[发明专利]一种能准确反映轧钢加热炉动态热平衡的测试方法

摘要

一种能准确反映轧钢加热炉动态热平衡的测试方法：采集加热炉在时刻加热中燃气和空气温度、流量和成分数据，计算热总收入及热总支出，并通过热总收入及热总支出计算出误差δ；当误差在3%内，说明计算结果准确，可信；如超出3%，需重新核算；将上述各热计算项的数据代入输入计算机计算并绘制曲线图。本发明能连续采集和分析与热平衡有关的各项数据，建立各载热物体实时热焓信息库，经计算机实时跟踪分析，得到加热炉每一时刻的热流走向数据，以分析、诊断加热炉在各种工艺条件下热利用状况，并将加热炉与上下游工序作为整体考虑，找到影响工序能耗的因素，以采取措施，使加热炉热效率不断提高。其对于降低轧钢加热炉能耗具有重要的指导意义。

主权项

一种能准确反映轧钢加热炉动态热平衡的测试方法，其步骤：1）采集加热炉在时刻加热过程中燃气和空气温度、流量和成分数据，计算热收入项：热收入项为：燃料化学热Q₁、预热空气带入的物理热Q₂、预热燃料带入的物理热Q₃、合金成分氧化热Q₄；热收入项中除金属氧化热Q₄外，其余各项热量按照GB/T13338‑1991均通过加热炉已有的计量设备进行检测，并通过与仪表室计算机的联机读取瞬态数据进行计算获得；金属氧化热Q₄的计算公式：Q₄（）=∑Q_氧化（,n）=∑1350×（W_+△—W)/△式中：×F/1000式中：Q₄（）的单位为kJ / min，N—为炉内装钢总支数,W—表示炉内第n支钢在时刻氧化烧损量，单位为：Kg，△—表示时间间隔，单位为：min，—表示时间，单位为：min，T—表示钢坯温度，单位为：℃；a和b是取决于钢种的系数，F—表示第n支钢坯表面积，单位为：cm²，热支出项为：金属吸收的有效热Q₁′、炉渣带走的热量Q₂′、汽化及冷却水带走热量Q₃′、开启炉门和/或炉墙开孔的辐射热损失Q₄′不严密性所致逸出气体损失热Q₅′、烟气带走的热量Q₆′、燃料的机械不完全燃烧热损失Q₇′、燃料的化学不完全燃烧热损失Q₈′、炉墙热损失Q₉′，其中，汽化及冷却水带走热量Q₃′、开启炉门和/或炉墙开孔的辐射热损失Q₄′不严密性所致逸出气体损失热Q₅′、烟气带走的热量Q₆′、燃料的机械不完全燃烧热损失Q₇′均通过加热炉的计量设备进行检测，并通过与仪表室计算机的联机读取瞬态数据，再按照GB/T13338‑1991进行计算获得；其余各热支出项按照以下各式计算获得；金属吸收的有效热Q₁′（,n）=∑ G_n·C_p·（T‑T’)/△，单位为kJ / min式中：所述金属即为钢坯，G_n—炉内第n支钢单重，单位为：kg；C_p—炉内第n支钢在0至T℃之间的平均比热，单位为：kJ /kg·℃；T—炉内第n支钢时刻温度，单位为：℃；—表示时间，单位为：min，△—设定的时间间隔，单位为：min；T’ —炉内第n支钢+△时刻温度，单位为：℃；N—炉内装钢总支数；燃料的化学不完全燃烧热损失，即Q₈′=，  单位为： kJ /min式中： K—为机械热损失系数，B—为燃料消耗量，单位为：m³ / min，Va—为单位燃料燃烧时产生的烟气量，单位为：m³ / m³，CO、H2、CH4—为烟气中可燃气体体积百分比含量，单位为：%，其通过在炉尾烟道设置的烟气分析仪采样获取；炉墙热损失计算式：Q₉′=/60，单位为：kJ /min式中：q_i—为炉墙热流密度，单位为：kw/m²，其通过炉墙外壁布置测量设备实时检测获取，A_i—炉墙散热面积，单位为：m²，上述热收入项总量∑Q为∑Q=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄；热支项总量∑Q′为+Q₈′+ Q₉′；加热炉瞬时热平衡：∑Q≈当平衡计算的误差在3%以内，说明上述计算结果准确，可信；如超出3%，则说明计算结果误差过大，需要重新核算；2）将上述各热计算项数据代入输入计算机的公式进行计算并绘制曲线图。