本發明涉及高爐噴煤領域，具體涉及在沒有安裝煤粉總管流量計的前提下，通過噴吹罐稱重儀表和DCS控制系統進行噴煤率的監控，即一種實時噴煤率的監控方法。

背景技術：

噴煤率是指單位時間內的噴煤量，是判斷噴煤過程是否穩定均勻的關鍵指標，監控噴煤率的一般是在噴煤總管上安裝煤粉流量計，通過實時煤粉流量判斷噴吹過程是否均勻，但是煤粉流量計價格昂貴，且準確性和穩定性不足。因此，很多噴煤系統并未安裝煤粉流量計，而是通過噴吹罐的稱重儀表和DCS(Distributed Control System,分散控制系統)進行實時噴煤率的監控，傳統的監控方法一般有兩種：

1、

式(1)中，V——噴煤率，單位t/h；W_初——噴吹前罐內煤粉重量，單位t；W_實——噴吹過程罐內實時煤粉重量，單位t；t——本噴吹罐已噴煤時間，單位h。

該方法取樣時間跨度隨時間增長不斷增加，雖然噴吹率的準確性提高了，但噴吹率的實時性很差，在噴煤量調節上存在嚴重滯后性，無法實現自動控制。

2、V＝|W_實-W_上| (2)

式(2)中，V——噴煤率，單位t/h；W_實——噴吹過程罐內實時煤粉重量，單位t；W_上——噴吹過程上一秒罐內煤粉重量，單位t。

該方法取樣跨度1秒，實時性較好，但由于稱重儀表存在遲滯性，實時計算出來的噴煤率波動大，準確性不足，參考價值不大。

這兩種噴煤率監控方法難以同時兼顧準確性和實時性，難以滿足自動噴煤控制的要求，不利于提高噴煤過程的穩定性和均勻性。

綜上所述，現有技術中存在以下問題：在沒有安裝煤粉總管流量計的前提下，傳統的噴煤率監控方法難以同時兼顧準確性和實時性，難以滿足自動噴煤控制的要求。

技術實現要素：

本發明提供一種實時噴煤率的監控方法，為了克服噴煤率計算不準確的問題，同時兼顧準確性和實時性。

為此，本發明提出一種實時噴煤率的監控方法，所述實時噴煤率的監控方法包括：

采用ΔWi作為監控參數，ΔWi為噴吹罐每間隔m秒間的重量差，單位為噸，ΔWi的數據每m秒滾動更新一次；

噴煤率的監控公式為：

其中，V為噴煤率，單位t/h；K為一個監控周期的時間，單位為秒，i為大于3小于30的自然數，K＝i×m。

進一步地，所述一個監控周期的時間為45秒，對連續15個噴吹罐每間隔3秒間的重量差進行計算，

噴煤率的具體的監控公式為：

其中，V為噴煤率，單位t/h；

ΔW₁，ΔW₂，ΔW₃，……ΔW₁₅分別為連續15個噴吹罐每間隔3秒間的重量差。

進一步地，所述實時噴煤率的監控方法還包括：所述實時噴煤率的監控方法還包括：通過在噴吹罐上設置稱重傳感器獲得噴吹罐每間隔m秒間的重量信號，然后經過重量變送器將所述重量信號轉換為電信號，傳至高爐噴煤DCS控制系統，高爐噴煤DCS控制系統計算噴吹罐每間隔m秒間的電信號差，得到噴吹罐每間隔m秒間的重量差。

進一步地，所述重量變送器將噴吹罐的重量信號轉換為4-20mA的電信號。

進一步地，在所述噴吹罐上均勻設置三個并聯在所述重量變送器上的稱重傳感器以獲得(實時的)重量信號。

發明人在對現有噴煤率的監控方法的研究中發現：現有的噴煤數據監控中，每秒鐘采集的數據，有時因為重量信號采集的原因，例如處于數據滯后或重量測量誤差，會出現隨著噴煤時間的增加，罐重反而會有變大的反常情況，反常的重量反饋信號會導致噴煤DCS控制系統執行反向的控制策略，造成噴煤率波動大，控制質量下降。為此，發明人通過改變重量信號的采集頻率，采取ΔWi(重量差)并經過合理的多個數據進行數學平均計算噴煤率，實現重量變化是持續的，這樣才是真實反映罐內重量變化情況。因而，本發明避免了因為實時重量信號采集失真所造成的噴煤率波動大，存在干擾，對控制不利的問題。

進而，為了得到穩定的重量變化的持續，發明人經過進一步的作圖、擬回歸和計算機模擬，以及與高爐噴煤DCS控制系統的聯合耦合驗證，認識到，ΔWi(重量差)如果選擇數量偏少，控制穩定性不夠，噴煤率波動大；選擇數量過多，控制的實時性不足。選擇15個ΔWi，是在反復試驗后獲得的最佳結果，最終使噴煤率波動＜2t/h，達到了噴煤量自動控制的條件，小時噴煤量誤差約0.3％，為穩定生產提供了條件。

附圖說明

圖1為本發明的工作原理示意圖。

附圖標號說明：

4噴吹罐 5稱重傳感器接線盒 6重量變送器 7高爐噴煤DCS控制系統 81稱重傳感器 82稱重傳感器 83稱重傳感器

具體實施方式

為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本發明。

如圖1所示，本發明提出一種實時噴煤率的監控方法，所述實時噴煤率的監控方法包括：

采用ΔWi作為監控參數，ΔWi為噴吹罐每間隔m秒間的重量差，單位為噸，ΔWi的數據每m秒滾動更新一次；

噴煤率的監控公式為：

其中，V為噴煤率，單位t/h(噸/小時)；K為一個監控周期的時間，單位為秒，i為大于3小于30的自然數，K＝i×m。即，

本發明采取了不同于現有技術的監控參數，可以對重量數據進行有效過濾，避免了因為監控或采取實時重量作為監控參數而帶來的實時重量參數不準確所造成的噴煤率波動大，存在干擾，對控制不利的問題。

進一步地，所述一個監控周期的時間為45秒，即K＝45秒，對連續15個噴吹罐每間隔3秒間的重量差ΔWi進行計算，

本發明噴煤率的具體的監控公式為：

其中，V為噴煤率，單位t/h(噸/小時)；

ΔW₁，ΔW₂，ΔW₃，……ΔW₁₅分別為連續15個噴吹罐每間隔3秒間的重量差。

為了得到穩定的重量變化的持續，發明人經過進一步的作圖、擬回歸和計算機模擬，以及與高爐噴煤DCS控制系統的聯合耦合驗證，認識到，ΔWi(重量差)如果選擇數量偏少，噴吹罐重量差間隔太長，則控制穩定性不夠，噴煤率波動大；選擇數量過多，控制的實時性不足。選擇15個ΔWi，是在反復試驗后獲得的最佳結果，最終使噴煤率波動＜2t/h，達到了噴煤量自動控制的條件，小時噴煤量誤差約0.3％。

進一步地，如圖1所示，所述實時噴煤率的監控方法還包括：通過在噴吹罐4上設置稱重傳感器81、稱重傳感器82、稱重傳感器83獲取重量信號，經過稱重傳感器接線盒5將重量信號傳至重量變送器6，重量變送器6將重量信號轉換為電信號，傳至高爐噴煤DCS(Distributed Control System,分散控制系統)控制系統7或DCS的主機，高爐噴煤DCS控制系統計算噴吹罐每間隔m秒間的重量差(ΔWi)。即使發生背景技術中出現測量得到的某一時刻噴吹罐重量突然比原始重量增大的情況，使得相鄰的兩次稱重傳感器傳來的重量差不是正常狀態(例如ΔWi為零或者為負數)，這種情況發生幾率很小，即時發生了，該時刻的ΔWi也只能在多個ΔWi(例如15個ΔWi)中起到很小的作用，這一時刻的干擾被其他多個ΔWi進行均衡優化了，因而，此時的噴煤率仍然是有效的和準確度較高的。相比之下，由于現有技術的噴煤率采用某時刻的噴吹罐重量，如果該時刻的噴吹罐重量測量值出現異常(等于原始重量或者比原始重量增大的情況)，該時刻的噴吹罐重量的測量值與實際值則是完全的反向的誤差，DCS會執行反向的控制策略，造成噴煤率波動大。進一步地，所述重量變送器將重量信號轉換為4-20mA信號，以便高爐噴煤DCS控制系統能夠順利接受。

進一步地，如圖1所示，在所述噴吹罐上均勻設置三個并聯在所述重量變送器上的稱重傳感器，分別為稱重傳感器81，稱重傳感器82，稱重傳感器83，以獲得實時的重量信號。稱重傳感器81，稱重傳感器82，稱重傳感器83并聯接入到稱重傳感器接線盒5上，稱重傳感器接線盒5是將三個傳感器的信號并聯起來，輸入到重量變送器6中，解決由多個傳感器并聯組秤帶來的不平衡問題。

本發明通過噴吹罐4上的稱重傳感器，經過重量變送器6后將4-20mA信號傳至DCS控制系統，并在DCS控制系統中以“移位寄存塊”形式設計噴煤率計算程序，每3秒鐘更新一次，將最新一組重量數據賦值給ΔW₁₅，將原ΔW₁₅的值賦值給ΔW₁₄，以此類推，直至將原ΔW₂的值賦給ΔW₁，ΔW₁的原值被剔除，以實現噴煤率數據的更新。

經過多次試驗結合擬回歸以及計算機模擬驗證，確定將噴吹率計算以45秒為周期，數據每3秒滾動更新一次，獲得的噴煤率計算效果最佳，最終使噴煤率波動＜2t/h(本發明實施例采用的噴吹罐滿罐時煤粉重量30噸)，達到了噴煤量自動控制的條件，小時噴煤量誤差約0.3％，為穩定生產提供了條件。

本發明可同時兼顧噴吹率的計算精度和實時性，為實現噴煤率的精確控制創造條件。

本發明在申請人廠區的3#、4#高爐噴煤投用，在自動噴煤過程中，噴煤率計算穩定，波動最大為2t/h，平均波動約1t/h。

以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發明的范圍。為本發明的各組成部分在不沖突的條件下可以相互組合，任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬于本發明保護的范圍。