寶鋼初軋廠均熱爐群最佳空燃比尋優(yōu)控制系統(tǒng)

1、寶鋼初軋廠均熱爐群最佳空燃比尋優(yōu)控制系統(tǒng)寶鋼初軋廠均熱爐群最佳空燃比尋優(yōu)控制系統(tǒng)謝勵(lì)人韓麗輝溫治高仲龍錢勤生樂大龍周鴻生蔡伯明陳敏軍摘要燃燒控制是實(shí)現(xiàn)均熱爐群優(yōu)化控制的基礎(chǔ)，而燃燒控制的核心是空燃比控制。但煤氣熱值波動(dòng)、換熱器漏風(fēng)等現(xiàn)象均會影響空燃比的準(zhǔn)確性。筆者從理論上分析了影響空燃比的諸多因素，并根據(jù)各影響因素的特點(diǎn)，綜合運(yùn)用專家系統(tǒng)等方面的知識，開發(fā)和建立了寶鋼初軋廠均熱爐群最佳空燃比尋優(yōu)控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞均熱爐群空燃比尋優(yōu)計(jì)算機(jī)控

2、制ControlsystemfoptimizingratioofairtofuelofsoakingpitsofBaosteelBloomingMillXieLirenHanLihuiWenZhiGaoZhonglong(DeptofThermalEngineeringUniversityofScienceTechnologyBeijingBeijing100083)QianQinshengLeDalongZhouHongshengCa

3、iBomingChenMinjun(ShanghaiBaosteelGroupCpation)AbstractThebasisfrealizingtheoptimizingcontrolofsoakingpitsiscombustioncontrolthekeyinwhichistocontroltheratioofairtofuel.Buttheaccuracyoftheratioofairtofuelisreducedbysomep

4、henomenasuchasthefluctuationofheatvalueofgastheairleakageofheatexchangersoon.Thefactsthathaveinfluenceontheratioofairtofuelaretheeticallyanalyzedindetailthecontrolsystemfoptimizingratioofairtofuelofsoakingpitsisdeveloped

5、byuseofexpertsystem.Keywdssoakingpitsoptimizingratioofairtofuelcomputercontrol我國現(xiàn)有22個(gè)初軋廠中已有14家實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制，但控制水平基本上屬于燃燒控制[1]。寶鋼初軋廠從日本引進(jìn)的均熱爐群計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，除燃燒控制外還有數(shù)模優(yōu)化和調(diào)度管理等方面的功能，但空燃比控制仍然采用人工控制。由于混合煤氣熱值波動(dòng)和換熱器漏風(fēng)等現(xiàn)象嚴(yán)重影響了空燃比控制的準(zhǔn)確性，已成為

6、制約均熱爐生產(chǎn)的瓶頸。傳統(tǒng)的煙氣含氧量反饋控制法，對均熱爐群而言，不僅會大大增加設(shè)備投資，而且氧化鋯的使用壽命短又嚴(yán)重影響了該方法的推廣應(yīng)用。為此，我們避開了傳統(tǒng)的控制方法，從理論上分析了影響空燃比的諸多因素，并根據(jù)各影響因素的特點(diǎn)，綜合運(yùn)用專家系統(tǒng)等方面的知識，開發(fā)出寶鋼初軋廠均熱爐群最佳空燃比尋優(yōu)控制系統(tǒng)。正確與否，煤氣熱值曲線可以直觀地反映出煤氣熱值的動(dòng)態(tài)變化情況。(4)歷史數(shù)據(jù)記錄及報(bào)表打印功能該軟件具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)記憶功能，能將

7、所有檢測參數(shù)按規(guī)定的時(shí)間記錄和存盤，并能隨時(shí)打印。(5)校驗(yàn)功能可以定期地對各接口板的精確度進(jìn)行校驗(yàn)。(6)無擾切換功能具有自動(dòng)／手動(dòng)和手動(dòng)／自動(dòng)無擾切換功能。2影響空燃比因素的分析及其控制策略影響空燃比因素的分析及其控制策略所謂空燃比指的是空氣量與煤氣量之比，但在寶鋼初軋廠原有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中空燃比指的是空氣流量的實(shí)測值與理論空氣需要量之比，即通常所說的空氣過剩系數(shù)，即n=Vair／Vair0=Vair(L0Vfuel)(1)式中L0

8、為標(biāo)準(zhǔn)燃料Qd0=2200418kJ／m3所對應(yīng)的理論空氣需要量，L0=2132；Vair為空氣流量的實(shí)測值m3／h；Vfuel為煤氣流量的實(shí)測值，m3／h。為了敘述方便，仍將n稱為空燃比。由式(1)可以看出：影響空燃比n的因素很多，通過對寶鋼初軋廠均熱爐生產(chǎn)過程的分析，最終確定混合煤氣熱值、鋼的氧化、爐子的自然狀況及生產(chǎn)中的異常情況等4個(gè)方面作為影響空燃比的主要因素，下面進(jìn)行詳細(xì)分析。21煤氣熱值對空燃比的影響煤氣熱值對空燃比的影響當(dāng)

9、混合煤氣熱值為標(biāo)準(zhǔn)熱值Qd0時(shí)，式(1)為Vair=n0L0Vfuel(2)式中n0是標(biāo)準(zhǔn)燃料所對應(yīng)的空燃比。從式(2)可以看出：L0為已知常數(shù)，Vfuel的變化是由溫度控制回路的輸出決定的。因此，當(dāng)煤氣熱值有變化時(shí)空氣流量的變化只能通過調(diào)節(jié)空燃比來實(shí)現(xiàn)。假設(shè)煤氣熱值儀輸出的煤氣熱值為Qdn，通過理論分析可以估算出在該熱值條件下所對應(yīng)的煤氣成分，進(jìn)而計(jì)算出在該熱值條件下的理論空氣需要量Ln0，即式(2)可以寫成：Vair=n0Ln0Vf