冶金行业混合煤气的计量与应用探索

袁利亨

摘要：在现代化的工业生产中，精准的工艺控制和科学的生产管理需要准确的数据支持，特别是在冶金行业这样的能源消耗高、工艺流程复杂的行业中，精准获得能源数据更加重要。为了实现对工序能耗的精准计量，企业需要采用先进的工艺技术及科学的计量方法。这不仅能够揭示能源消耗过程，优化整体能源的调度平衡，同时对企业降低运行成本也具有积极的意义。其中，对混合煤气的精准计量更是至关重要。只有通过准确的数据支持，企业才能够更好地掌握能源消耗的情况，从而实现更加精细化的能源管理和调控。

关键词：冶金行业；混合煤气；计量；应用

1混合煤气概述

煤气在钢铁企业生产过程中被广泛使用，这是因为煤气是一种重要的燃料，可以帮助钢铁企业进行高效的生产和加工。根据煤气产生方式的不同，煤气可以分为多种类型，例如焦炉煤气、转炉煤气、煤气化炉煤气和烧结机煤气等。不同种类煤气的成分组成、洁净度、燃烧热值等存在差异。焦炉煤气主要由一氧化碳、氢气和甲烷等组成，而转炉煤气则主要由氮气、一氧化碳和二氧化碳等组成。煤气化炉煤气则是由一系列复杂的化学反应产生的，其成分组成更为复杂。因此，钢铁企业需要根据自身的生产需要选择合适的煤气类型。钢铁企业通常把不同种类煤气混合在一起掺烧，以提高燃料的热值。这种混合炉气的方式可以有效地利用各种煤气的优点，使得钢铁企业能够更加高效地进行生产和加工。然而，混合煤气的应用工况条件比单一种类煤气的条件更为复杂。混合煤气的应用工况条件包括掺混比例的变化、温度压力的变化、湿度的变化、用户工艺变化等，这些因素都会对混合煤气的密度产生很大的影响。因此，钢铁企业需要根据实际情况不断调整混合煤气的比例和调整掺混煤气的工艺参数，以确保炉气的质量和稳定性。

2人工切换存在问题分析

2.1人工操作存在误差导致误操作事故频发

在许多工业领域，煤气混合系统是一个必要的组成部分。在一些工业领域，如冶金工业，煤气混合系统的重要性更加突出。在这些领域，高炉是一个关键设备，用于炼钢和其他冶金过程。高炉需要煤气混合系统来提供燃料，以保持高炉的正常运转。然而，煤气混合系统的管理并不容易。在某些情况下，有两个煤气混合系统，需要人工切换和控制参数分析准确。这需要操作人员高度紧张和劳动强度增加。同时，操作人员需要快速分析并修改两套高炉压力调节设定值，以确保工艺阀门设定准确，并时时跟踪混合煤气变化情况。这种高度紧张的操作环境，容易导致误操作现象的发生。一旦发生误操作，将会对安全生产和能源介质保供产生重大影响。因此，操作人员需要接受专业的培训和教育，以确保高炉运转的稳定性和安全性。

2.2生产联系制度不完善无法实现调节预判

在工业生产中，用户用量的变化是一项重要的指标。然而，用户用量受多种因素的影响，不规律可循，这给操作人员带来了很大的困扰。更糟糕的是，突然的用户用量变化无法及时告知操作人员，使得他们无法预判下一时段用量情况，从而影响系统切换的准确率。在当前的生产过程中，用户炉温直接用热值控制，人工切换导致热值波动。这种不稳定的热值波动可能导致工艺熄火事故发生。因此，为了确保生产过程的稳定性和安全性，必须采取措施解决这些问题。为了解决这些问题，我们可以考虑使用先进的监控技术和自动化控制系统来实现对用户用量的实时监测和控制。这样，我们就可以及时发现和处理突然的用户用量变化，并确保生产过程的稳定性和安全性。

2.3调节系统自动化程度较低需要多人操作

高炉是炼钢过程中重要的设备，对于其能否稳定运行直接影响到钢铁生产的质量和效益。仅就高炉的热力学调控而言，就需要同时修改高炉2套调节压力设定值、修改4套调节阀开关状态，监控混合压力、热值变化情况等多个参数，这对于操作人员的技能要求是非常高的。因此，至少需要3人联合操作来完成这项任务，而这也增加了操作难度。然而，即便是3人协同操作，如果没有良好的沟通和配合，非常容易产生误操作。一旦出现误操作，不仅会影响生产效率，还可能导致高炉运行不稳定，甚至出现安全事故。因此，实现自动化控制是解决人工操作难题的重要攻关课题。

3提高混合煤气流量测量精度的方法

3.1直接测量密度法

在炼钢厂的生产过程中，混合煤气是一个必要的能源。为了确保生产过程的正常进行，需要对混合煤气的流量进行准确测量。因此，在管道上安装流量测量仪表和带比重计的热值仪成为了必要的措施。比重计是一种可以测量混合煤气与空气密度之比的仪器。通过比重计的输出信号，可以通过PLC进行简单的运算，求出混合煤气流量。这种方法的优点在于可以减少误差，并且可以快速准确地获得混合煤气流量数据。该方法适用于炼钢厂3座麦窑的混合煤气测量。在炼钢厂的生产过程中，麦窑是一个重要的组成部分，混合煤气的流量测量对于麦窑的正常运行至关重要。因此，采用这种方法可以保证麦窑的正常运行，提高生产效率。总之，管道上安装流量测量仪表和带比重计的热值仪是一种可行的混合煤气流量测量方法。它可以减少误差，并且可以快速准确地获得混合煤气流量数据。这种方法适用于炼钢厂3座麦窑的混合煤气测量，可以保证麦窑的正常运行，提高生产效率。

3.2三种测量方法的优劣比较

在炼钢厂的生产过程中，需要对麦窑进行密度的测量。为此，常用的方法有两种，分别是理论计算密度法和测量热值计算密度法。这两种方法都需要通过中间变量来计算密度。然而，这些方法存在一些缺陷，导致其测量结果存在误差。因此，炼钢厂引入了第三种方法——实时测量的比重计方法，该方法的误差较小，是最理想的测量方法。这种方法可以直接测量密度，无需通过中间变量进行计算，因此能够减少误差。为了验证三种方法的测量准确度，炼钢厂在3#麦窑进行了比对试验。结果表明，第三种方法测量结果与理论热值最为接近，其准确度最高。引入比重计测量后，3#麦窑的吨白灰消耗标煤量下降了0.1%，这起到了关键作用。可以看出，实时测量的比重计方法不仅能够提高测量准确度，还能够降低能源消耗，减少生产成本，具有非常重要的意义。

3.3新增程序功能

混合煤气系统是一种利用两种或以上气体混合而成的燃气，广泛应用于工业生产和生活中。在混合煤气系统中，流量检测、调节阀开关延时、小混→大混自动切换、大混→小混自动切换和大小混自动/人工转换是几个关键功能，它们的作用非常重要。首先，流量检测功能可以确保混合煤气的流量始终在合理范围内，避免煤气流量过大或过小造成的安全隐患和生产损失。该功能还可以实现高、低值报警和流量信号断线报警检测，及时发现问题并进行处理。其次，调节阀开关延时功能可以避免频繁切换造成阀门系统故障。在混合煤气系统中，频繁切换会导致阀门系统磨损加剧，进而影响混合煤气的稳定性和安全性。因此，设置开关延时功能可以减少频繁切换，保护阀门系统。

4结论

精准计量不仅有利于提高企业经济效益，还能够保障工序产品质量、控制成本、节能降耗、提质增效。因此，在现代化的工业生产中，精准计量已经成为提高企业竞争力和市场占有率的重要手段。

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