發(fā)布時(shí)間：2020-12-07 03:20

　　熱風(fēng)爐是高爐煉鐵生產(chǎn)最重要的熱交換設(shè)備,它為高爐提供穩(wěn)定的高溫?zé)犸L(fēng)。它提供的熱能約占煉鐵耗熱的1/4,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)爐先進(jìn)控制是提高熱風(fēng)爐燃燒效率、節(jié)能降耗的關(guān)鍵。目前國內(nèi)熱風(fēng)爐的燃燒控制多采用手動(dòng)調(diào)節(jié),燃燒時(shí)好時(shí)壞,熱風(fēng)爐提供的熱風(fēng)溫度較低。為了提高熱風(fēng)爐的自動(dòng)化水平,改善控制品質(zhì),針對(duì)熱風(fēng)爐燃燒過程存在滯后、時(shí)變和非線性的特點(diǎn),本文以某鋼鐵公司頂燃式熱風(fēng)爐為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了熱風(fēng)爐先進(jìn)控制與優(yōu)化策略,并成功應(yīng)用。本文的主要研究開發(fā)工作包括以下內(nèi)容:1、針對(duì)煙氣溫度升溫過程存在滯后、時(shí)變和非線性等特點(diǎn),采用升溫速度校正,并運(yùn)用帶遺忘因子的遞推最小二乘法在線辨識(shí)時(shí)變的參數(shù)模型。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種煙氣升溫速度-煤氣流量串級(jí)控制方案,將GPC和PID分別作為串級(jí)控制回路中的主控制器和副控制器,很好地解決了熱風(fēng)爐燃燒速度的控制問題。2、拱頂溫度變化過程存在非線性、多變量和時(shí)變等特點(diǎn),難以通過建立精確的數(shù)學(xué)模型尋找合適的空燃比,因而燃燒效率不高。針對(duì)這一問題,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套燃燒優(yōu)化系統(tǒng),采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立空燃比等變量與拱頂溫度之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用遺傳算法進(jìn)行極值尋優(yōu),找到最佳空燃比,提高了... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１三種類型熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)示意圖??

圖２．３熱風(fēng)爐工藝過程示意圖??在燃燒階段，將熱風(fēng)爐內(nèi)的格子磚加熱，此階段也可以稱為加熱階段，如??圖２．３ａ所示。此時(shí)熱風(fēng)爐的各送風(fēng)口關(guān)閉，將高爐煤氣和助燃空氣以合適的比??９??

熱風(fēng)爐充分蓄熱，然后進(jìn)入送風(fēng)階段。在送風(fēng)階段，將鼓風(fēng)機(jī)吹來的冷風(fēng)通過??格子磚進(jìn)行熱交換，冷風(fēng)被加熱到高爐煉鐵所需要的溫度，此時(shí)稱之為熱風(fēng)，??并將其通過管道送入高爐，如圖２．３ｂ所示。在送風(fēng)階段高爐煤氣和助燃空氣入??口關(guān)閉，煙氣出口關(guān)閉，冷風(fēng)入口和熱風(fēng)出口打開。送風(fēng)一段時(shí)間后，熱風(fēng)爐??蓄存的熱量減少，不能維持所需的熱風(fēng)溫度，這時(shí)就要轉(zhuǎn)入燃燒階段（張福明等，??２０１２）〇??高爐通常采用三座或者四座熱風(fēng)爐輪流交替地送風(fēng)，以滿足煉鐵過程對(duì)連??續(xù)高風(fēng)溫的需求。當(dāng)高爐采用四座熱風(fēng)爐送風(fēng)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)“兩燒兩送”制度，??即交叉并聯(lián)送風(fēng)制度。四座熱風(fēng)爐中同時(shí)有兩座熱風(fēng)爐處于加熱狀態(tài)，另外兩??座熱風(fēng)爐處于送風(fēng)狀態(tài)。這種送風(fēng)制度可以使風(fēng)溫進(jìn)一步提高，并且在有一座??熱風(fēng)爐無法工作的情況下，使用另外三座熱風(fēng)爐送風(fēng)，保證送至高爐的熱風(fēng)溫??度不會(huì)出現(xiàn)過大的上下變動(dòng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]溶解氧的廣義預(yù)測控制仿真研究[J]. 薛美盛,袁鑫,薛生輝,李先知,孫勝杰.  化工自動(dòng)化及儀表. 2016(04)
[2]高爐熱風(fēng)爐燃燒輸入輸出數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用[J]. 丁洪起,楊春節(jié),宋執(zhí)環(huán).  鋼鐵. 2016(03)
[3]推進(jìn)節(jié)能環(huán)保技術(shù)管理升級(jí) 促進(jìn)鋼鐵工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型[J]. 黃導(dǎo),陳麗云,張臨峰,李全功,李煜.  鋼鐵. 2015(12)
[4]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遺傳算法高爐熱風(fēng)爐空燃比尋優(yōu)[J]. 李愛蓮,孫天涵,詹萬鵬.  自動(dòng)化與儀表. 2015(02)
[5]鋼鐵行業(yè)“十三五”發(fā)展趨勢及對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)影響分析[J]. 王道平,杜海蕾.  煤炭經(jīng)濟(jì)研究. 2015(01)
[6]模型預(yù)測控制——現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 席裕庚,李德偉,林姝.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(03)
[7]首鋼京唐5500m~3高爐BSK頂燃式熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)研究[J]. 張福明,梅叢華,銀光宇,毛慶武,錢世崇,胡祖瑞.  中國冶金. 2012(03)
[8]基于熱平衡的熱風(fēng)爐殘熱推斷模型研究[J]. 陳杉杉,韓麗輝,國宏偉,張建良,楊天鈞.  冶金自動(dòng)化. 2011(06)
[9]大型高爐熱風(fēng)爐技術(shù)的比較分析[J]. 錢世崇,張福明,李欣,銀光宇,毛慶武.  鋼鐵. 2011(10)
[10]我國鋼鐵行業(yè)能源消費(fèi)的分解分析[J]. 史紅亮,陳凱.  技術(shù)經(jīng)濟(jì)與管理研究. 2011(06)

碩士論文
[1]基于遺傳算法與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的加熱爐建模方法研究[D]. 楊猛.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于樣本數(shù)據(jù)的模糊規(guī)則提取方法研究及其應(yīng)用[D]. 孫勝杰.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[3]蓄熱式加熱爐爐溫廣義預(yù)測控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 袁鑫.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[4]中國鋼鐵行業(yè)大氣污染物排放清單及減排成本研究[D]. 趙羚杰.浙江大學(xué) 2016
[5]高爐熱風(fēng)爐混雜系統(tǒng)建模與協(xié)調(diào)優(yōu)化控制[D]. 滕宇.浙江大學(xué) 2014
[6]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的頂燃式熱風(fēng)爐自動(dòng)燃燒模糊控制系統(tǒng)的研究[D]. 余斌.東北大學(xué) 2013
[7]一種改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法及其在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用[D]. 趙利民.吉林大學(xué) 2012
[8]熱風(fēng)爐全自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 閆本領(lǐng).東北大學(xué) 2011
[9]基于遺傳算法的工程多目標(biāo)優(yōu)化研究[D]. 阮宏博.大連理工大學(xué) 2007
[10]基于PLC實(shí)現(xiàn)的熱風(fēng)爐自動(dòng)控制系統(tǒng)[D]. 任艷艷.重慶大學(xué) 2006



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