煤粉流量計(jì)在高爐噴煤中的應(yīng)用一．高爐噴煤工藝高爐噴煤就是從高爐風(fēng)口向爐內(nèi)直接噴吹磨細(xì)了的無(wú)煙煤粉、煙煤粉或兩者的混合煤粉，以代替部分焦炭提供熱量和還原劑。高爐噴煤后，可以擴(kuò)展風(fēng)口前的回旋區(qū)，縮小呆滯區(qū)；可以降低風(fēng)口前的理論燃燒溫度，有利于提高風(fēng)溫使用水平和富氧鼓風(fēng)；可以改善高爐爐缸的工作狀態(tài)，有利于高爐的穩(wěn)定順行。高爐噴煤成為高爐煉鐵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的核心。煤粉計(jì)量結(jié)果既決定著噴煤操作及設(shè)備配置的形式，又是高爐操作人員掌握和了解噴煤效果，并根據(jù)爐況變化實(shí)施調(diào)節(jié)的重要依據(jù)。如何對(duì)各風(fēng)口支管?chē)娒毫髁考右詸z測(cè)和控制，對(duì)噴煤流量計(jì)進(jìn)行深入的研究就顯得非常必要。二．煤粉流量計(jì)的測(cè)量原理1．氣固兩相流測(cè)量的基本原理煤粉在管道內(nèi)氣固兩相流動(dòng)過(guò)程中，其離散相的尺寸、空間分布和流動(dòng)狀態(tài)是隨機(jī)變化的，利用氣固兩相電學(xué)特性，介電常數(shù)的隨機(jī)變化對(duì)電容探頭極板施加電場(chǎng)的隨機(jī)調(diào)制作用，造成電容探頭電容量的隨機(jī)變化，電容探頭電容量的變化不僅與氣固兩相混合物中兩相流體的體積流量百分比有關(guān)，而且與離散相的局部濃度有關(guān)。通過(guò)對(duì)電容探頭檢測(cè)到的流動(dòng)噪聲信號(hào)進(jìn)入分析，發(fā)現(xiàn)流動(dòng)噪聲信號(hào)對(duì)時(shí)間的變化率與被測(cè)兩相流體中離散相的質(zhì)量流量之間有確定關(guān)系。因此，在一定條件下可以根據(jù)流動(dòng)噪聲信號(hào)對(duì)時(shí)間變化率的幅度分析和頻譜分析，確定氣固兩相流中離散相質(zhì)量流量的大小。2.流量計(jì)在高爐噴煤系統(tǒng)中的應(yīng)用在高爐噴吹自動(dòng)控制系統(tǒng)中，將煤粉流量計(jì)作為控制系統(tǒng)的控制依據(jù)，效果很好。噴煤量的調(diào)節(jié)，是噴吹控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。噴煤量的大小，是根據(jù)高爐爐況的不同而需不斷地變化，而它又與罐壓及補(bǔ)氣量有密切的關(guān)系。在沒(méi)有采用噴煤流量計(jì)的控制系統(tǒng)中，多是手動(dòng)設(shè)定噴吹罐的壓力，并根據(jù)噴煤罐重的減少量近似地計(jì)算出一個(gè)流量，再以它作為PID調(diào)節(jié)的實(shí)際流量值PV在控制系統(tǒng)中，PV的值是一個(gè)不確切的數(shù)值，將它與噴煤量設(shè)定值SV的差值作為控制依據(jù)，必然會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，使補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度不能較好地適應(yīng)噴煤量的需要。采用煤粉流量計(jì)后，可以確切地計(jì)量出氣體中實(shí)際的煤粉質(zhì)量，以它作為PID調(diào)節(jié)的實(shí)際值的輸入，進(jìn)行噴煤量的回路控制。由于各噴煤系統(tǒng)設(shè)備的不同，煤粉流量計(jì)的具體應(yīng)用也有些差別，但最根本的還是它的PID控制。在常規(guī)PID控制中，變更設(shè)定值時(shí)，設(shè)定值與測(cè)量體之間的偏差會(huì)出現(xiàn)瞬間突變抖動(dòng)。這種抖動(dòng)的微分運(yùn)算輸出變化劇烈，使整個(gè)控制系統(tǒng)產(chǎn)生微分沖擊，不利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。為了消除這種現(xiàn)象，使微分運(yùn)算對(duì)噴煤量的設(shè)定值變動(dòng)不起作用，單對(duì)測(cè)量值的變化產(chǎn)生微分超前控制作用，在噴煤量的回路控制中，采用了微分先行PID，又叫追值控制PID，即PI-D控制。將煤粉流量計(jì)的測(cè)量信號(hào)輸入至PLC的模擬量輸入模板，經(jīng)模板處理后，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)PV,將操作人員在上位機(jī)設(shè)定的小時(shí)噴煤量SV及煤粉流量的測(cè)量值PV，輸入下位機(jī)控制軟件的PID功能塊，定義相應(yīng)的比例帶P、積分時(shí)間常數(shù)TI,微分時(shí)間常數(shù)TD等參數(shù)，PID塊的輸出，則為控制操作信號(hào)輸出MV,經(jīng)PLC模擬量輸出模板輸出為4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)去直接控制補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥的啟閉。采用煤粉流量計(jì)的噴煤自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)完全的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，大大減輕了操作人員的工作量，滿足連續(xù)、穩(wěn)定、大噴吹量的要求。