[发明专利]一种高炉水渣脱白节能系统及控制方法

说明书

本发明涉及一种高炉水渣脱白节能系统及控制方法，属于烟气治理领域。该控制方法包括以下步骤：S1.通过控制模块实时采集高炉水渣脱白节能系统的相关冲渣工艺参数；S2.利用高炉熔渣冲制模型、喷淋冷却模型和旋流脱水模型，计算冲渣工艺参数变化后的烟气参数、烟气变化后喷淋冷却系统的喷淋水量和旋流脱水器的脱水效率，确定喷淋冷却和旋流脱水后的烟气参数；S3.分析粒化塔烟气阻力变化曲线，调节风机的最优转速，在满足脱白效率的约束条件下，实现高炉水渣脱白节能系统节能。

技术领域

本发明属于烟气治理领域，涉及一种高炉水渣脱白节能系统及控制方法。

背景技术

高炉水渣系统烟气脱白的技术主要集中在“直接喷淋法”和“降温除湿+升温过热法”两种，“直接喷淋法”技术之间的区别主要在于循环水喷淋和循环流动的方式不同；“降温除湿+升温过热法”技术之间的区别主要在于降温除湿与升温过热所用的方式和介质不同。这两种方案都涉及到冷却水系统和烟气系统，由于高炉烟气量大，所以脱白系统主要运行成本在于冷却水系统的水泵和烟气系统风机的能耗。由于高炉冲渣水脱白的能耗极高，2019年国内大多地区放弃了对冲渣烟气脱白的要求，因此降低能耗是高炉水渣脱白技术具有竞争力能够实施的最重要的一方面。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高炉水渣脱白节能系统及控制方法，以解决传统脱白系统的水泵及风机能耗过高的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高炉水渣脱白节能系统，包括沿流向依次通过管道相连的粒化塔、法兰过滤器、风机和排气筒，粒化塔内从下至上依次布置喷淋冷却系统、旋流脱水器和电动百叶翻板阀，喷淋冷却系统包括水泵；粒化塔、法兰过滤器、风机、喷淋冷却系统的水泵、旋流脱水器均与控制模块信号连接，通过控制模块控制水泵和风机的转速。

进一步，法兰过滤器并联设置有两组。

一种高炉水渣脱白节能控制方法，包括以下步骤：

S1.通过控制模块实时采集高炉水渣脱白节能系统的相关冲渣工艺参数；

S2.利用高炉熔渣冲制模型、喷淋冷却模型和旋流脱水模型，计算冲渣工艺参数变化后的烟气参数、烟气变化后喷淋冷却系统的喷淋水量和旋流脱水器的脱水效率，确定喷淋冷却和旋流脱水后的烟气参数；

S3.分析粒化塔烟气阻力变化曲线，调节风机的最优转速，在满足脱白效率的约束条件下，实现高炉水渣脱白节能系统节能。

进一步，步骤S1中，实时采集的冲渣工艺参数包括冲渣水流量Q_冲、冲渣水温度T_冲、熔渣流量T_熔、喷淋前后烟气温度差T_降、水泵转速w_水、风机转速w_风。

进一步，步骤S2中，计算出的烟气参数包括烟气流量Q_烟，烟气含湿量M。

进一步，步骤S2中，喷淋冷却系统的喷淋水量为：

式中，Q_水为喷淋冷却系统的喷淋水量，Q_烟为烟气流量，T_降为喷淋前后烟气温度差，H_热为冲渣后热烟气的焓值，H_冷为喷淋冷却后冷烟气的焓值。

进一步，步骤S2中，旋流脱水器阻力为：

式中，k_f为修正系数，ρ_t为烟气密度，V_t为烟气流速。

进一步，喷淋冷却后的烟气为饱和空气，则烟气密度ρ_t为：