[發明專利]一種克服燃氣熱值和生產節奏波動的加熱爐燃燒控制技術

無效

• 申請號: 201310731500.8
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103672949A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 楊英華;秦樹凱;陳曉波
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F23N1/02
• 分類號: F23N1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于生產率優化模型的空氣需要量計算策略

從供熱平衡角度分析，要把鋼加熱至希望值單位時間內應需要吸收的熱量Q1為生產率P和目標溫度Tsp的函數，同時，考慮排煙溫度要帶走一部分的熱量Q2，冷卻水要帶走一部分的熱量Q3，再加上爐子本身不可避免的一部分熱損失Q4，包括爐門及其它不嚴密的地方逸出氣體帶走的熱損失及不完全燃燒造成的熱損失等等，于是總吸熱量Q1+Q2+Q3+Q4；由于發熱量通過煤氣燃燒來提供，總發熱量在完全燃燒的情況下為煤氣流量Fgas和熱值R之積，根據熱平衡原則--總發熱量和總吸熱量相等，以及考慮完全燃燒情況下空氣和煤氣流量的理論空燃比k，可以得到理論需要空氣量Fair=k*(Q1+Q2+Q3+Q4)/R；在正常生產情況下，Q2、Q3和Q4都是基本穩定的，因此上式可以簡單描述為Fair=c*P+d的形式，式中c和d的取值難以精確計算，實踐中可以分別根據待溫、正常生產、高速生產幾個典型生產率情況下的數據插值計算得出；

考慮燒嘴在不同負荷下工作時，若想實現完全燃燒還必須考慮空氣過剩系數的問題，如圖2所示，引入空氣過剩系數b，有優化修正后的空燃比k1=k*b；本發明將圖2優化曲線擬合成非線性函數b=f(Fgas)，最終的空氣需要量Fairsp為b*(c*P+d)?。

2.具體實施步驟

步驟一，按照圖1設計控制系統結構；

步驟二，空氣需要量模型中c、d參數的確定

分別測定待溫、正常生產、高速生產幾個典型生產率情況下的數據，分別定義為Fair0，Fair1,Fair2,P0,P1,P2（如果取得更多組數據效果更好），利用最小二乘插值計算得出模型中的c、d參數；

步驟三，空氣需要量模型中b參數的確定

圖2曲線的非線性函數關系b=f(Fgas)可以擬合為高階多項式形式，便于計算；令x=Fgas，x取值在0-100之間，則有b=a0+a1*x+a2*x^2，其中：a0=1.3675;a1=-0.0093;a2=0.0001；

步驟四，模糊化時變量論域的確定

根據加熱爐生產過程選定控制器參數，包括：生產率P的模糊論域、生產率變化率P’模糊論域、輸出值FFSP的模糊論域，模糊控制器的輸入量和變化量都分為7檔，模糊子集選擇詞集均為：{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}，選擇三角形隸屬度函數進行模糊化；

步驟五，按照根據專家經驗得到的模糊規則表（如圖3所示）制度模糊規則。