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摘要:本发明公开了一种连续炼焦生产过程建模与仿真方法,包括以下步骤:采用炭化室传热模型与双联火道传热模型构建全焦炉传热模型;以推焦装煤计划表驱动各炭化室传热模型,以交换机模型驱动双联火道传热模型;进行连续炼焦生产过程仿真,获取仿真结果。本发明采用推焦装煤计划表驱动焦炉炭化室传热模型,结合具有交换过程的焦炉双联火道传热模型,实现了对连续炼焦生产过程的建模与仿真。所设计的模型与仿真方法可以对炼焦生产过程中焦炉全部炭化室与燃烧室的传热过程及其相互影响进行仿真,具有全焦炉与全过程仿真的优点。
主权项:1.一种连续炼焦生产过程建模与仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.采用炭化室传热模型与双联火道传热模型构建全焦炉传热模型;所述炭化室传热模型是指采用MATLABSimulink构建的炭化室传热模型,该传热模型包括炭化室炉墙传热模型以及12煤饼传热模型;其中,炭化室炉墙传热模型将炭化室炉墙按横向均匀划分为若干个平面单元,并按照双层平面传热理论构建各炉墙平面单元的传热模型;12煤饼传热模型将炭化室内的12个煤饼按横向均匀划分为若干个平面单元,并按照双层平面传热理论构建各煤饼平面单元的传热模型,同时认为在任意时刻点,同一煤饼平面单元内的物质、温度及形态都是一致的,煤饼平面单元的热物性参数由该平面单元的温度决定;将炭化室炉墙传热模型与12煤饼传热模型按实际焦炉炭化室结构联接在一起,实现火道侧炭化室炉墙表面到炭化室煤饼中心平面的热传递,并将该传热过程的炼焦耗热量反馈到火道侧炭化室炉墙表面;通过该炭化室传热模型可以获取到炼焦过程中各炭化室炉墙平面单元以及各煤饼平面单元的温度变化曲线,同时可以得到炼焦过程中的炼焦耗热量曲线;所述双联火道传热模型是指采用MATLABSimulink构建的焦炉燃烧室双联火道传热模型,该模型将燃烧室双联火道按高向均匀划分为若干个传热单元,并分别针对上升火道和下降火道进行建模;在上升火道的各传热单元模型中,煤气按比例分配后与空气发生燃烧反应,释放热能并加热剩余煤气、空气及废气,同时在该传热单元内,通过热辐射方式向两侧炉墙传热;在下降火道的各传热单元中,废气及剩余空气通过热辐射方式向两侧炉墙传热;所述采用炭化室传热模型与双联火道传热模型构建全焦炉传热模型,是指依照焦炉实际结构,按照n号燃烧室、n号炭化室、n+1号燃烧室、n+1号炭化室依次相连的模式,将n号燃烧室双联火道传热模型、n号炭化室左侧炉墙传热模型、n号炭化室左侧12煤饼传热模型、n号炭化室右侧12煤饼传热模型、n号炭化室右侧炉墙传热模型、n+1号燃烧室双联火道传热模型依次联接在一起;在所述的全焦炉传热模型中,每个燃烧室均由一个双联火道传热模型表示,每个炭化室包含两个炭化室传热模型,分别是左侧炭化室传热模型与右侧炭化室传热模型;在所述的全焦炉传热模型中,通过热传递建立各燃烧室与炭化室及其煤饼之间的联系,具体为n号燃烧室分别向n-1号炭化室与n号炭化室传递热能,即n号燃烧室双联火道传热模型向左侧炉墙辐射热能,该热能作为n-1号炭化室右侧传热模型的热能输入,并进一步通过n-1号炭化室右侧炉墙,向n-1号炭化室右侧12煤饼传热;同时,n号燃烧室双联火道传热模型向右侧炉墙辐射热能,并进一步通过n号炭化室左侧炉墙,向n号炭化室左侧12煤饼传热;所述的全焦炉传热模型中,将每个炭化室内的煤饼中心层设置为绝热层,每个炭化室内的左右12煤饼相互独立进行炼焦传热仿真,但每个炭化室内煤饼的初始成分及参数是一致的;S2.以推焦装煤计划表驱动各炭化室传热模型,以交换机模型驱动双联火道传热模型;S3.进行连续炼焦生产过程仿真,获取仿真结果。
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