吳光宇 周西濤

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動(dòng)化分公司，山東萊蕪271104）

0 引言

能源是工業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，鋼鐵行業(yè)是典型的高耗能行業(yè)。強(qiáng)化能源管理制度，對(duì)二次能源實(shí)施回收與轉(zhuǎn)換利用，進(jìn)行合理的能源調(diào)配與控制，是鋼鐵行業(yè)降低能耗、降低生產(chǎn)成本的重要手段之一。煤氣是鋼鐵工業(yè)的一種重要能源，優(yōu)化對(duì)煤氣資源的調(diào)配，在保證各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)煤氣需求的同時(shí)有效提高煤氣的利用效率，是鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)“降本增效”的一條重要途徑。

1 工藝概述

能源動(dòng)力廠型鋼煤氣系統(tǒng)是整個(gè)型鋼生產(chǎn)區(qū)的“心臟”，負(fù)責(zé)為整個(gè)型鋼煤氣用戶提供壓力和熱值穩(wěn)定的煤氣，其能否提供穩(wěn)定的混合煤氣壓力和熱值關(guān)系到大型生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定進(jìn)行。能源動(dòng)力廠型鋼煤氣系統(tǒng)由30萬(wàn)m3/16.5萬(wàn)m3/8萬(wàn)m3煤氣柜、混合加壓站、高焦加壓站、轉(zhuǎn)爐加壓站組成，擔(dān)負(fù)整個(gè)型鋼區(qū)域的煤氣調(diào)配及供應(yīng)工作。8萬(wàn)m3煤氣柜系統(tǒng)與30萬(wàn)m3煤氣柜系統(tǒng)原為兩個(gè)維護(hù)站分兩個(gè)地點(diǎn)監(jiān)控，值班人員分成兩個(gè)班組，造成設(shè)備閑置過(guò)多，人員超編，人力成本過(guò)高，現(xiàn)在需要將3套煤氣系統(tǒng)集中在一個(gè)大值班室集中監(jiān)控，壓縮人員編制，提高設(shè)備運(yùn)行效率。

2 影響煤氣柜回收速率的因素

根據(jù)煤氣柜運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)，列出煤氣柜活塞運(yùn)行速度（最大量程1.5 m/s）、進(jìn)出口調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、柜內(nèi)氣體與煤氣管網(wǎng)壓力差關(guān)系表，如表1所示。

表1 煤氣柜活塞運(yùn)行表

其中差壓用p表示，速度用s表示，進(jìn)出口調(diào)節(jié)閥開(kāi)度用m表示，在m一定的情況下：

k1為系數(shù)，不同開(kāi)度對(duì)應(yīng)不同的k1值，m≤70%時(shí)：

m＞70%時(shí)：

差壓一定的情況下，速度與閥門開(kāi)度在70%以內(nèi)大約呈線性關(guān)系，70%～100%呈非線性關(guān)系。

從表1中可以看出，當(dāng)p＜0.6 kPa時(shí)，活塞速度小于1 m/s，由于活塞運(yùn)行速度報(bào)警值為1 m/s，所以，當(dāng)p＜0.6 kPa時(shí)，進(jìn)出口執(zhí)行器就在全開(kāi)位置，以發(fā)揮煤氣柜最大調(diào)節(jié)能力。當(dāng)0.6kPa＜p＜0.9 kPa時(shí)，為使活塞運(yùn)行速度不超過(guò)1 m/s，結(jié)合公式（1）、（3），使s=1得出：

當(dāng)p＞0.9 kPa時(shí)，為使活塞運(yùn)行速度不超過(guò)1 m/s，結(jié)合公式（1）、（2），使s=1得出：

代入數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證并修正公式（6）、（7），當(dāng)0.6 kPa＜p＜0.9 kPa時(shí)：

當(dāng)p＞0.9 kPa時(shí)：

根據(jù)公式（8）、（9），得到煤氣柜進(jìn)出口調(diào)節(jié)閥開(kāi)度運(yùn)行曲線如圖1所示。

圖1 煤氣柜進(jìn)出口調(diào)節(jié)閥運(yùn)行曲線圖

綜上所述，在煤氣柜入口閥門開(kāi)度一定的條件下，影響煤氣柜回收速率的主要因素是煤氣管網(wǎng)與煤氣柜柜內(nèi)的氣體差壓。決定管網(wǎng)與柜內(nèi)氣體差壓的因素有：

（1）煤氣柜的設(shè)計(jì)壓力，即煤氣柜活塞懸浮時(shí)柜內(nèi)氣體的理論壓力；

（2）管道壓損，是煤氣流經(jīng)并網(wǎng)接點(diǎn)與煤氣柜之間管道時(shí)，全程阻力造成的壓力損失之和。

影響壓力損失的因素有：管道長(zhǎng)度、管道彎頭數(shù)量、管道上的閥門。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)實(shí)踐中大量收集的煤氣柜運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行曲線擬合，可以發(fā)現(xiàn)影響活塞式煤氣柜的兩個(gè)重要因素（出入口閥門開(kāi)度、柜內(nèi)外差壓）之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，將這一對(duì)參數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系應(yīng)用于日常生產(chǎn)，可以大大改善煤氣柜在線運(yùn)行時(shí)調(diào)控煤氣管網(wǎng)壓力的能力。

[1]楊獻(xiàn)勇.熱工過(guò)程自動(dòng)控制[M].2版.北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[2]李遵基.熱工自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京：華北電力大學(xué)出版社，1997.

[3]劉禾，白焰，李新利.火電廠熱工自動(dòng)控制技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.