[發明專利]基于脈沖燃燒連續退火爐的煤氣總管壓力控制方法

在審

• 申請號: 202211258982.5
• 申請日: 2022-10-14
• 公開（公告）號: CN115576194A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 江旭;張凱
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 黃帥

本發明公開了一種基于脈沖燃燒連續退火爐的煤氣總管壓力控制方法，該方法通過數據擬合煤氣管道壓力調節閥的點火的燒嘴數量Num與閥門開度CV之間的特性；在控制爐區熱負荷率變化時，燒嘴點火的數量也與之改變，此時根據閥門特性可直接計算出當前點火燒嘴數量Num下維持煤氣壓力穩定所需的閥門開度CV_y，疊加PID控制器輸出的CV′，則煤氣調壓閥的實際開度為CV＝CV_y+CV′，采用前饋控制+PID控制的模式來調節煤氣壓力。本發明可在燒嘴點火數量變化速度很快的情況下，使閥門能快速響應至對應開度，且在PID控制器的雙重作用下，保證煤氣壓力調節效果又快又穩，從而保證退火爐穩定生產。

技術領域

本發明屬于退火爐煤氣總管壓力控制技術領域，具體涉及一種基于脈沖燃燒連續退火爐的煤氣總管壓力控制方法。

背景技術

脈沖燃燒是一種通過控制燒嘴的燃燒時間、燒嘴數量及燒嘴位置分布來控制爐子溫度的技術，這種控制方法不需要對單個燒嘴的燃料流量和助燃空氣流量進行調節，單個燒嘴的用量是固定的。

由于脈沖燃燒的特性，使得實際生產過程中，特別在升溫及降溫階段，點火的燒嘴數量變化特別快且數量相差大，煤氣總管壓力控制如果采用單一的PID反饋控制很容易出現超調或者壓力突降調節跟不上的現象，這對燒嘴的燃燒會造成很大的波動，既縮短了燒嘴的使用壽命，又影響了煙氣排放指標。而且煤氣壓力的突然降低容易觸發爐區控制的保護機制，從而影響生產。

對于基于脈沖燃燒的連續退火爐，如何保證煤氣總管壓力持續穩定是退火爐控制的一個技術難題。目前對煤氣總管壓力控制的方法主要有大小調節閥混合控制方式，但是這種方式提高了成本，且控制響應速度也不理想。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于脈沖燃燒連續退火爐的煤氣總管壓力控制方法，在點火的燒嘴數量不斷變化的情況下，使煤氣壓力調節閥能快速、穩定地調節煤氣壓力，從而保證燒嘴燃燒穩定，延長燒嘴壽命。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種基于脈沖燃燒連續退火爐的煤氣總管壓力控制方法，包括以下步驟：

S1、數據采集

在煤氣總管壓力正常時，采集點火的燒嘴數量Num與煤氣壓力調節閥的閥門開度CV；

S2、曲線擬合

對點火的燒嘴數量Num與煤氣壓力調節閥的閥門開度CV的關系進行曲線擬合，得到擬合曲線：CV＝f(Num)；其中，Num為整數且0≤Num≤N，N為燒嘴總數；

S3、前饋準備

設置第一PID控制器、第二PID控制器以及前饋控制器；

前饋控制尚未投入時，由第一PID控制器對煤氣總管壓力進行自動調節，實時計算煤氣壓力調節閥的閥門開度為CV并直接輸出給煤氣壓力調節閥；前饋控制器根據擬合曲線和當前點火的燒嘴數量Num，實時計算出當前點火燒嘴數量Num下維持煤氣總管壓力所需的閥門開度為CV_y，第二PID控制器為手動且其開度則為CV′＝CV-CV_y；

S4、前饋投入

當前饋控制投入時，第二PID控制器立即置為自動，開始實時計算煤氣壓力調節閥的閥門開度為CV′，同時第一PID控制器置為手動；煤氣壓力調節閥的閥門開度CV由前饋控制器實時計算的閥門開度CV_y及第二PID控制器實時計算的閥門開度CV′疊加得到，即CV＝CV_y+CV′，并通過手動的第一PID控制器輸出給煤氣壓力調節閥；

S5、前饋切出

當前饋控制切出時，第一PID控制器重新切為自動，第二PID控制器切為手動，并進入步驟S3的前饋準備。