基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法与流程

本发明是涉及燃料燃烧与检测技术领域，具体的说是基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法。

背景技术：

钢铁企业在冶炼工序中产生大量的高炉煤气和转炉煤气，作为冶炼过程的副产资源，高炉煤气和转炉煤气的有效回收利用是钢铁企业节能降耗工作的重点之一。由于高炉煤气热值过低，具有难着火、燃烧温度低和燃烧稳定性差等缺点，而转炉煤气热值是高炉煤气的近两倍，着火和燃烧稳定性比高炉煤气要好很多，因此将高炉煤气与转炉煤气进行混烧已渐渐成为高炉煤气和转炉煤气的主要利用方式之一。

目前，钢厂主要通过煤气锅炉、轧钢加热炉、高炉热风炉等设备来混烧高炉煤气和转炉煤气。对于这些设备，燃料热值是其燃烧调整的重要依据，也是设备热效率的重要输入参数，燃料热值的变化与波动会对设备的安全和经济运行产生很大影响。然而，由于条件所限，目前大多数钢铁企业都未给燃烧设备配置煤气热值在线测量装置，钢厂基本上仍然是以人工输入定期化验分析值作为当前的煤气热值。而实际上，受上游冶炼工序等因素的影响，煤气的成分和热值很难保持稳定，经常处于波动状态，人工输入的定期化验值很可能会大大偏离当前真实值，这就会在很大程度上干扰运行人员的操作判断，影响燃烧设备的优化运行。

因此，需要针对采用空气和煤气双预热技术，且高炉煤气和转炉煤气混合后再送至燃烧器的设备，提出一种基于运行参数的煤气热值软测量方法，通过燃烧设备的运行参数同时辨识出两种煤气热值，结果可用于指导燃烧设备的燃烧优化调整，为燃烧设备的安全和经济运行提供依据，以解决目前大多数钢铁厂燃烧设备均未配置煤气热值在线分析仪给运行带来的不便和困难。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中的不足，提供基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法，其特征在于：燃烧系统设置有煤气预热器和空气预热器，所述的燃烧系统将高炉煤气和转炉煤气混合后再送至燃烧器，通过获取燃烧系统运行数据，并对运行数据进行处理，求解得到煤气热值，其具体步骤如下：

步骤1，获取燃烧系统运行参数的实时数据；

步骤2，对步骤1获得的数据进行预处理，得到用于求解煤气热值的有效数据；

步骤3，根据步骤2获得的有效数据，求解煤气热值，具体包括以下步骤：

步骤3.1，假定一个初始的高炉煤气干基热值假定一个初始的转炉煤气干基热值

步骤3.2，分别根据假定的高炉煤气干基热值和转炉煤气干基热值进行高炉煤气和转炉煤气燃烧计算：

步骤3.2.1，根据假定的高炉煤气干基热值进行燃烧计算：

步骤3.2.1.1，通过假定的高炉煤气干基热值计算每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量

步骤3.2.1.2，通过理论干空气量和理论干烟气量计算高炉煤气特性因子χbfg；

步骤3.2.1.3，通过高炉煤气特性因子χbfg计算高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αbfg；

步骤3.2.1.4，计算每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(vgy)bfg；

步骤3.2.1.5，计算每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量

步骤3.2.2，根据假定的转炉煤气干基热值进行燃烧计算：

步骤3.2.2.1，通过假定的转炉煤气干基热值计算每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量

步骤3.2.2.2，通过理论干空气量和理论干烟气量计算转炉煤气特性因子χldg；

步骤3.2.2.3，通过转炉煤气特性因子χldg计算转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αldg；

步骤3.2.2.4，计算每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(vgy)ldg；

步骤3.2.2.5，计算每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量

步骤3.3，分别计算入炉转炉煤气干基流量(bg)ldg和入炉高炉煤气干基流量(bg)bfg；

步骤3.4，分别计算空气预热器和煤气预热器换热温度下的干烟气焓、水蒸气焓、空气焓和煤气焓；

步骤3.5，计算煤气预热器烟气侧总放热量qy，myq；

步骤3.6，计算煤气预热器煤气侧总吸热量qm，myq；

步骤3.7，将qy，myq与qm，myq的差值的绝对值|qy，myq-qm，myq|与设定的误差限值ε1进行比较：

当|qy，myq-qm，myq|大于误差限值ε1时，重新假定高炉煤气干基热值并再次执行步骤3.2至步骤3.7，当|qy，myq-qm，myq|小于或等于误差限值ε1时，输出作为当前高炉煤气干基热值(qd)bfg；

步骤3.8，计算空气预热器烟气侧总放热量qy，kyq；

步骤3.9，计算标准状态下的流经空气预热器的干空气流量vgk；

步骤3.10，计算流经空气预热器的干空气流量vgk中转炉煤气燃烧对应的流量(vgk)ldg；

步骤3.11，计算转炉煤气干基热值(qd)ldg；

步骤3.12，将(qd)ldg与的差值的绝对值与设定的误差限值ε2进行比较：

当大于误差限值ε2时，重新假定转炉煤气干基热值并再次执行步骤3.2至步骤3.12，当小于或等于误差限值ε2时，转至下一步骤；

步骤3.13，输出(qd)ldg作为最终转炉煤气干基热值，(qd)bfg作为最终高炉煤气干基热值，并输出混合煤气干基热值qd。

所述的步骤3.2中高炉煤气和转炉煤气燃烧计算的内容包括：

步骤3.2.1，根据假定的高炉煤气干基热值进行燃烧计算：

步骤3.2.1.1，通过假定的高炉煤气干基热值计算每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量具体计算公式如下：

每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量的计算公式为：

其中，为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量；为假定的高炉煤气干基热值；a1、b1为高炉煤气燃烧理论干空气量计算系数；

每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量的计算公式如下：

其中，为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量；为假定的高炉煤气干基热值；a2、b2为高炉煤气燃烧理论干烟气量计算系数；

步骤3.2.1.2，高炉煤气特性因子χbfg的计算公式如下：

其中，χbfg为高炉煤气特性因子；为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量，；为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量；

步骤3.2.1.3，步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量，高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αbfg的计算公式如下：

其中，αbfg为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(o2)为烟气含氧量；

当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中co含量时，高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αbfg的计算公式如下：

其中，αbfg为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(o2)为烟气含氧量；φ′(co)为烟气中co含量；

步骤3.2.1.4，每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(vgy)bfg的计算公式如下：

其中，(vgy)bfg为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量；为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量；为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量；αbfg为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；

步骤3.2.1.5，每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量的计算公式如下：

其中，为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量；αbfg为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量；dk为空气的绝对湿度；(dg)bfg为高炉煤气含湿量；

步骤3.2.2，根据假定的转炉煤气干基热值进行燃烧计算：

步骤3.2.2.1，通过假定的转炉煤气干基热值计算每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量具体计算公式如下：

每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量的计算公式为：

其中，为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量；为假定的转炉煤气干基热值；a3、b3为转炉煤气燃烧理论干空气量计算系数；

每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量的计算公式为：

其中，为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量；为假定的转炉煤气干基热值；a4、b4为转炉煤气燃烧理论干烟气量计算系数；

步骤3.2.2.2，计算转炉煤气特性因子χldg的计算公式如下：

其中，χldg为转炉煤气特性因子；为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量；为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量；

步骤3.2.2.3，步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量，转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αldg的计算公式如下：

其中，αldg为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(o2)为烟气含氧量；

当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中co含量时，转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αldg的计算公式如下：

其中，αldg为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(o2)为烟气含氧量；φ′(co)为烟气中co含量；

步骤3.2.2.4，每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(vgy)ldg的计算公式如下：

其中，(vgy)ldg为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量；为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量；为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量；αldg为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；

步骤3.2.2.5，每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量的计算公式如下：

其中，为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量；αldg为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量；dk为空气的绝对湿度；(dg)ldg为转炉煤气含湿量。

所述的步骤1中采集到的燃烧系统运行参数包括转炉煤气温度、当地大气压力、转炉煤气压力、转炉煤气流量、高炉煤气温度、高炉煤气压力和高炉煤气流量，所述的步骤3.3中入炉转炉煤气干基流量(bg)ldg和入炉高炉煤气干基流量(bg)bfg的计算公式如下：

入炉转炉煤气干基流量(bg)ldg的计算公式为：

其中，(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量；(tg)ldg为转炉煤气温度；pa为当地大气压力；(pg)ldg为转炉煤气压力(表压)；为实测的入炉转炉煤气流量；(dg)ldg为转炉煤气含湿量；

入炉高炉煤气干基流量(bg)bfg的计算公式为：

其中，(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量；(tg)bfg为高炉煤气温度；pa为当地大气压力；(pg)bfg为高炉煤气压力(表压)；为实测的入炉高炉煤气流量；(dg)bfg为高炉煤气含湿量。

所述的步骤1中采集到的燃烧系统运行参数包括空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度、空气预热器空气侧进口温度、空气预热器空气侧出口温度、煤气预热器煤气侧进口温度和煤气预热器煤气侧出口温度，所述的步骤3.4中空气预热器和煤气预热器换热温度下的干烟气焓、水蒸气焓、空气焓和煤气焓的计算公式如下：

(1)高炉煤气燃烧产生的干烟气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下：

其中，θkyq，in为空气预热器烟气侧进口温度；θkyq，out为空气预热器烟气侧出口温度；θmyq，in为煤气预热器烟气侧进口温度；θmyq，out为煤气预热器烟气侧出口温度；(hgy，kyq，in)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，in温度下的焓值；(hgy，kyq，out)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，out温度下的焓值；(hgy，myq，in)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，in温度下的焓值；(hgy，myq，out)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，out温度下的焓值；

(2)转炉煤气燃烧产生的干烟气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下：

其中，θkyq，in为空气预热器烟气侧进口温度；θkyq，out为空气预热器烟气侧出口温度；(hgy，kyq，in)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，in温度下的焓值；(hgy，kyq，out)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，out温度下的焓值；θmyq，in为煤气预热器烟气侧进口温度；θmyq，out为煤气预热器烟气侧出口温度；(hgy，myq，in)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，in温度下的焓值；(hgy，myq，out)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，out温度下的焓值；

(3)水蒸气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下：

其中，θkyq，in为空气预热器烟气侧进口温度；θkyq，out为空气预热器烟气侧出口温度；为水蒸气在θkyq，in温度下的焓值；为水蒸气在θkyq，out温度下的焓值；θmyq，in为煤气预热器烟气侧进口温度；θmyq，out为煤气预热器烟气侧出口温度；为水蒸气在θmyq，in温度下的焓值；为水蒸气在θmyq，out温度下的焓值；

(4)每立方米干空气对应的湿空气在空气预热器空气侧进口温、空气预热器空气侧出口温度下的焓值的计算公式如下：

其中，tk，in为空气预热器空气侧进口温度；tk，out为空气预热器空气侧出口温度；hk，in为每立方米干空气对应的湿空气在tk，in温度下的焓值；hk，out为每立方米干空气对应的湿空气在tk，out温度下的焓值；

(5)每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在煤气预热器煤气侧进口温度、煤气预热器煤气侧出口温度下的焓值的计算公式如下：

其中，tm，in为煤气预热器煤气侧进口温度；tm，out为煤气预热器煤气侧出口温度；hm，in为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm，in温度下的焓值；hm，out为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm，out温度下的焓值。

所述的步骤3.5中煤气预热器烟气侧总放热量qy，myq的计算公式为：

其中，qy，myq为煤气预热器烟气侧总放热量；(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量；(vgy)bfg为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量；为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量；(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量；(vgy)ldg为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量；为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量；(hgy，myq，in)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，in温度下的焓值；(hgy，myq，out)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，out温度下的焓值；(hgy，myq，in)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，in温度下的焓值；(hgy，myq，out)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，out温度下的焓值；为水蒸气在θmyq，in温度下的焓值；为水蒸气在θmyq，out温度下的焓值。

所述的步骤3.6中煤气预热器煤气侧总吸热量qm，myq的计算公式为：

qm，myq＝((bg)bfg+(bg)ldg)(hm，in-hm，out)

其中，qm，myq为煤气预热器煤气侧总吸热量；(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量；(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量；hm，in为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm，in温度下的焓值；hm，out为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm，out温度下的焓值。

所述的步骤3.8中空气预热器烟气侧总放热量qy，kyq的计算公式为：

其中，qy，kyq为空气预热器烟气侧总放热量；(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量；(vgy)bfg为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量；为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量；(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量；(vgy)ldg为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量；为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量；(hgy，kyq，in)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，in温度下的焓值；(hgy，kyq，out)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，out温度下的焓值；(hgy，kyq，in)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，in温度下的焓值；(hgy，kyq，out)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，out温度下的焓值；为水蒸气在θkyq，in温度下的焓值；为水蒸气在θkyq，out温度下的焓值。

所述的步骤3.9中标准状态下的流经空气预热器的干空气流量vgk的计算公式为：

其中，vgk为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量；qy，kyq为空气预热器烟气侧总放热量；hk，in为每立方米干空气对应的湿空气在tin温度下的焓值；hk，out为每立方米干空气对应的湿空气在tout温度下的焓值。

所述的步骤3.10中流经空气预热器的干空气流量vgk中转炉煤气燃烧对应的流量(vgk)ldg的计算公式为：

其中，(vgk)ldg为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量vgk中转炉煤气燃烧对应的流量；vgk为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量；αbfg为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；δα为漏风系数，为综合炉膛漏风和烟气含氧量测点上游烟道漏风后的漏风系数；(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量；(qd)bfg为高炉煤气干基热值；

所述的步骤3.11中转炉煤气干基热值(qd)ldg的计算公式为：

其中，(qd)ldg为转炉煤气干基热值计算值；(vgk)ldg为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量vgk中转炉煤气燃烧对应的流量；αbfg为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；δα为漏风系数；(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量。

步骤3.13中混合煤气干基热值qd的计算公式为：

其中，qd为混合煤气干基热值；(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量；(qd)bfg为高炉煤气干基热值；(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量；(qd)ldg为转炉煤气干基热值。

本发明基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法的有益效果是：

第一，本发明用于高炉煤气与转炉煤气混合后预热燃烧条件下的煤气热值软测量，能够在线辨识出高炉煤气、转炉煤气和混合煤气的热值，可为燃烧设备的性能分析和燃烧调整提供可靠依据，具有重要的实用意义。

第二，本发明煤气热值完全通过设备运行参数在线计算得到，无需离线采集数据，无需任何人工输入参数，完全依靠机组在线采集数据即可实现，具有良好的可实施性。

附图说明

图1为本发明基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法的工作流程图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本实施例中，煤气燃烧设备具备的特性包括：采用混合燃烧高炉煤气和转炉煤气技术，且采用空气和煤气双预热技术，所述的高炉煤气和转炉煤气混合后再送至燃烧器的设备。

本实施例中，基于混合煤气预热燃烧的煤气热值软测量方法的具体实施步骤如下：

步骤1，获取燃烧系统运行参数的实时数据；获取到的燃烧系统运行参数包括但不限于：烟气含氧量、当地大气压力、大气相对湿度、环境温度、高炉煤气压力、高炉煤气温度、高炉煤气流量、转炉煤气压力、转炉煤气温度、转炉煤气流量、空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、空气预热器空气侧进口温度、空气预热器空气侧出口温度、煤气预热器煤气侧进口温度、煤气预热器煤气侧出口温度。

优选地，所述烟气含氧量的测点位置位于空气预热器烟气侧出口和煤气预热器烟气侧入口之间的烟道中。

进一步优选的，如果煤气预热器烟气侧进口与空气预热器烟气侧出口离得很近，则空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度可只测一个。

步骤2，对步骤1获得的数据进行预处理，数据的预处理方式包括但不限于坏点处理和数据平滑处理，得到用于求解煤气热值的有效数据。

步骤3，根据步骤2获得的有效数据，求解高炉煤气和转炉煤气混烧锅炉的入炉煤气热值与锅炉热效率，具体包括以下步骤：

步骤3.1，假定一个初始的高炉煤气干基低位热值假定一个初始的转炉煤气干基低位热值

步骤3.2，分别根据假定的高炉煤气干基低位热值和转炉煤气干基低位热值进行高炉煤气和转炉煤气燃烧计算：

步骤3.2.1，根据假定的高炉煤气干基低位热值进行燃烧计算：

步骤3.2.1.1，通过假定的高炉煤气干基低位热值计算每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量具体计算公式如下：

每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量的计算公式为：

其中，为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量，nm³/nm³(干煤气)；为假定的高炉煤气干基低位热值，kj/nm³；a1＝1.955×10^-4，b1＝0。

每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量的计算公式为：

其中，为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为假定的高炉煤气干基低位热值，kj/nm³；a2＝1.470x10^-4，b2＝1。

步骤3.2.1.2，高炉煤气特性因子χbfg的计算公式如下：

其中，χbfg为高炉煤气特性因子；为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量，nm³/nm³(干煤气)；

步骤3.2.1.3，高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αbfg的计算公式如下：

其中，αbfg为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(o2)为烟气含氧量，％；

当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中co含量时，高炉煤气燃烧对应的过量空气系数αbfg的计算公式如下：

其中，αbfg为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(o2)为烟气含氧量，％；φ′(co)为烟气中co含量，％；

步骤3.2.1.4，每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(vgy)bfg的计算公式如下：

其中，(vgy)bfg为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为每立方米高炉煤气燃烧产生的理论干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量，nm³/nm³(干煤气)；αbfg为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数。

步骤3.2.1.5，每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量的计算公式如下：

其中，为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量，nm³/nm³(干煤气)；αbfg为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；为每立方米高炉煤气燃烧所需的理论干空气量，nm³/nm³(干煤气)；dk为空气的绝对湿度，kg/kg；(dg)bfg为高炉煤气含湿量，kg/nm³(干煤气)。

上述计算过程中所需的空气的绝对湿度和高炉煤气含湿量数据均可采用简化的设定值，也可采用计算得到的精确值，当空气绝对湿度以及高炉煤气含湿量通过计算得到时，具体计算方法如下：

空气绝对湿度dk的计算公式如下：

其中，dk为空气绝对湿度，kg/kg(干空气)；pa为当地大气压力，pa；φ为大气相对湿度，％；ps为环境温度t0下的水蒸气饱和压力，pa，可通过环境温度t0求解得到；

高炉煤气含湿量(dg)bfg的计算公式如下：

其中，(dg)bfg为高炉煤气含湿量，kg/nm³(干煤气)；pa为当地大气压力，pa；(pg)bfg为高炉煤气压力(表压)，pa；(ps′)bfg为高炉煤气温度(tg)bfg下的饱和水蒸气分压力，pa，可通过高炉煤气温度(tg)bfg求解得到；

步骤3.2.2，根据假定的转炉煤气干基低位热值进行燃烧计算：

步骤3.2.2.1，通过假定的转炉煤气干基低位热值计算每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量和每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量具体计算公式如下：

每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量的计算公式为：

其中，为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量，nm³/nm³(干煤气)；为假定的转炉煤气干基低位热值，kj/nm³；a3＝1.858×10^-4，b3＝0。

每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量的计算公式为：

其中，为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为假定的转炉煤气干基低位热值，kj/nm³；a4＝1.449×10^-4，b4＝1。

步骤3.2.2.2，计算转炉煤气特性因子χldg的计算公式如下：

其中，χldg为转炉煤气特性因子；为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量，nm³/nm³(干煤气)；

步骤3.2.2.3，步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量，转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αldg的计算公式如下：

其中，αldg为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(o2)为烟气含氧量；

进一步优选的，当步骤1中采集的运行数据包括烟气含氧量和烟气中co含量时，所述的烟气含氧量和烟气中co含量为同一测点位置的干烟气成分，转炉煤气燃烧对应的过量空气系数αldg的计算公式如下：

其中，αldg为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；φ′(o2)为烟气含氧量，％；φ′(co)为烟气中co含量，％；

步骤3.2.2.4，每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量(vgy)ldg的计算公式如下：

其中，(vgy)ldg为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为每立方米转炉煤气燃烧产生的理论干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量，nm³/nm³(干煤气)；αldg为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数。

步骤3.2.2.5，每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量的计算公式如下：

其中，为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量，nm³/nm³(干煤气)；αldg为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；为每立方米转炉煤气燃烧所需的理论干空气量，nm³/nm³(干煤气)；dk为空气的绝对湿度，kg/kg；(dg)ldg为转炉煤气含湿量，kg/nm³(干煤气)。

上述计算过程中所需的空气的绝对湿度和转炉煤气含湿量数据均可采用简化的设定值，也可采用计算得到的精确值，当空气绝对湿度以及转炉煤气含湿量通过计算得到时，具体计算方法如下：

空气绝对湿度dk的计算公式如下：

其中，dk为空气绝对湿度，kg/kg(干空气)；pa为当地大气压力，pa；φ为大气相对湿度，％；ps为环境温度t0下的水蒸气饱和压力，pa，可通过环境温度t0求解得到；

转炉煤气含湿量(dg)ldg的计算公式如下：

其中，(dg)ldg为转炉煤气含湿量，kg/nm³(干煤气)；pa为当地大气压力，pa；(pg)ldg为转炉煤气压力(表压)，pa；(ps′)ldg为转炉煤气温度(tg)ldg下的饱和水蒸气分压力，pa，可通过转炉煤气温度(tg)ldg求解得到。

步骤3.3，分别计算入炉转炉煤气干基流量和入炉高炉煤气干基流量：

入炉转炉煤气干基流量的计算公式如下：

其中，(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量，nm³/h；(tg)ldg为转炉煤气温度，℃；pa为当地大气压力，pa；(pg)ldg为转炉煤气压力(表压)，pa；为实测的入炉转炉煤气流量，m³/h；(dg)ldg为转炉煤气含湿量，kg/nm³(干煤气)。

入炉高炉煤气干基流量的计算公式如下：

其中，(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量，nm³/h；(tg)bfg为高炉煤气温度，℃；pa为当地大气压力，pa；(pg)bfg为高炉煤气压力(表压)，pa；为实测的入炉高炉煤气流量，m³/h；(dg)bfg为高炉煤气含湿量，kg/nm³(干煤气)。

步骤3.4，分别计算空气预热器和煤气预热器换热温度下的干烟气焓、水蒸气焓、空气焓和煤气焓：

(1)高炉煤气燃烧产生的干烟气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下：

其中，θkyq，in为空气预热器烟气侧进口温度，℃；θkyq，out为空气预热器烟气侧出口温度，℃；θmyq，in为煤气预热器烟气侧进口温度，℃；θmyq，out为煤气预热器烟气侧出口温度，℃；(hgy，kyq，in)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，in温度下的焓值，kj/nm³；(hgy，kyq，out)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，out温度下的焓值，kj/nm³；(hgy，myq，in)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，in温度下的焓值，kj/nm³；(hgy，myq，out)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，out温度下的焓值，kj/nm³；

(2)转炉煤气燃烧产生的干烟气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下：

其中，θkyq，in为空气预热器烟气侧进口温度，℃；θkyq，out为空气预热器烟气侧出口温度，℃；(hgy，kyq，in)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，in温度下的焓值，kj/nm³；(hgy，kyq，out)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，out温度下的焓值，kj/nm³；θmyq，in为煤气预热器烟气侧进口温度，℃；θmyq，out为煤气预热器烟气侧出口温度，℃；(hgy，myq，in)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，in温度下的焓值，kj/nm³；(hgy，myq，out)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，out温度下的焓值，kj/nm³；

(3)水蒸气在空气预热器烟气侧进口温度、空气预热器烟气侧出口温度、煤气预热器烟气侧进口温度、煤气预热器烟气侧出口温度下的焓值的计算公式如下：

其中，θkyq，in为空气预热器烟气侧进口温度，℃；θkyq，out为空气预热器烟气侧出口温度，℃；为水蒸气在θkyq，in温度下的焓值，kj/nm³；为水蒸气在θkyq，out温度下的焓值，kj/nm³；θmyq，in为煤气预热器烟气侧进口温度，℃；θmyq，out为煤气预热器烟气侧出口温度，℃；为水蒸气在θmyq，in温度下的焓值，kj/nm³；为水蒸气在θmyq，out温度下的焓值，kj/nm³；

(4)每立方米干空气对应的湿空气在空气预热器空气侧进口温度、空气预热器空气侧出口温度下的焓值的计算公式如下：

其中，tk，in为空气预热器空气侧进口温度，℃；tk，out为空气预热器空气侧出口温度，℃；hk，in为每立方米干空气对应的湿空气在tk，in温度下的焓值，kj/nm³(干空气)；hk，out为每立方米干空气对应的湿空气在tk，out温度下的焓值，kj/nm³(干空气)；

(5)每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在煤气预热器煤气侧进口温度、煤气预热器煤气侧出口温度下的焓值的计算公式如下：

其中，tm，in为煤气预热器煤气侧进口温度，℃；tm，out为煤气预热器煤气侧出口温度，℃；hm，in为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm，in温度下的焓值，kj/nm³(干煤气)；hm，out为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm，out温度下的焓值，kj/nm³(干煤气)。

步骤3.5，煤气预热器烟气侧总放热量qy，myq的计算公式如下：

其中，qy，myq为煤气预热器烟气侧总放热量，kj/h；(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量，nm³/h；(vgy)bfg为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量，nm³/nm³(干煤气)；(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量，nm³/h；(vgy)ldg为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量，nm³/nm³(干煤气)；(hgy，myq，in)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，in温度下的焓值，kj/nm³；(hgy，myq，out)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，out温度下的焓值，kj/nm³；(hgy，myq，in)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，in温度下的焓值，kj/nm³；(hgy，myq，out)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θmyq，out温度下的焓值，kj/nm³；为水蒸气在θmyq，in温度下的焓值，kj/nm³；为水蒸气在θmyq，out温度下的焓值，kj/nm³。

步骤3.6，煤气预热器煤气侧总吸热量qm，myq的计算公式如下：

qm，myq＝((bg)bfg+(bg)ldg)(hm，in-hm，out)

其中，qm，myq为煤气预热器煤气侧总吸热量，kj/h；(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量，nm³/h；(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量，nm³/h；hm，in为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm，in温度下的焓值，kj/nm³(干煤气)；hm，out为每立方米干混合煤气对应的湿混合煤气在tm，out温度下的焓值，kj/nm³(干煤气)。

步骤3.7，将qy，myq与qm，myq的差值的绝对值|qy，myq-qm，myq|与设定的误差限值ε1进行比较：

当|qy，myq-qm，myq|大于误差限值ε1时，重新假定高炉煤气干基低位热值并再次执行步骤3.2至步骤3.7，当|qy，myq-qm，myq|小于或等于误差限值ε1时，输出作为当前高炉煤气干基低位热值(qd，net)bfg；

进一步的，当|qy，myq-qm，myq|大于设定的误差限值ε1时，将赋值给所述假定的高炉煤气干基低位热值再次执行步骤3.2至步骤3.7，直至|qy，myq-qm，myq|小于或等于设定的误差限值ε1。

步骤3.8，空气预热器烟气侧总放热量qy，kyq的计算公式为：

其中，qy，kyq为空气预热器烟气侧总放热量，kj/h；(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量，nm³/h；(vgy)bfg为每立方米高炉煤气燃烧产生的实际干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为每立方米高炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量，nm³/nm³(干煤气)；(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量，nm³/h；(vgy)ldg为每立方米转炉煤气燃烧产生的实际干烟气量，nm³/nm³(干煤气)；为每立方米转炉煤气燃烧产生的烟气中所含的水蒸气量，nm³/nm³(干煤气)；(hgy，kyq，in)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，in温度下的焓值，kj/nm³；(hgy，kyq，out)bfg为高炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，out温度下的焓值，kj/nm³；(hgy，kyq，in)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，in温度下的焓值，kj/nm³；(hgy，kyq，out)ldg为转炉煤气燃烧产生的干烟气在θkyq，out温度下的焓值，kj/nm³；为水蒸气在θkyq，in温度下的焓值，kj/nm³；为水蒸气在θkyq，out温度下的焓值，kj/nm³；

步骤3.9，标准状态下的流经空气预热器的干空气流量vgk的计算公式为：

其中，vgk为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量，nm³/h；qy，kyq为空气预热器烟气侧总放热量，kj/h；hk，in为每立方米干空气对应的湿空气在tin温度下的焓值，kj/nm³(干空气)；hk，out为每立方米干空气对应的湿空气在tout温度下的焓值，kj/nm³(干空气)。

步骤3.10，流经空气预热器的干空气流量vgk中转炉煤气燃烧对应的流量(vgk)ldg的计算公式为：

其中，(vgk)ldg为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量vgk中转炉煤气燃烧对应的流量，nm³/h；vgk为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量，nm³/h；αbfg为高炉煤气燃烧对应的过量空气系数；δα为漏风系数，为综合炉膛漏风和烟气含氧量测点上游烟道漏风后的漏风系数，对于炉膛和烟道处于正压运行的燃烧设备取值为0，对于炉膛和烟道处于负压运行的燃烧设备则可采用设定值；(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量，nm³/h；(qd，net)bfg为高炉煤气干基低位热值，kj/nm³。

步骤3.11，转炉煤气干基低位热值(qd，net)ldg的计算公式为：

其中，(qd，net)ldg为转炉煤气干基低位热值计算值，kj/nm³；(vgk)ldg为标准状态下的流经空气预热器的干空气流量vgk中转炉煤气燃烧对应的流量，nm³/h；αbfg为转炉煤气燃烧对应的过量空气系数；δα为漏风系数，为综合炉膛漏风和烟气含氧量测点上游烟道漏风后的漏风系数，对于炉膛和烟道处于正压运行的燃烧设备取值为0，对于炉膛和烟道处于负压运行的燃烧设备则可采用设定值；(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量，nm³/h。

步骤3.12，将(qd，net)ldg与的差值的绝对值与设定的误差限值ε2进行比较：

当大于设定的误差限值ε2时，重新假定转炉煤气干基低位热值并再次执行步骤3.2至步骤3.12，当小于或等于设定值ε2时，转至下一步骤。

进一步的，当大于设定的误差限值ε2时，将赋值给所述假定的转炉煤气干基低位热值再次执行步骤3.2至步骤3.12，直至小于或等于设定的误差限值ε2。

步骤3.13，输出(qd，net)ldg作为最终转炉煤气干基低位热值，输出(qd，net)bfg作为最终高炉煤气干基低位热值，并计算出混合煤气干基低位热值qd，net；

所述的混合煤气干基低位热值qd，net的计算公式为：

其中，qd，net为混合煤气干基低位热值，kj/nm³；(bg)bfg为标准状态下的入炉高炉煤气干基流量，nm³/h；(qd，net)bfg为高炉煤气干基低位热值，kj/nm³；(bg)ldg为标准状态下的入炉转炉煤气干基流量，nm³/h；(qd，net)ldg为转炉煤气干基低位热值，kj/nm³。

本实施例中，煤气热值采用煤气干基低位热值进行求解。在具体实施过程中，煤气热值也可采用煤气干基高位热值进行求解，只是各公式的相关系数要做相应调整。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。