[發(fā)明專利]基于爐氣量的加熱爐爐膛壓力動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010033646.5
• 申請(qǐng)日: 2020-01-13
• 公開（公告）號(hào): CN111088424A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高毅夫;高劼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京億希歐科技有限公司
• 主分類號(hào): C21D9/70
• 分類號(hào): C21D9/70;C21D11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明基于爐氣量的加熱爐爐膛壓力動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方法屬于加熱爐控制技術(shù)，根據(jù)加熱爐爐氣量調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)入口閥的開度，使入口閥開度與爐氣量相匹配，來控制加熱爐過量空氣系數(shù)，在此基礎(chǔ)上再根據(jù)爐膛壓力檢測調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的速度，使?fàn)t膛壓力穩(wěn)定保持在設(shè)定范圍內(nèi)，采取這種控制策略來獲得良好的爐膛壓力控制效果、適宜的過量空氣系數(shù)，即獲得了提高加熱爐燃燒效率、減少煙氣總量、提高引風(fēng)機(jī)節(jié)能量、減少污染排放量、降低鑄坯氧化燒損、實(shí)現(xiàn)加熱爐全自動(dòng)控制、減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)作業(yè)率的多重效果，獲得了節(jié)能減排、增產(chǎn)保質(zhì)的多重效益，可應(yīng)用于新建和擴(kuò)建或改造的各類軋鋼加熱爐系統(tǒng)、煉化加熱爐及其它行業(yè)的類似工況的加熱爐系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于加熱爐控制技術(shù)，具體涉及軋鋼加熱爐的爐膛壓力控制。

背景技術(shù)

加熱爐是軋鋼廠重要的設(shè)備之一，也是軋鋼廠的燃料耗能大戶，其耗能約占軋鋼廠燃料耗能的70％左右。軋鋼廠如何降低加熱爐的燃料消耗，對(duì)于提高加熱爐的熱效率和節(jié)能減排都具有重大的意義。

隨著世界氣候環(huán)境的變化越來越嚴(yán)峻，國家對(duì)企業(yè)能源消耗和環(huán)境影響的要求日趨嚴(yán)格，如何降能增效、提高節(jié)能減排的競爭能力，是鋼鐵企業(yè)面臨的重要課題。

目前控制軋鋼加熱爐爐膛壓力的方法，是根據(jù)檢測的爐膛壓力來調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)入口閥門開度或者引風(fēng)機(jī)速度，使?fàn)t膛壓力保持在某一范圍內(nèi)，但由于軋鋼加熱爐是個(gè)具有大慣性、純滯后、多變量、時(shí)變參數(shù)的復(fù)雜對(duì)象，加熱爐負(fù)荷變化或燃燒擾動(dòng)是個(gè)復(fù)雜的非線性時(shí)變過程，兩者的性質(zhì)和特點(diǎn)也不同，煙氣量變化引起的壓力變化亦是非線性時(shí)變過程，因此，僅僅依賴常規(guī)控制手段，只調(diào)節(jié)一個(gè)過程參數(shù)顯然不會(huì)得到預(yù)期效果，且容易產(chǎn)生系統(tǒng)超調(diào)或不穩(wěn)定的結(jié)果，即使是采用幾組不同控制參數(shù)，也難以獲得好的控制效果，難以獲得爐膛壓力的穩(wěn)定控制。此外，由于現(xiàn)有技術(shù)沒有根據(jù)爐氣量變化來適當(dāng)調(diào)整管網(wǎng)特性，致使引風(fēng)機(jī)始終運(yùn)行在高負(fù)荷狀態(tài)下，增加了系統(tǒng)能耗損失，且易于引起引風(fēng)機(jī)不穩(wěn)定運(yùn)行。特別是現(xiàn)有技術(shù)的控制策略從根本上缺乏對(duì)加熱爐過量空氣系數(shù)的控制能力，所以在提高加熱爐熱效率、降低鑄坯氧化燒損率、提高引風(fēng)機(jī)節(jié)能量、降低加熱爐污染排放量方面仍然有較大提升空間。

軋鋼加熱爐爐膛壓力穩(wěn)定控制是典型的、長期困擾人們的工業(yè)控制疑難問題，是具有類似工況加熱爐的共性問題，是業(yè)內(nèi)稱之為復(fù)雜工業(yè)系統(tǒng)控制的問題，極具代表性。現(xiàn)有技術(shù)采用了幾乎所有現(xiàn)代控制理論和技術(shù)來解決爐膛壓力穩(wěn)定控制問題，但迄今為止沒有獲得理想結(jié)果，因?yàn)閷?shí)質(zhì)上現(xiàn)有技術(shù)對(duì)現(xiàn)代控制理論和技術(shù)的運(yùn)用還是僅僅局限在常規(guī)控制手段，只采用單一控制回路，只調(diào)節(jié)一個(gè)過程參數(shù)，即使是最復(fù)雜的雙模糊控制理論的應(yīng)用也沒能擺脫這個(gè)桎梏。

隨著技術(shù)進(jìn)步，加熱爐工藝及裝備技術(shù)得到了不斷的改進(jìn)和完善，但爐膛壓力控制技術(shù)幾十年來一直停滯不前，沒有明顯的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)從根本上適應(yīng)不了爐膛壓力穩(wěn)定控制的需求，理論研究和應(yīng)用技術(shù)亟待有所突破。

基于爐氣量的加熱爐爐膛壓力動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方法還未見到公開發(fā)表的出版物、文獻(xiàn)或資料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是根據(jù)軋鋼加熱爐運(yùn)行工況的特點(diǎn)，研究開發(fā)與其工況相適應(yīng)的爐膛壓力動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方法，以實(shí)現(xiàn)爐膛壓力的穩(wěn)定控制。

本發(fā)明的要點(diǎn)是研究現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，突破現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)和框架，創(chuàng)新性地采用基于爐氣量的加熱爐爐膛壓力動(dòng)態(tài)優(yōu)化控制方法，根據(jù)加熱爐爐氣量調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)入口閥的開度，使入口閥開度與爐氣量相匹配，來控制加熱爐過量空氣系數(shù)，在此基礎(chǔ)上再根據(jù)爐膛壓力檢測調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)的速度，使?fàn)t膛壓力穩(wěn)定保持在設(shè)定范圍內(nèi)，采取這種控制策略來獲得良好的爐膛壓力控制效果、適宜的過量空氣系數(shù)，即獲得了提高加熱爐燃燒效率、減少生成煙氣總量、提高引風(fēng)機(jī)節(jié)能量、減少污染排放量、降低鑄坯氧化燒損、實(shí)現(xiàn)加熱爐全自動(dòng)控制、減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)作業(yè)率的多重效果，獲得了節(jié)能減排、增產(chǎn)保質(zhì)的多重效益。

附圖說明