焦爐加熱優(yōu)化串級調(diào)控技術(shù)的研究及應(yīng)用.pdf

1、焦爐是冶金行業(yè)中最復(fù)雜的爐窯，焦爐的加熱過程是單個燃燒室間歇、全爐連續(xù)、受多種因素干擾的熱工過程，是典型的大慣性、非線性、時變快的復(fù)雜系統(tǒng)，如何優(yōu)化焦爐加熱過程控制，降低煉焦能耗，確保焦炭均勻穩(wěn)定成熟，同時延長焦爐使用壽命等，仍然是煉焦業(yè)界重大難題之一。 本系統(tǒng)基于現(xiàn)代計算機與信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和提升企業(yè)技術(shù)水平，針對國內(nèi)焦爐自動加熱的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合煉焦工藝特點，研究開發(fā)了適合多種焦爐爐型的測溫技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與處理技術(shù)、多模式

2、控制技術(shù)以及專家系統(tǒng)與智能控制技術(shù)。 課題的主要研究內(nèi)容有： 最適宜的控制策略配置——穩(wěn)定結(jié)焦時間以二前饋一反饋一監(jiān)控相結(jié)合的優(yōu)化串級調(diào)控，爐溫控制采用串級控制、吸力控制采用設(shè)定值隨動控制方案。 優(yōu)化的控制算法研究——針對焦爐的對象特性提出了以預(yù)測控制為主的多模式的控制方案。 多參數(shù)的檢測和數(shù)據(jù)融合——利用計算機控制系統(tǒng)開發(fā)和實施了五種不同方式的溫度采集與數(shù)據(jù)處理技術(shù)。有代表性的是結(jié)合了結(jié)焦終了判斷，根據(jù)

3、上升管火落溫度開發(fā)了焦炭質(zhì)量在線控制系統(tǒng)。 結(jié)焦模型與動態(tài)控制模型——完成了加熱系統(tǒng)(供熱量模型)與燃燒系統(tǒng)(分煙道吸力模型)兩大類模型的建立。 控制系統(tǒng)與方案實施——控制系統(tǒng)采用DCS或PLC控制系統(tǒng)，它們內(nèi)部有很多的功能模塊，通過模塊的參數(shù)設(shè)置可完成相應(yīng)的功能，系統(tǒng)還具有用戶編程語言功能。 優(yōu)化控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計——程序共分四個部分：熱電偶斷偶保護、數(shù)學(xué)模型生成、控制算法、模型自學(xué)習(xí)功能。 系統(tǒng)界面設(shè)

4、計——包括主界面，參數(shù)界面，控制與切換，歷史與當前趨勢，報警與限制等，以達到穩(wěn)定，可靠，節(jié)能的目的。 系統(tǒng)的研究揭示了焦爐內(nèi)燃燒氣流的流動規(guī)律、焦爐火道溫度隨結(jié)焦時間、換向周期的變化規(guī)律以及控制吸力規(guī)律；建立了焦爐內(nèi)氣流控制模型及系列的相關(guān)數(shù)學(xué)模型。首次在國內(nèi)開展了判斷結(jié)焦終了時間的計算方法和焦炭質(zhì)量在線控制方法研究，并在一般控制模型的基礎(chǔ)上，經(jīng)過仿真試驗得到優(yōu)化的控制參數(shù)，并結(jié)合專家經(jīng)驗建立了過程控制的動態(tài)模型。 該技