值延时1s后修改为1.5+/-0.5kpa；
转炉实际平均流量在[3.5，5.5)万m3/h之间时，高炉二道阀压力设定值延时1s后修改为1.0+/-0.5kpa；
转炉实际平均流量在[5.5，6.5)万m3/h之间时，高炉二道阀压力设定值延时1s后修改为0.5+/-0.5kpa；
转炉实际平均流量在6.5万且包含6.5万m3/h以上，高炉二道阀压力设定值延时1s后修改为0.2+/-0.5kpa；
转炉实际平均流量为每2s检测一次，做两次的平均值。
3、比率自动调节为每7s检测一次，对设定的比率和实际的比率进行比较，差值大于等于0.01自动把焦炉热值设定值减小0.2，实际的比率和设定的比率差值大于等于0.01，自动把焦炉热值设定值增加0.2从而控制焦炉二道阀。
4、在选比率按钮投入时，高炉热值设定自动设置为3.4。转炉热值设定自动设置为5.3。混合热值设定根据工艺需求，人工手动设定。焦炉煤气热值设定值是在手动调节的基础上进行调节。
5、在柜位和小于12m，自动增加比率设定值，延时1s增加0.01,再延时4s增加0.01，再延时5s再增加0.01。在柜位和大于12.5米时自动减少比率设定值，延时1s减小0.01,再延时4s减小0.01，再延时5s再减小0.01。
6、高炉二道阀的pid参数为kp＝0.85ki＝0.1kd＝0.0。原来的参数为kp＝1.2ki＝0.1kd＝0.0。
7、转炉调节阀的pid参数为kp＝0.38ki＝0.03kd＝0.75。
8、在送轧钢量在19万以上，转炉煤气在9万以上，比率的设定值自动增加0.01，在9万以下比率设定值自动减少0.01。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
技术特征：
1.一种高炉焦炉转炉三种煤气混合热值的自动调节方法，其特征在于，所述的方法为自动调节高炉、焦炉和转炉的煤气量，从而自动调节三种混合煤气的热值；包括：
1)自动调节转炉煤气流量的设定值；
2)自动调节高炉二道阀压力设定值；
3)自动调节焦炉煤气热值设定值。
2.根据权利要求1所述的一种高炉焦炉转炉三种煤气混合热值的自动调节方法，其特征在于，所述的自动调节转炉煤气流量的设定值为通过转炉煤气柜位的和值来分段设定转炉煤气流量的设定值；
设置转炉流量调节阀，采用pid控制，设置每个转炉的柜位，根据各个转炉柜位和的值分段自动地设置转炉流量调节阀的设定值。
3.根据权利要求1所述的一种高炉焦炉转炉三种煤气混合热值的自动调节方法，其特征在于，所述的自动调节高炉二道阀压力设定值为通过转炉实际平均流量值来分段延时设定高炉二道阀压力设定值，从而控制转炉和高炉的煤气量。
4.根据权利要求1所述的一种高炉焦炉转炉三种煤气混合热值的自动调节方法，其特征在于，所述的自动调节焦炉煤气热值设定值为：设置焦炉煤气占高炉焦炉和转炉三种煤气的比率设定值，自动设置高炉煤气热值设定值和转炉煤气热值设定值，混合煤气热值设定值根据用户需求设定，根据实际比率值和设定的比率值循环检测自动修改焦炉煤气热值设定值，从而通过控制焦炉二道阀的开度来控制焦炉煤气量，比率设定值根据送轧钢和转炉量的多少自动进行修改。
技术总结
本发明提供一种高炉焦炉转炉三种煤气混合热值的自动调节方法，所述的方法为自动调节高炉、焦炉和转炉的煤气量，从而自动调节三种混合煤气的热值；包括：1)自动调节转炉煤气流量的设定值；2)自动调节高炉二道阀压力设定值从而控制转炉和高炉的煤气量；3)自动调节焦炉煤气热值设定值。采用的增加转炉调节阀，采用PID调节方式。采用比率控制，全自动地控制高炉二道阀，转炉调节阀和四个热值的设定值，及时地控制焦炉二道阀。从而综合控制高炉、焦炉、转炉的煤气量的混合比率，稳定热值。能够克服现有技术中由于热值仪滞后，转炉波动量大人，人工手动操作设置二道阀压力和多个热值的设定值对热值的控制存在的判断误。
技术研发人员：高大鹏;王立丹
受保护的技术使用者：大连华冶联自动化有限公司
技术研发日：.10.09
技术公布日：.01.21
