[發(fā)明專利]一種基于模糊控制思想的熱風(fēng)爐自動(dòng)燃燒控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010344618.5
• 申請(qǐng)日: 2020-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN111647701B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊錚;潘鵬;李永華;宋林昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 邯鄲鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司;邯鄲市邯鋼集團(tuán)信達(dá)科技有限公司
• 主分類號(hào): C21B9/00
• 分類號(hào): C21B9/00
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 李桂琴

本發(fā)明涉及一種基于模糊控制思想的熱風(fēng)爐自動(dòng)燃燒控制方法，屬于熱風(fēng)爐燃燒控制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案是：頂溫控制階段：使用模糊控制算法，控制器的輸入為頂溫誤差E和頂溫誤差的變化量EC；煙溫控制階段：使用模糊控制算法，控制器的輸入為煙氣的溫升速率偏差及煙氣溫升速率變化量，再通過空燃比計(jì)算出煤氣流量設(shè)定值。本發(fā)明的有益效果是：被控對(duì)象參數(shù)的變化具有較強(qiáng)的魯棒性，適用于對(duì)難以建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行控制；語言型控制，定性認(rèn)識(shí)工業(yè)過程，較容易建立語言變量控制規(guī)則，易于形成知識(shí)庫；控制效果好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于模糊控制思想的熱風(fēng)爐自動(dòng)燃燒控制方法，特別是一種基于瞎子爬山式模糊控制思想的熱風(fēng)爐自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)方法，屬于熱風(fēng)爐燃燒控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

國際上通用的熱風(fēng)爐全自動(dòng)化系統(tǒng)是以完善的基礎(chǔ)自動(dòng)化加上數(shù)學(xué)模型或智能控制組成的，但基礎(chǔ)自動(dòng)化所設(shè)置的儀表和控制回路較多，特別是要在3、4個(gè)熱風(fēng)爐中設(shè)置，故投資相當(dāng)大。此外，目前由于耐火材料的進(jìn)步，耐溫增高，熱風(fēng)爐拱頂不會(huì)燒壞，故拱頂沒有限溫必要，所以這種基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)大都不好用，許多工廠大型高爐大都使用較簡單的系統(tǒng)，即只有煤氣總管壓力控制和煤氣及空氣調(diào)節(jié)閥位或流量自動(dòng)控制，然后人工控制閥位或流量的設(shè)定值或開度。至于設(shè)定的數(shù)學(xué)模型，除了相當(dāng)復(fù)雜外，更需設(shè)置自動(dòng)分析加熱煤氣各種成分的分析器，這種儀器除了昂貴以外，還需良好的維護(hù)，很多工廠難以實(shí)現(xiàn)。要使數(shù)學(xué)模型有效，還要求良好的完善基礎(chǔ)自動(dòng)化。因此數(shù)學(xué)模型雖然有效但在國內(nèi)除寶鋼以外，很少有工廠設(shè)置并得到應(yīng)用的。

人工控制不但需要專人操作，且難以在熱風(fēng)爐整個(gè)燃燒時(shí)期各個(gè)階段及時(shí)設(shè)定煤氣和助燃空氣流量，也難以在預(yù)熱煤氣和空氣溫度變化時(shí)、高爐所需鼓風(fēng)溫度和流量變化時(shí)、助燃空氣壓力變化時(shí)、熱風(fēng)爐蓄熱量尚有富裕時(shí)，一一及時(shí)修正熱風(fēng)爐加熱的煤氣和空氣量，因而達(dá)不到節(jié)能和優(yōu)化熱風(fēng)爐操作的目的。故要面對(duì)我國的操作和自動(dòng)化以及維護(hù)水平的實(shí)況，而需要開發(fā)適合于我國的實(shí)際情況的、且需低成本和便于推廣的熱風(fēng)爐全自動(dòng)化專家系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種基于模糊控制思想的熱風(fēng)爐自動(dòng)燃燒控制方法，通過實(shí)現(xiàn)頂溫和煙溫的自動(dòng)運(yùn)行保障穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)燃燒，節(jié)約燃料，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度；通過運(yùn)行積累數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)優(yōu)化，對(duì)空燃比進(jìn)行離線校正；設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)不需要建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，只要求掌握現(xiàn)場操作人員或者有關(guān)專家的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)或者操作者在操作過程中的操作數(shù)據(jù)及被控對(duì)象的運(yùn)行數(shù)據(jù)等；被控對(duì)象參數(shù)的變化具有較強(qiáng)的魯棒性，適用于對(duì)難以建立被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行控制，如非線性、時(shí)變和滯后系統(tǒng)；語言型控制，定性認(rèn)識(shí)工業(yè)過程，較容易建立語言變量控制規(guī)則，易于形成知識(shí)庫；控制效果好，且所需設(shè)備簡單，經(jīng)濟(jì)效益顯著具有很好的應(yīng)用價(jià)值，有效地解決了背景技術(shù)中存在的上述問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于模糊控制思想的熱風(fēng)爐自動(dòng)燃燒控制方法，包含以下步驟：將燃燒期間共劃分五個(gè)階段，分別是點(diǎn)火階段、快升階段、頂溫控制階段、煙溫速度控制階段和悶爐階段，在不同階段采用不同的策略和空燃比進(jìn)行燃燒；

點(diǎn)火階段采用適量的煤氣量和空氣量，用來穩(wěn)定燃燒狀態(tài)；快升階段采用較大的煤氣量和空氣量，達(dá)到快速升頂溫的目的；頂溫控制階段是在頂溫升至目標(biāo)值附近時(shí)，采用模糊控制器穩(wěn)定頂溫；煙溫速度控制階段是在燃燒后期以煙溫升溫速度為反饋值進(jìn)行速度控制，保證剛好在規(guī)定燃燒周期到時(shí)的時(shí)刻達(dá)到目標(biāo)煙溫；如果某種原因造成延期供風(fēng)，悶爐階段以最小流量維持悶爐模式；

頂溫控制階段：在工藝允許的時(shí)間內(nèi)，控制頂溫穩(wěn)定于目標(biāo)頂溫，且使用的煤氣較少；使用模糊控制算法，控制器的輸入為頂溫誤差E和頂溫誤差的變化量EC，輸出控制量為ΔU(k)，ΔU(k)×k_u＝Δu(k)，而Δu(k)+u(k-1)＝u(k)，即空氣流量給定，再通過空燃比計(jì)算出煤氣流量設(shè)定值；