連續(xù)退火爐燃燒優(yōu)化控制及預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用.pdf

1、目前寶鋼1550連退機組中退火爐段設(shè)計有333個“W”型輻射管燒嘴，由于燒嘴燃燒能力和燃燒狀態(tài)的不同，且尚未建立合理的燃燒預(yù)警系統(tǒng)，時常出現(xiàn)輻射管或煙道燒壞事故。另一方面，系統(tǒng)運行日趨復(fù)雜，退火鋼種由設(shè)計初期的23個增加到目前的50多個,退火曲線也由以前的12條增加到了19條,再加上大量的規(guī)格變化,使退火爐原設(shè)計加熱室燃燒控制數(shù)學(xué)模型面對頻繁變化的規(guī)格和退火曲線暴露出了許多缺陷。原有的PID燃燒控制器難以適應(yīng)時變性、非線性及不確定性等特

2、性，很難精確實現(xiàn)對帶鋼加熱溫度的控制。為此，本文在以下幾個方面提出了改進(jìn)控制方案，并通過退火爐大修得以實現(xiàn)：
　?。?）通過工業(yè)試驗研究，建立了輻射管加熱預(yù)警模型，該模型可用于量化分析煤氣燃燒狀況，分析影響爐內(nèi)傳熱的工藝技術(shù)參數(shù)，對退火爐的熱負(fù)荷分配、燃燒系統(tǒng)配置以及余熱回收裝置優(yōu)化設(shè)計等建立了有機的聯(lián)系。成功開發(fā)出退火爐輻射管燃燒預(yù)警控制技術(shù)，彌補了冷軋連退爐長期以來存在的輻射管燃燒控制缺乏在線實時自動監(jiān)測的技術(shù)難題。對提高冷軋

3、板產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化退火爐技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)提供了重要的技術(shù)支撐。
　?。?）研究建立了退火爐燃燒控制數(shù)學(xué)模型及爐溫動態(tài)設(shè)定優(yōu)化策略，并對燃燒室煤氣燃燒工藝過程進(jìn)行了研究，提出輻射管爐內(nèi)帶鋼加熱僅受爐膛、輻射管、帶鋼及爐內(nèi)設(shè)備幾何尺寸因素影響。據(jù)此，在工業(yè)試驗的基礎(chǔ)上，采用假想面法計算出了燃燒室各區(qū)綜合輻射系數(shù)。利用加熱段和均熱段出口紅外測溫儀測定溫度，根據(jù)遞推最小二乘法求解帶鋼加熱過程的傳熱數(shù)學(xué)模型，來動態(tài)辨識爐溫或帶速，并通過建立的辨識

4、控制方程，使模型求解過程不但能快速收斂，而且離線計算結(jié)果最大誤差為0.588％，在線平均控制精度不超過0.625%。
　　（3）研究了退火爐帶鋼加熱溫度、煤氣流量和廢氣排煙溫度等運行參數(shù)之間的變化規(guī)律，在工業(yè)試驗和理論分析的基礎(chǔ)上，建立了帶鋼在退火爐內(nèi)加熱的傳遞函數(shù)。設(shè)計了溫度控制主回路的模糊自適應(yīng)整定PID控制器，并對PID控制器建立了MATLAB仿真計算，通過PID控制器的仿真優(yōu)化了PI控制器的參數(shù)值，同時比較了該控制器與常規(guī)