高炉喷煤系统喷吹量实时在线统计方法
【专利摘要】一种高炉喷煤系统喷吹量实时在线统计方法，属于高炉喷煤【技术领域】。利用简单移动平均值DMA修正二次指数移动平均值DEMA从而对高炉喷煤系统喷吹量进行实时在线统计，使得瞬时与时间建立线性关系避免因称值瞬间波动造成实时给煤量的波动，并且修正数据滞后等问题，更加真实的反应现场实际喷吹的实际情况，使得操作人员能及时掌控喷煤量，从而确保了高炉炉况的稳定性。高炉串罐喷吹中会出现两种喷吹状态,状态一为常态喷吹,加料罐在不加料时喷吹罐进行喷吹，这时应利用喷吹罐称值计算瞬时给煤量；状态二为加料喷吹，在加料罐给喷吹罐加料同时喷吹罐进行喷吹。所以只用喷吹罐的称值计算瞬时给煤量结果是不准确的，应该计算喷吹罐与加料罐的称值总和进行计算。
【专利说明】高炉喷煤系统喷吹量实时在线统计方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高炉喷煤【技术领域】，特别是提供了一种高炉喷煤系统喷吹量实时在线统计方法。
【背景技术】
[0002]现代高炉冶炼需用焦炭，它在高炉中的作用是提供冶炼过程需要的热量；还原铁矿石需要的还原剂；以及维持高炉料柱(特别是软熔带及其以下部位)透气性的骨架。高炉喷吹煤粉是从高炉风口向炉内直接喷吹磨细的煤粉，以替代焦炭起提供热量和还原剂的作用，从而降低焦比，降低生铁成本。调剂炉况热制度的有效手段，在实际生产中喷煤量的控制会直接影响高炉炉况的稳定性，快速准确的计算高炉喷煤量是确保高炉炉况稳定的一个重要前提条件。
[0003]高炉喷煤分为并罐喷吹、串罐喷吹两种:
[0004]1、并罐喷吹:通常并列罐数为3个。并罐采用倒罐喷吹的方式。并列式喷吹占地面积大，但喷吹称量简单，投资较串罐式的要小。因此，常用于小高炉直接喷吹流程系统。
[0005]2、串罐式喷吹是将两个主体罐重叠设置而形成的喷吹系统(图1)。其中，下罐亦称为喷吹罐，它总是处于向高炉喷煤的高压工作状态。而上罐也称为加料罐，它仅当向下罐装粉时才处于与下罐相连通的高压状态，而其本身在装粉称量时，则处于常压状态。装卸煤粉的倒罐操作须通过连接上下罐的均排压装置来实现。根据实际需要，串罐可以采用单系列，也可以采用多系列，以满足大型高炉多风口喷煤的需要。串罐式喷吹装置占地小，喷吹距离短，喷吹稳定性好，但 称量复杂，投资亦较并列式的大。这种喷吹装置是目前国内外大型高炉采用较多的一种喷吹装置。
[0006]《一种高炉喷煤系统喷煤量的确定方法》(申请号:201010563154.3)中所提及的方法为并罐喷煤系统，统计小时喷吹总量。本发明专利所提供的方法为，计算目的、方式、方法并不冲突。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种高炉喷煤系统喷吹量实时在线统计方法，实现了喷煤系统实时喷煤量统计。
[0008]利用简单移动平均值DMA (Double Moving Average)修正二次指数移动平均值DEMA (Double Exponential Moving Average)从而对高炉喷煤系统喷吹量进行实时在线统计，使得瞬时与时间建立线性关系避免因称值瞬间波动造成实时给煤量的波动，并且修正数据滞后等问题，更加真实的反应现场实际喷吹的实际情况，使得操作人员能及时掌控喷煤量，从而确保了高炉炉况的稳定性，其推广有着十分重要的现实意义。
[0009]高炉串罐喷吹中会出现两种喷吹状态，状态一为常态喷吹，加料罐在不加料时喷吹罐进行喷吹，这时应利用喷吹罐称值计算瞬时给煤量；状态二为加料喷吹，在加料罐给喷吹罐加料同时喷吹罐进行喷吹。常态喷吹状态与加料喷吹状态计算方式有所不同，因为在喷吹罐喷吹的同时加料罐在不断进行加料，所以只用喷吹罐的称值计算瞬时给煤量结果是不准确的，应该计算喷吹罐与加料罐的称值总和进行计算。
[0010]计算喷吹量均值首先需要计算出瞬时喷煤量，计算步骤:
[0011]I串罐喷煤系统中储煤罐与喷吹罐连通时瞬时煤量计算，A储煤罐重量，B喷吹罐重量，W=A+B得到当前称值和，St=Ww-Wt计算当前瞬时给煤量(St)。t为当前周期，例如周期长度为I分钟，上一分钟称值总和减去当前喷称值总和得到瞬时喷煤量(St)。
[0012]2并罐喷煤系统与串罐喷煤系统储煤罐与喷吹罐不连通时瞬时煤量计算，W为喷吹罐称值，St=Ww-Wt计算当前瞬时给煤量(St)。t为当前周期，例如周期长度为I分钟，上一分钟喷吹罐称值减去当前喷吹罐称值得到瞬时喷煤量(St)。
[0013]3如有煤量流量计可利用流量计周期钟喷煤量作为瞬时喷煤量S。
[0014]用瞬时喷煤量S计算出二次指数平均数，计算步骤:
[0015]需要使用指数平均数函数EMA (X，N)实现方法:Y= (X*2+Yt_^ (N-1)) / (N+1)，EMA (X, N)为指数平均函数，X的N个周期的指数平均数。
[0016]引用指数平均数函数计算一次指数平均数EMAa)=EMA(S，N)。
[0017]引用指数平均数函数计算二次指数平均数EMA(2) =EMA (ΕΜΑω，N)。
[0018]用瞬时喷煤量S计算出二次简单平均数，计算步骤:
[0019]简单移动平均MA (X，N)实现方法孤=^+^....+Xt_N)/N，MA (X, N)为简单移动平均函数，X的N个周期简单移动平均。
[0020]引用指数平均 数函数计算一次简单平均数MAa)=MA(S，N)。
[0021]引用指数平均数函数计算二次简单平均数MA(2) =MA(MA(1)，N)。
[0022]计算二次指数平均修正值即喷煤均量，计算步骤:
[0023]计算喷煤均量Z=EMA⑵*2_MA⑵。
[0024]使用指数移动平均法(以下简称指数平均)对瞬时给煤量S进行二次指数平均，目的为了避免因称值波动造成实时喷吹量计算不准确，有效避免了瞬时喷煤量波动造成计算不准确并且提高了数据的实时性，在图3中可以看到二次指数均线的实时性要优于二次简单移动平均线(以下简称二次简单平均线)，这也是使用指数平均法的原因，但也会出现数据滞后、与曲线波动振幅过大等问题，为了有效减小数据滞后与波动较大带来的影响，使用二次简单平均值对二次指数平均值进行修正。在图3中可明显看出二次指数平均后的曲线实时性较好；二次简单平均后的曲线更为平滑但数据的实时性差，波峰波谷振幅较大；利用二次简单平均数对二次指数平均数进行修正，修正后的曲线实时性好于二次简单平均与二次指数平均曲线，并且在图3的②、④处可见修正后的曲线波峰与波谷的波动幅度都要小于二次简单平均与二次指数平均曲线，有效证明了修正后的数据实时性更高抗波动能力更强，更加真实的反应的现场喷煤的时间情况。
[0025]串罐喷煤系统称值影响因素较多，如煤粉仓向储煤罐加料时会影响下罐称值，波纹补偿器老化、安装位置偏差等问题造成储煤罐装料后与喷吹罐称值相互影响。出现上述因素造成波动，利用前面未波动数据进行计算或停止计算，待数据稳定后继续计算喷煤量。
[0026]本发明专利所提供的统计方法，主要目的为了更加准确的计算实时给煤量、减小称值的瞬间波动导致实时给煤量计算不准确等问题，能够更加直观准确的反应出给煤情况，使得操作人员能够提前掌控高炉的运转情况，有效的控制燃料比，从而保障了高炉炉况稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为高炉串罐喷煤系统示意图。
[0028]图2为高炉并罐喷煤系统示意图。
[0029]图3为喷煤量曲线对比图。在图3中可明显看出二次指数平均后的曲线实时性较好；二次简单平均后的曲线更为平滑但数据的实时性差，波峰波谷波动幅度较大；(EMA(2)*2-MA(2))利用二次简单平均数对二次指数平均数进行修正，在图3中可见修正后的曲线实时性高于二次简单平均与二次指数平均曲线，并且在图3的2、4处可见修正后的曲线的波动幅度都要小于二次简单平均与二次指数平均曲线，避免了因称值瞬时波动造成的影响，更加真实的反应的现场喷煤的时间情况。
【具体实施方式】
[0030]本发明专利所提供的统计方法，主要目的为了更加准确的计算实时给煤量、减小称值的瞬间波动导致实时给煤量计算不准确等问题，能够更加直观准确的反应出给煤情况，使得操作人员能够提前掌控高炉的运转情况，保障了高炉的稳定运转。
[0031]结合表1中数据对瞬时给煤量进行二次移动加权补偿，具体步骤如下:
[0032]第一步假设喷吹周期取样长度为I分钟，周期个数为15，在9:15处计算。
[0033]第二步计算二次指数平均数:
[0034]12.58=EMA(EMA(11.22, 15), 15)
[0035]第三步计算二次简单平均数:
[0036]12.73=MA(MA(11.22, 15), 15)
[0037]第四步计对二次指数平均数进行修正:
[0038]Z=EMA ⑵ *2 — MA ⑵
[0039]12.43=12.58*2—12.73
[0040]利用本发明统计实时喷吹量不但避免的称值的瞬间波动造成的影响并且减少的数据的滞后更接近于现场实际情况。
[0041]
【权利要求】
1.一种高炉喷煤系统喷吹量实时在线统计方法，其特征在于:将喷吹罐与加料罐的称值总和进行计算； 计算喷吹量均值首先需要计算出瞬时喷煤量，计算步骤: 串罐喷煤系统中储煤罐与喷吹罐连通时瞬时煤量计算，A储煤罐重量，B喷吹罐重量，W=A+B得到当前称值和，St=Wt^1-Wt计算当前瞬时给煤量(St)，t为当前周期； 并罐喷煤系统与串罐喷煤系统储煤罐与喷吹罐不连通时瞬时煤量计算，W为喷吹罐称值，St=Wt^1-Wt计算当前瞬时给煤量(St)，t为当前周期； 当有煤量流量计时，利用流量计周期钟喷煤量作为瞬时喷煤量S， 用瞬时喷煤量S计算出二次指数平均数，计算步骤: 需要使用指数平均数函数EMA (X，N)实现方法:Y= (X*2+Yt_i* (N-1) )/(N+l)，EMA (X, N)为指数平均函数，X的N个周期的指数平均数； 引用指数平均数函数计算一次指数平均数EMAw=EMA (S，N)； 引用指数平均数函数计算二次指数平均数EMA(2) =EMA(EMAa), N)； 用瞬时喷煤量S计算出二次简单平均数，计算步骤: 简单移动平均MA (X，N)实现方法孤=^+^+....+Xt_N)/N，MA (X, N)为简单移动平均函数，X的N个周期简单移动平均； 引用指数平均数函数计算一.次简单平均数ΜΑω=ΜΑ (S，N)； 引用指数平均数函数计算二次简单平均数MA(2) =MA(MAa), N)； 计算二次指数平均修正值即喷煤均量，计算步骤: 计算喷煤均量Z=EMA(2)*2-ΜΑ(2)； 使用指数移动平均法对瞬时给煤量S进行二次指数平均。
【文档编号】C21B5/00GK103468842SQ201310410048
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】王 琦, 弓舰箭, 安俊君, 李连祥, 赵盾, 张雷, 杜殿辉, 周辉 申请人:北京首钢自动化信息技术有限公司