[發(fā)明專(zhuān)利]一種高爐熱風(fēng)爐智能優(yōu)化控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210312159.8
• 申請(qǐng)日: 2012-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102912055A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于現(xiàn)軍;高瑞峰;王志明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京和隆優(yōu)化控制技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C21B9/00
• 分類(lèi)號(hào): C21B9/00;G05B13/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種高爐熱風(fēng)爐智能優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于本發(fā)明設(shè)有高爐熱風(fēng)爐蓄熱速率計(jì)算器、蓄熱速率設(shè)定器、蓄熱速率調(diào)節(jié)器、燃?xì)饬髁空{(diào)節(jié)器、空燃比優(yōu)化控制器、空氣流量設(shè)定值計(jì)算器、空氣流量調(diào)節(jié)器、拱頂溫度調(diào)節(jié)器、廢氣溫度調(diào)節(jié)器、選擇器A、選擇器B、選擇器C、燃料和空氣調(diào)節(jié)閥及相關(guān)的過(guò)程參數(shù)測(cè)量?jī)x表；

基于高爐熱風(fēng)爐熱量平衡機(jī)理模型建立燒爐階段蓄熱速率模型，并以送風(fēng)階段實(shí)際帶走的蓄熱量校正燒爐階段蓄熱速率模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄熱速率的在線計(jì)算；根據(jù)高爐對(duì)送風(fēng)總熱量的要求、燒爐時(shí)間和熱風(fēng)爐在燒爐階段的蓄熱速率過(guò)程特性，自動(dòng)計(jì)算與此相匹配的蓄熱速率設(shè)定值，以此構(gòu)造蓄熱速率調(diào)節(jié)器；

蓄熱速率調(diào)節(jié)器、拱頂溫度調(diào)節(jié)器與廢氣溫度調(diào)節(jié)器三者輸出之中最小值作為燃料流量調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，燃料流量作為測(cè)量值，以此構(gòu)造燃料流量調(diào)節(jié)器，實(shí)時(shí)控制燃料流量，其中拱頂溫度調(diào)節(jié)器與廢氣溫度調(diào)節(jié)器的設(shè)定值為工藝允許的上限值；

以實(shí)時(shí)蓄熱速率作為優(yōu)化目標(biāo)值，采用進(jìn)退法自尋優(yōu)算法優(yōu)化空燃比；根據(jù)實(shí)際燃料流量、燃料熱值、空燃比，計(jì)算空氣流量設(shè)定值，空氣流量作為測(cè)量值，以此構(gòu)造空氣流量調(diào)節(jié)器，實(shí)時(shí)控制空氣流量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，高爐熱風(fēng)爐蓄熱速率計(jì)算器工作如下：

1）依據(jù)蓄熱速率機(jī)理模型計(jì)算熱風(fēng)爐實(shí)時(shí)蓄熱速率

在燒爐階段，單位時(shí)間內(nèi)燃料帶入爐內(nèi)的物理熱、空氣物理熱與二者反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱之和減去廢氣帶走的熱量，再減去熱風(fēng)爐散熱損失即為熱風(fēng)爐蓄熱速率；

2）實(shí)時(shí)蓄熱速率自校正

依據(jù)1）段得到的實(shí)時(shí)蓄熱速率計(jì)算得到的熱風(fēng)爐蓄熱量與熱風(fēng)爐實(shí)際的蓄熱量的偏差，對(duì)機(jī)理蓄熱速率模型進(jìn)行修正，熱風(fēng)爐實(shí)際的蓄熱量可以通過(guò)依據(jù)送風(fēng)階段冷風(fēng)帶走的熱量來(lái)計(jì)算。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，蓄熱速率設(shè)定器計(jì)算工作如下：

1）依據(jù)高爐負(fù)荷工況所提出對(duì)熱風(fēng)爐送風(fēng)的風(fēng)溫和流量以及燒爐時(shí)間的明確要求，并根據(jù)冷風(fēng)溫度，計(jì)算燒爐階段總蓄熱量；

2）根據(jù)熱風(fēng)爐蓄熱能力前快后慢的特性，選擇蓄熱速率特性曲線，可選擇線性或非線性函數(shù)來(lái)表征熱風(fēng)爐蓄熱速率特性；

3）根據(jù)總蓄熱量和蓄熱速率函數(shù)類(lèi)型，得到蓄熱速率設(shè)定曲線函數(shù)；

?4）蓄熱速率設(shè)定值修改計(jì)算

在燒爐階段，當(dāng)高爐工況變化時(shí)需要及時(shí)對(duì)燒爐蓄熱速率進(jìn)行調(diào)整，根據(jù)高爐所需空氣總熱量的變化及送風(fēng)是否提前或拖延等信息重新計(jì)算蓄熱速率設(shè)定曲線。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，空燃比優(yōu)化控制器工作如下：

選定蓄熱速率作為優(yōu)化目標(biāo)值，并采用一維進(jìn)退法優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)對(duì)空燃比的優(yōu)化；在恒定煤氣發(fā)熱總量條件下，通過(guò)增加或減少空氣量，待系統(tǒng)響應(yīng)后，比較前后工況下的蓄熱速率變化，如果是蓄熱速率變化量增加且顯著，說(shuō)明這種調(diào)整是有益的，繼續(xù)按原有的方向調(diào)整風(fēng)量；如果蓄熱速率變化量是減少且顯著，按原有風(fēng)量調(diào)整方向的反方向調(diào)整風(fēng)量；當(dāng)蓄熱速率變化不明顯時(shí)，則停止調(diào)整風(fēng)量，表明當(dāng)前的空燃比即為最佳空燃比。