焦爐加熱優(yōu)化串級調控技術的研究及應用.pdf

1、焦爐是冶金行業(yè)中最復雜的爐窯，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改造傳統(tǒng)產業(yè)和提升企業(yè)技術水平，針對國內焦爐自動加熱的發(fā)展現(xiàn)狀，結合煉焦工藝特點，研究開發(fā)了適合多種焦爐爐型的測溫技術、數(shù)據(jù)融合與處理技術、多模式

2、控制技術以及專家系統(tǒng)與智能控制技術。 課題的主要研究內容有： 最適宜的控制策略配置——穩(wěn)定結焦時間以二前饋一反饋一監(jiān)控相結合的優(yōu)化串級調控，爐溫控制采用串級控制、吸力控制采用設定值隨動控制方案。 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。有代表性的是結合了結焦終了判斷，根據(jù)

3、上升管火落溫度開發(fā)了焦炭質量在線控制系統(tǒng)。 結焦模型與動態(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)，它們內部有很多的功能模塊，通過模塊的參數(shù)設置可完成相應的功能，系統(tǒng)還具有用戶編程語言功能。 優(yōu)化控制系統(tǒng)的軟件設計——程序共分四個部分：熱電偶斷偶保護、數(shù)學模型生成、控制算法、模型自學習功能。 系統(tǒng)界面設

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燃燒氣流的流動規(guī)律、焦爐火道溫度隨結焦時間、換向周期的變化規(guī)律以及控制吸力規(guī)律；建立了焦爐內氣流控制模型及系列的相關數(shù)學模型。首次在國內開展了判斷結焦終了時間的計算方法和焦炭質量在線控制方法研究，并在一般控制模型的基礎上，經過仿真試驗得到優(yōu)化的控制參數(shù)，并結合專家經驗建立了過程控制的動態(tài)模型。 該技