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

1、目前寶鋼1550連退機(jī)組中退火爐段設(shè)計(jì)有333個(gè)“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(shí)常出現(xiàn)輻射管或煙道燒壞事故。另一方面，系統(tǒng)運(yùn)行日趨復(fù)雜，退火鋼種由設(shè)計(jì)初期的23個(gè)增加到目前的50多個(gè),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(jì)加熱室燃燒控制數(shù)學(xué)模型面對(duì)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(shí)變性、非線性及不確定性等特

2、性，很難精確實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼加熱溫度的控制。為此，本文在以下幾個(gè)方面提出了改進(jìn)控制方案，并通過(guò)退火爐大修得以實(shí)現(xiàn)：
　?。?）通過(guò)工業(yè)試驗(yàn)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(duì)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(jì)等建立了有機(jī)的聯(lián)系。成功開(kāi)發(fā)出退火爐輻射管燃燒預(yù)警控制技術(shù)，彌補(bǔ)了冷軋連退爐長(zhǎng)期以來(lái)存在的輻射管燃燒控制缺乏在線實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)難題。對(duì)提高冷軋

3、板產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化退火爐技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(dòng)態(tài)設(shè)定優(yōu)化策略，并對(duì)燃燒室煤氣燃燒工藝過(guò)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(yàn)的基礎(chǔ)上，采用假想面法計(jì)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(cè)溫儀測(cè)定溫度，根據(jù)遞推最小二乘法求解帶鋼加熱過(guò)程的傳熱數(shù)學(xué)模型，來(lái)動(dòng)態(tài)辨識(shí)爐溫或帶速，并通過(guò)建立的辨識(shí)

4、控制方程，使模型求解過(guò)程不但能快速收斂，而且離線計(jì)算結(jié)果最大誤差為0.588％，在線平均控制精度不超過(guò)0.625%。
　?。?）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(yùn)行參數(shù)之間的變化規(guī)律，在工業(yè)試驗(yàn)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(jì)了溫度控制主回路的模糊自適應(yīng)整定PID控制器，并對(duì)PID控制器建立了MATLAB仿真計(jì)算，通過(guò)PID控制器的仿真優(yōu)化了PI控制器的參數(shù)值，同時(shí)比較了該控制器與常規(guī)