双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法与流程

本发明涉及钢铁工业的烧结领域，尤其涉及一种双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法。

背景技术：

在钢铁生产过程中，烧结工序能耗仅次于炼铁工序，占钢铁生产总能耗的10％～12％，而在烧结工序中，以烧结机烟气和冷却机废气显热的形式排入大气的热量占烧结工序总能耗的50％左右。由于烧结环冷机废气的温度不高，大致为150～450℃，加上此前余热回收技术的局限，烧结环冷机废气余热回收项目长期只在少数大型钢厂获得应用。

近年来，随着低温余热回收技术的发展，钢铁行业的余热回收项目的成本和投资大幅度降低，同时余热回收装置的效率显著提高，大批中小型钢铁企业也纷纷上马余热回收项目，烧结环冷机余热锅炉得到了大量应用，尤其是在当前资源日益紧张和环保要求越来越高的形势下，更能凸显其经济效益和社会效益。

对于烧结环冷机余热回收系统来说，环冷机余热回收段取风量(烟气量)是最基本的输入条件，也是余热回收系统运行的主要监测参数之一，然而，由于烧结环冷机余热回收系统需求占地面积较大，而实际场地条件大多都比较有限(尤其是改造项目)，对于双取风(环冷机高温段和环冷机低温段两段取风)双通道系统来说，很难保证两段取风管道都能有较长的直管段，实际工程中经常会出现其中一根取风管道较长，而另一根取风管道较短的情况。而另外一方面，由于烟气量(风量)较大，导致环冷机取风管道管径很大(大型环冷机的取风管道管径甚至高达3～4m)，而流量计量对于前后直管段的长度有着比较严格的要求，如此一来工程现场很难满足取风管道(尤其是较短那根取风管道)的流量计量要求，这必然会导致取风流量测量结果大大偏离真实值，从而失去有效性。

因此，针对目前在工程上广泛应用的双取风双通道烧结环冷机余热回收系统，构建一个烧结环冷机取风流量测量方法，在现场不具备直接测量的条件下间接获取双取风双通道烧结环冷机余热锅炉的取风流量，为余热锅炉的运行监视和操作调整提供可靠数据，具有重要的实用意义。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种能够获取双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量的双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法。

为达到上述目的，本发明双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法，所述测量方法为：

选取两根取风管道中的其中一根取风管道作为第一取风管道，另一根取风管道作为第二取风管道；

测量第一取风管道的取风流量；

计算第二取风管道取风流量，具体包括以下步骤：

根据余热锅炉高压段过热蒸汽流量、余热锅炉高压段过热蒸汽焓、余热锅炉低压段过热蒸汽流量、余热锅炉低压段过热蒸汽焓、余热锅炉进口给水焓、获得余热锅炉的有效利用热；

根据实际状态下的烧结环冷机余热锅炉第一取风管道取风流量获得标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第一取风管道取风流量；

根据余热锅炉出口烟气温度、烧结环冷机第一取风管道取风温度、烧结环冷机第二取风管道取风温度以及取风管道内的烟气中水蒸气的体积占比获得余热锅炉出口烟气焓值、烧结环冷机第一取风管道取风焓值以及烧结环冷机第二取风管道取风焓值；

根据标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第一取风管道取风流量、余热锅炉有效利用热、烧结环冷机第一取风管道取风焓值、烧结环冷机第二取风管道取风焓值获得标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第二取风管道取风流量；

根据标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第二取风管道取风流量、当地大气压、烧结环冷机第二取风压力、烧结环冷机第二取风温度计算获得实际状态下的烧结环冷机余热锅炉第二取风管道取风流量。

较佳的，双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法，所述获得余热锅炉的有效利用热的计算式为：

Q_l＝D_gr1(h_gr1-h_gs)+D_gr2(h_gr2-h_gs)，其中，

Q_l为余热锅炉有效利用热，kJ/h；

D_gr1为余热锅炉高压段过热蒸汽流量，kg/h；

h_gr1为余热锅炉高压段过热蒸汽焓，kJ/kg；

D_gr2为余热锅炉低压段过热蒸汽流量，kg/h；

h_gr2为余热锅炉低压段过热蒸汽焓，kJ/kg；

h_gs为余热锅炉进口给水焓，kJ/kg。

较佳的，双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法，所述根据实际状态下的烧结环冷机余热锅炉第一取风管道取风流量获得标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第一取风管道取风流量，计算式为：

其中，

V₁⁰为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第一取风管道取风流量，Nm³/h；

V₁为实际状态下的烧结环冷机余热锅炉第一取风管道取风流量，Nm³/h；

p_a为当地大气压，Pa；

p_f,l为烧结环冷机第一取风管道取风压力，Pa；

t_f,1为烧结环冷机第一取风管道取风温度，℃。

较佳的，双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法，所述根据余热锅炉出口烟气温度、烧结环冷机第一取风管道取风温度、烧结环冷机第二取风管道取风温度以及取风管道内的烟气中水蒸气的体积占比计算获得余热锅炉出口烟气焓值、烧结环冷机第一取风管道取风焓值以及烧结环冷机第二取风管道取风焓值，计算式为：

其中，

H_out为余热锅炉出口烟气焓值，kJ/Nm³；

H₁为烧结环冷机第一取风管道取风焓值，kJ/Nm³；

H₂为烧结环冷机第二取风管道取风焓值，kJ/Nm³；

k为取风管道内的烟气中水蒸气的体积占比，—；

h_gk,out为余热锅炉出口烟气温度下的干空气焓值，kJ/Nm³；

为余热锅炉出口烟气温度下的水蒸气焓值，kJ/Nm³；

h_gk,1为烧结环冷机第一取风管道取风温度下的干空气焓值，kJ/Nm³；

为烧结环冷机第一取风管道取风温度下的水蒸气焓值，kJ/Nm³；

h_gk,2为烧结环冷机第二取风管道取风温度下的干空气焓值，kJ/Nm³；

为烧结环冷机第二取风管道取风温度下的水蒸气焓值，kJ/Nm³。

较佳的，双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法，所述根据标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第一取风管道取风流量、余热锅炉有效利用热、余热锅炉出口烟气焓值、烧结环冷机第一取风管道取风焓值、烧结环冷机第二取风管道取风焓值获得标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第二取风管道取风流量，计算式为：

其中，

为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第二取风管道取风流量，Nm³/h；

Q_l为余热锅炉有效利用热，kJ/h；

为余热锅炉保热系数，可取为设定值；

V₁⁰为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第一取风管道取风流量，Nm³/h；

H_out为余热锅炉出口烟气焓值，kJ/Nm³；

H₁为烧结环冷机第一取风管道取风焓值，kJ/Nm³；

H₂为烧结环冷机第二取风管道取风焓值，kJ/Nm³。

较佳的，双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法，所述根据标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第二取风管道取风流量获得实际状态下的烧结环冷机余热锅炉第二取风管道取风流量，计算式为：

其中，

V₂为实际状态下的烧结环冷机余热锅炉第二取风管道取风流量，Nm³/h；

p_a为当地大气压，Pa；

p_f,2为烧结环冷机第二取风管道取风压力，Pa；

t_f,2为烧结环冷机第二取风管道取风温度，℃；

为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉第二取风管道取风流量，Nm³/h。

较佳的，双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法，所述第一取风管道对应环冷机高温段取风，所述第二取风管道对应环冷机低温段取风。

较佳的，双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法，所述第一取风管道对应环冷机低温段取风，所述第二取风管道对应环冷机高温段取风。

本发明双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量测量方法，用于双取风双通道烧结环冷机余热锅炉取风流量的测量，通过余热锅炉运行数据间接获取双取风双通道烧结环冷机余热锅炉的取风流量，在现场不具备流量计量所要求的直管段条件，进而导致取风流量无法直接测量或者测量精度无法保证的情况下尤为有效，结果可为余热锅炉的运行监视和操作调整提供可靠数据，具有重要的实用意义。

附图说明

图1是烧结环冷机余热锅炉余热回收工艺流程图；A台车运行方向，B进料，1余热锅炉，2环冷机高温段，3环冷机低温段，4环冷机高温段取风管道，5环冷机低温段取风管道，6余热锅炉排烟管道。

图2是烧结环冷机余热锅炉余热回收工艺流程图；A台车运行方向，B进料，1余热锅炉烧结环冷机余热锅炉余热回收工艺流程图2环冷机高温段，3环冷机低温段，4环冷机高温段取风管道，5环冷机低温段取风管道，6余热锅炉排烟管道。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。

实施例一

所述第一取风管道对应高温段取风流量，采用实际测量值；第二取风管道对应低温段取风流量，采用软测量方法，步骤为：

1、采集烧结环冷机余热锅炉的运行数据，包括：环冷机高温段取风流量、环冷机高温段取风温度、环冷机高温段取风压力、环冷机低温段取风温度、环冷机低温段取风压力、余热锅炉出口烟气温度、大气压力、余热锅炉汽水侧运行参数(包括，高压段过热蒸汽温度、高压段过热蒸汽压力、高压段过热蒸汽流量、低压段过热蒸汽温度、低压段过热蒸汽压力、低压段过热蒸汽流量、余热锅炉进口给水温度、余热锅炉进口给水压力、余热锅炉进口给水流量)。

2、对步骤1获得的输入数据进行预处理，包括坏点处理和数据平滑处理，得到用于求解烧结环冷机余热锅炉低温段取风流量的有效数据。

3、根据步骤2获得的有效数据，获取烧结环冷机余热锅炉低温段取风流量，具体包括以下步骤：

3.1计算余热锅炉有效利用热Q_l：

Q_l＝D_gr1(h_gr1-h_gs)+D_gr2(h_gr2-h_gs)

其中，Q_l为余热锅炉有效利用热，kJ/h；D_gr1为余热锅炉高压段过热蒸汽流量，kg/h；h_gr1为余热锅炉高压段过热蒸汽焓，kJ/kg，由余热锅炉高压段过热蒸汽压力和高压段过热蒸汽温度计算或查表得到；D_gr2为余热锅炉低压段过热蒸汽流量，kg/h；h_gr2为余热锅炉低压段过热蒸汽焓，kJ/kg，由余热锅炉低压段过热蒸汽压力和低压段过热蒸汽温度计算或查表得到；h_gs为余热锅炉进口给水焓，kJ/kg，由余热锅炉进口给水压力和余热锅炉进口给水温度计算或查表得到。

3.2计算标准状态下的烧结环冷机余热锅炉高温段取风流量

其中，为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉高温段取风流量，Nm³/h；V_h为实际状态下的烧结环冷机余热锅炉高温段取风流量，Nm³/h；p_a为当地大气压，Pa；p_f,h为烧结环冷机高温段取风压力，Pa；t_f,h为烧结环冷机高温段取风温度，℃。

3.3分别计算烧结环冷机余热锅炉出口烟气焓值、烧结环冷机高温段取风焓值以及烧结环冷机低温段取风焓值：

其中，H_out为余热锅炉出口烟气焓值，kJ/Nm³；H_h为烧结环冷机高温段取风焓值，kJ/Nm³；H_l为烧结环冷机低温段取风焓值，kJ/Nm³；k为取风管道内的烟气中水蒸气的体积占比，可取为设定值；h_gk,out为余热锅炉出口烟气温度下的干空气焓值，kJ/Nm³，由余热锅炉出口烟气温度计算或查表得到；为余热锅炉出口烟气温度下的水蒸气焓值，kJ/Nm³，由余热锅炉出口烟气温度计算或查表得到；h_gk,h为烧结环冷机高温段取风温度下的干空气焓值，kJ/Nm³，由烧结环冷机高温段取风温度计算或查表得到；为烧结环冷机高温段取风温度下的水蒸气焓值，kJ/Nm³，由烧结环冷机高温段取风温度计算或查表得到；h_gk,l为烧结环冷机低温段取风温度下的干空气焓值，kJ/Nm³，由烧结环冷机低温段取风温度计算或查表得到；为烧结环冷机低温段取风温度下的水蒸气焓值，kJ/Nm³，由烧结环冷机低温段取风温度计算或查表得到。

3.4计算标准状态下的烧结环冷机余热锅炉低温段取风流量V_l⁰：

其中，V_l⁰为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉低温段取风流量，Nm³/h；Q_l为余热锅炉有效利用热，kJ/h；为余热锅炉保热系数，可取为设定值；为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉高温段取风流量，Nm³/h Nm³/h；H_out为余热锅炉出口烟气焓值，kJ/Nm³；H_h为烧结环冷机高温段取风焓值，kJ/Nm³；H_l为烧结环冷机低温段取风焓值，kJ/Nm³。

3.5计算得到实际状态下的烧结环冷机余热锅炉低温段取风流量V_l：

其中，V_l为实际状态下的烧结环冷机余热锅炉低温段取风流量，Nm³/h；p_a为当地大气压，Pa；p_f,l为烧结环冷机低温段取风压力，Pa；t_f,l为烧结环冷机低温段取风温度，℃；V_l⁰为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉低温段取风流量，Nm³/h。

实施例二

所述第一取风管道对应低温段取风流量，采用实际测量值；第二取风管道对应高温段取风流量，采用软测量方法，步骤为：

1、采集烧结环冷机余热锅炉的运行数据，包括：环冷机低温段取风流量、环冷机低温段取风温度、环冷机低温段取风压力、环冷机高温段取风温度、环冷机高温段取风压力、余热锅炉出口烟气温度、大气压力、余热锅炉汽水侧运行参数(包括，高压段过热蒸汽温度、高压段过热蒸汽压力、高压段过热蒸汽流量、低压段过热蒸汽温度、低压段过热蒸汽压力、低压段过热蒸汽流量、余热锅炉进口给水温度、余热锅炉进口给水压力、余热锅炉进口给水流量)。

2、对步骤1获得的输入数据进行预处理，包括坏点处理和数据平滑处理，得到用于求解烧结环冷机余热锅炉高温段取风流量的有效数据。

3、根据步骤2获得的有效数据，获取烧结环冷机余热锅炉高温段取风流量，具体包括以下步骤：

3.1计算余热锅炉有效利用热Q_l：

Q_l＝D_gr1(h_gr1-h_gs)+D_gr2(h_gr2-h_gs)

其中，Q_l为余热锅炉有效利用热，kJ/h；D_gr1为余热锅炉高压段过热蒸汽流量，kg/h；h_gr1为余热锅炉高压段过热蒸汽焓，kJ/kg，由余热锅炉高压段过热蒸汽压力和高压段过热蒸汽温度计算或查表得到；D_gr2为余热锅炉低压段过热蒸汽流量，kg/h；h_gr2为余热锅炉低压段过热蒸汽焓，kJ/kg，由余热锅炉低压段过热蒸汽压力和低压段过热蒸汽温度计算或查表得到；h_gs为余热锅炉进口给水焓，kJ/kg，由余热锅炉进口给水压力和余热锅炉进口给水温度计算或查表得到。

3.2计算标准状态下的烧结环冷机余热锅炉低温段取风流量V_l⁰：

其中，V_l⁰为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉低温段取风流量，Nm³/h；V_l为实际状态下的烧结环冷机余热锅炉低温段取风流量，Nm³/h；p_a为当地大气压，Pa；p_f,l为烧结环冷机低温段取风压力，Pa；t_f,l为烧结环冷机低温段取风温度，℃。

3.3分别计算烧结环冷机余热锅炉出口烟气焓值、烧结环冷机高温段取风焓值以及烧结环冷机低温段取风焓值：

其中，H_out为余热锅炉出口烟气焓值，kJ/Nm³；H_h为烧结环冷机高温段取风焓值，kJ/Nm³；H_l为烧结环冷机低温段取风焓值，kJ/Nm³；k为取风管道内的烟气中水蒸气的体积占比，可取为设定值；h_gk,out为余热锅炉出口烟气温度下的干空气焓值，kJ/Nm³，由余热锅炉出口烟气温度计算或查表得到；为余热锅炉出口烟气温度下的水蒸气焓值，kJ/Nm³，由余热锅炉出口烟气温度计算或查表得到；h_gk,h为烧结环冷机高温段取风温度下的干空气焓值，kJ/Nm³，由烧结环冷机高温段取风温度计算或查表得到；为烧结环冷机高温段取风温度下的水蒸气焓值，kJ/Nm³，由烧结环冷机高温段取风温度计算或查表得到；h_gk,l为烧结环冷机低温段取风温度下的干空气焓值，kJ/Nm³，由烧结环冷机低温段取风温度计算或查表得到；为烧结环冷机低温段取风温度下的水蒸气焓值，kJ/Nm³，由烧结环冷机低温段取风温度计算或查表得到。

3.4计算标准状态下的烧结环冷机余热锅炉高温段取风流量

其中，为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉高温段取风流量，Nm³/h；Q_l为余热锅炉有效利用热，kJ/h；为余热锅炉保热系数，可取为设定值；V_l⁰为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉低温段取风流量，Nm³/h；H_out为余热锅炉出口烟气焓值，kJ/Nm³；H_h为烧结环冷机高温段取风焓值，kJ/Nm³；H_l为烧结环冷机低温段取风焓值，kJ/Nm³。

3.5计算得到实际状态下的烧结环冷机余热锅炉高温段取风流量V_h：

其中，V_h为实际状态下的烧结环冷机余热锅炉高温段取风流量，Nm³/h；p_a为当地大气压，Pa；p_f,h为烧结环冷机高温段取风压力，Pa；t_f,h为烧结环冷机高温段取风温度，℃；为标准状态下的烧结环冷机余热锅炉高温段取风流量，Nm³/h。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。