[發明專利]焦爐集氣管壓力智能解耦控制方法

無效

• 申請號: 200710035706.1
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN101158846A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發明（設計）人: 吳敏;曹衛華;雷琪;劉建群;陳煒;閻瑾
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本發明涉及一種焦爐集氣管壓力智能解耦控制方法。

背景技術

鋼鐵作為我國國民經濟和國防軍工發展的重要基礎原料和戰略物資，已廣泛應用于機械、電子、建材、交通、航天、航空、國防軍工等各個行業，在國民經濟發展中具有十分重要的地位。在鋼鐵企業中，集氣管壓力是焦爐生產中的重要參數，它的穩定直接影響到煤氣質量、焦爐壽命和生產環境。當集氣管壓力過低時，空氣就會從爐門、爐蓋等渠道進入焦爐體內，導致焦炭燃燒，灰分增加，質量下降，同時縮短爐體的使用壽命，產生不必要的能源消耗；當集氣管壓力過高時，荒煤氣就會從爐門、爐蓋等處跑出，一方面造成了環境的極大污染，另一方面降低了荒煤氣的回收率而造成能源浪費。由此可見，保持集氣管壓力的穩定在煉焦生產過程中有著十分重要的意義，已成為了鋼鐵行業重要的研究課題，在國內外引起了廣泛的重視。

焦爐集氣過程是一個耦合嚴重、具有高度非線性、時變特性、擾動變化激烈且幅值大的多變量系統。對炭化室的操作、結焦時間的變更和加熱制度的變化等，都將影響焦爐的出爐煤氣量，產生對集氣管壓力的直接擾動。而鼓風機前吸力的變化、循環氨水流量的變化、用戶負荷的變化等又是集氣管壓力的間接擾動。當一個集氣管壓力產生波動時，就會引起另一個集氣管壓力的波動，波動較大時，就會造成整個集氣管系統拉踞，出現振蕩現象。目前，我國焦爐集氣管壓力控制普遍采用手動調節蝶閥的方式。手動進行調節時，對集氣管壓力的穩定有一定的效果，但壓力波動仍然較大且調節速度緩慢，不僅與用戶的生產工藝要求存在一定的差距，而且也增加了管理人員的勞動強度和工作壓力，并且控制精度難以達到控制要求。

發明內容

為了克服焦爐集氣管壓力控制采用手動調節蝶閥時技術人員勞動強度大、控制精度低、集氣管壓力波動大的技術問題，本發明提供一種控制精度高、自動化程度高的焦爐集集氣管壓力智能解耦控制方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案包括以下步驟：

檢測1-4號焦爐集氣管壓力P₁′-P₄′；

計算得各焦爐集氣管壓力P₁′-P₄′和壓力給定值P₁-P₄的偏差及偏差變化率；

各單個焦爐集氣管壓力模糊控制器根據偏差和偏差變化率計算得到各單個輸出的控制增量U₁′-U₄′；

分別用組內解耦控制器對控制增量U₁′-U₄′進行組內解耦，得到控制增量的修正量v₁′-v₄′；

用組間智能解耦控制器對組內解耦控制器計算得到的控制修正量進行補償，再轉化為各分管蝶閥的開度增量的控制輸出w₁-w₄；

蝶閥專家控制器將蝶閥開度增量轉化為蝶閥的實際開度輸出，在各分管的蝶閥上進行分配并修正。

上述的焦爐集氣管壓力智能解耦控制方法中，所述組內模糊解耦控制器的解耦規則是：

當組內兩集氣管的壓力不相同時，在較大的集氣管壓力基礎上加上一個小于零的修正量，在較小的集氣管壓力基礎上加上一個大于零的修正量。

本發明的技術效果在于：本發明采用集氣管組內和組間解耦方法，再結合專家控制技術，消除了焦爐集氣管壓力的耦合影響，實現了焦爐集氣管壓力的自動控制，保證了集氣管壓力的穩定，降低了生產成本，具有顯著的經濟效益。

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

附圖說明

圖1本發明的焦爐集氣管布局圖。

圖2本發明的壓力解耦控制方框圖。

圖3本發明中單座焦爐的集氣管壓力控制原理圖。

具體實施方式