本发明涉及高炉生产领域，具体涉及一种喷煤量自动调节方法，尤其是在没有安装喷煤总管调节阀和煤粉浓度计的前提下，进行高炉的喷煤量调节。
背景技术：
喷煤是高炉的下部调剂手段之一，稳定均匀的喷煤可促进高炉稳定生产、降低焦比和优化指标。
目前高炉喷煤系统通过DCS/PLC控制系统已基本实现了过程控制的自动化，在值班室可实时监控喷吹过程的参数变化，并根据需要进行手动(或半自动)对现场阀门等设备进行集中操作，以实现对实时喷煤量的控制。但是，目前的控制方法未能实现全自动，在喷吹过程仍需要大量的人工干预，而且存在煤粉喷吹过程不均匀、喷煤量误差大等问题。
部分钢铁企业的喷煤系统通过在喷煤总管增加调节阀和煤粉浓度计，实现了全自动控制，但是投入成本高，且因煤粉浓度计检测精度不高或标定频次高等缺陷，容易造成喷煤量误差大而引起高炉生产不稳定等问题。
综上所述，现有技术中存在以下问题：在没有安装喷煤总管调节阀和煤粉浓度计的前提下，不能实现喷煤量的自动有效的调节。
技术实现要素：
本发明提供一种喷煤量自动调节方法，以解决在没有安装喷煤总管调节阀和煤粉浓度计的前提下，不能实现喷煤量的自动有效的调节的问题。
为此，本发明提出一种喷煤量自动调节方法，所述喷煤量自动调节方法包括以下步骤：
步骤A：根据工况，设定喷吹罐的喷煤率和喷吹罐的罐压；
步骤B：在设定的罐压下，通过调补气流量调节喷吹罐的喷煤率使喷吹罐的实际喷煤率稳定在设定值范围。
进一步地，所述喷吹罐的罐压根据喷吹罐的喷煤率进行设定，并且所述喷吹罐的罐压与喷吹罐的喷煤率的关系按如下公式设定：
其中P：罐压设定值，单位kPa；
V设：设定的喷煤率，单位t/h；
X：修正系数，当V设-V＜0时取“+”；V设-V≥0时取“-”。
进一步地，所述步骤A中，根据喷煤量设定喷吹罐的喷煤率。
进一步地，每10分钟调整一次喷煤率的设定值。
进一步地，根据已喷煤量与设定喷煤量的偏差，在下一个十分钟调整喷煤率设定值进行补偿。
进一步地，喷煤率的调节通过补气调节阀进行调节。
进一步地，喷煤率的调节进一步为：通过补气调节阀进行闭环调节，补气调节阀的开度限制在20％-45％的开度。
进一步地，根据实际喷煤率与设定喷煤率间的偏差采用PID控制方法进行调节，实际喷煤率比设定喷煤率大时，应将补气调节阀关小；实际喷煤率比设定喷煤率小时，应将补气调节阀开大。
进一步地，在喷吹罐的喷吹初期，补气调节阀按照30％开度固定不变，待喷煤率稳定或2分钟以后再投入自动调节。
进一步地，通过自动调节补压调节阀和泄压阀自动调节喷吹罐的罐压在设定值范围内。
本发明通过在设定的罐压下，通过调补气流量调节喷吹罐的喷煤率使喷吹罐的实际喷煤率稳定在设定值范围，即采用“定罐压调补气流量”的控制原理，满足了喷煤量的稳定性，实现了喷煤量全自动调节，喷煤率波动＜2t/h，小时喷煤量误差约0.3％，为稳定生产提供了条件。
本发明不需要喷煤总管增加调节阀和煤粉浓度计，降低了成本，而且避免了且因煤粉浓度计检测精度不高或标定频次高等缺陷，避免了容易造成喷煤量误差大而引起高炉生产不稳定等问题。
附图说明
图1为本发明的喷煤量自动调节方法的控制原理示意图。(图中代表比较器)
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。
本发明提出一种喷煤量自动调节方法，所述喷煤量自动调节方法包括以下步骤：
步骤A：根据工况，设定喷吹罐的喷煤率和喷吹罐的罐压；
步骤B：在设定的罐压下，通过调补气流量调节喷吹罐的喷煤率使喷吹罐的实际喷煤率稳定在设定值范围。
喷煤过程中，高炉炉内是有压力的，喷煤罐至高炉距离也比较长，喷吹罐的罐压必须大于高炉炉内压力，才能够送往高炉炉内。以往通过固定补气流量调喷吹罐的罐压，虽然可以调节喷煤率，但是喷煤率和喷煤量的调节效果不好；本发明改变常规做法，通过在设定的罐压下，通过调补气流量调节喷吹罐的喷煤率使喷吹罐的实际喷煤率稳定在设定值范围，即采用“定罐压调补气流量”的控制原理，满足了喷煤量的稳定性，实现了喷煤量全自动调节。
进一步地，所述喷吹罐的罐压根据喷吹罐的喷煤率进行设定，并且所述喷吹罐的罐压与喷吹罐的喷煤率的关系按如下公式设定：
其中P：罐压设定值，单位kPa；
V设：设定的喷煤率，单位t/h；
X：修正系数，当V设-V＜0时取“+”；V设-V≥0时取“-”。
当实际喷煤率与设定喷煤率偏差大于2吨，则将罐压设定增减20kPa；当实际喷煤率与设定喷煤率偏差大于4吨，则将罐压设定增减30kPa。
上述公式是经过多次反复的拟合、回归，得来的经验公式。发明人经过多次试验得到操作经验，发现罐压对喷煤率的控制是粗调，补气流量对喷煤率的控制是微调，当喷煤率波动大时，其实是已经超出了补气流量的调节范围，必须适当调整罐压以实现喷煤率稳定。该公式为喷吹罐的罐压与喷吹罐的喷煤率的关系进行了定量的确定，得以使在设定的罐压下，通过调补气流量调节喷吹罐的喷煤率使喷吹罐的实际喷煤率稳定在设定值范围。该公式设定的基础是实际喷煤率与设定喷煤率偏差，根据实际喷煤率与设定喷煤率的偏差，设定喷吹罐的罐压。进而，采用修正系数，进一步校正细化喷吹罐的罐压，使得喷煤率在一个稳定的关联的喷吹罐的罐压下，能够满足喷煤量的稳定性，实现了喷煤量全自动调节，喷煤率波动＜2t/h，小时喷煤量误差约0.3％，为稳定生产提供了条件。
进一步地，如图1所示，所述步骤A中，根据喷煤量设定喷吹罐的喷煤率，由喷煤量设定推算出喷煤率设定，以保证喷煤量控制的目标。
进一步地，每10分钟调整一次喷煤率的设定值，以使得半小时喷煤量和小时喷煤量满足高炉要求。
进一步地，根据已喷煤量与设定喷煤量的偏差，在下一个十分钟调整喷煤率设定值进行补偿。根据已喷煤量与设定喷煤量的偏差，在下一个十分钟调整喷煤率设定值进行补偿，从而确保了半小时喷煤量和小时喷煤量的稳定性。
进一步地，如图1所示，喷煤率的调节通过补气调节阀进行调节。也就是，定罐压调补气流量通过补气调节阀进行调节，这样，调整方便可靠，避免了喷煤总管增加调节阀和煤粉浓度计成本提高的问题。
进一步地，喷煤率的调节进一步为：通过补气调节阀进行闭环调节，补气调节阀的开度限制在20％-45％的开度。发明人发现：由于补气调节阀的开度对喷煤率影响很大，而且调节时存在滞后性，经过反复试验，确定为：将补气调节阀的开度限制在20％-45％的开度，不允许调节幅度过大，以保证调整的稳定性。
进一步地，如图1所示，根据实际喷煤率与设定喷煤率间的偏差采用PID控制方法进行调节，实际喷煤率比设定喷煤率大时，应将补气调节阀关小；实际喷煤率比设定喷煤率小时，应将补气调节阀开大。根据实际喷煤率与设定喷煤率间的偏差采用PID控制方法进行调节，使实际喷煤率稳定在设定值范围，实现均匀喷煤。在设定补气调节阀的PID控制参数时，必须选择反作用。
进一步地，在喷吹罐的喷吹初期，补气调节阀按照30％开度固定不变，待喷煤率稳定或2分钟以后再投入自动调节。这是考虑到新罐喷吹初期喷煤量波动大的因素。这样，对于每十分钟补偿一次的方式，本发明既能做到精确划分不同阶段，又能保证总体调整的系统性和稳定性。
进一步地，如图1所示，通过PID控制方法，自动调节补压调节阀和泄压阀自动调节喷吹罐的罐压在设定值范围内，操作简单方便，成本较低。
下面再介绍一下本发明的整体工作原理和过程：
如图1所示，本发明由喷煤量设定推算出喷煤率设定，根据喷煤率的不同设定，喷吹罐罐压设定值按照经验曲线进行设定，并通过自动调节补压调节阀和泄压阀自动调节罐压在设定值范围内。喷吹罐罐压调节不直接控制喷煤率，但是受到喷煤率偏差的影响，罐压设定经验如下：
其中P-罐压设定值，单位kPa；
V设-设定喷煤率，单位t/h；
X-修正系数，当V设-V＜0时取“+”；V设-V≥0时取“-”。
当实际喷煤率与设定喷煤率偏差大于2吨，则将罐压设定增减20kPa；当实际喷煤率与设定喷煤率偏差大于4吨，则将罐压设定增减30kPa。
喷煤率的调节则通过补气调节阀进行闭环调节，根据实际喷煤率与设定喷煤率间的偏差采用PID控制方法进行调节，使实际喷煤率稳定在设定值范围，实现均匀喷煤。由于补气调节阀的开度对喷煤率影响很大，而且调节时存在滞后性，经过反复试验，将补气调节阀的开度限制在20％-45％的开度，不允许调节幅度过大。同时需要注意的是，实际喷煤率比设定喷煤大时，应将补气调节阀关小；实际喷煤率比设定喷煤率小时，应将补气调节阀开大，所以在设定补气调节阀的PID控制参数时，必须选择反作用。
由于新罐喷吹初期喷煤量波动大，补气调节阀按照30％开度固定不变，待喷煤率稳定或2分钟以后再投入自动。
如图1所示，为了满足半小时喷煤量和小时喷煤量满足高炉要求，必须在喷吹过程中对喷煤量设定进行实时补偿，图中代表比较器。本次设计采用了每十分钟补偿一次的办法，喷吹十分钟后，根据已喷煤量与设定喷煤量的偏差，在下一个十分钟调整喷煤率设定值进行补偿，从而确保了半小时喷煤量和小时喷煤量的稳定性。
本发明实现了喷煤量全自动调节，喷煤率波动＜2t/h，小时喷煤量误差约0.3％，为稳定生产提供了条件。本发明能够克服喷煤过程人为干扰因素大、喷煤量波动大和喷吹过程不均匀的问题，而且精度高，成本降低。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。