模糊控制的
熱風(fēng)爐燃燒控制系統(tǒng)
熱風(fēng)爐是高爐冶煉過程中重要的熱交換設(shè)備。建立熱風(fēng)爐燃燒控制模型的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)燃燒過程的自動(dòng)控制，其核心是優(yōu)化空燃比和煤氣流量的實(shí)時(shí)調(diào)整，保證燃燒過程的高效、節(jié)能、穩(wěn)定，延長熱風(fēng)爐使用壽命。
目前，我國絕大多數(shù)熱風(fēng)爐的燃燒控制主要還是采用手動(dòng)控制，煤氣流量和空氣流量的大小由人工憑經(jīng)驗(yàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)，因此，供熱溫度波動(dòng)較大，對(duì)熱風(fēng)爐的壽命也有很大影響，并造成煤氣的巨大浪費(fèi)。國內(nèi)外熱風(fēng)爐的空燃比控制主要有傳統(tǒng)控制方法、數(shù)學(xué)模型方法、人工智能方法。傳統(tǒng)控制方法主要有比例極值調(diào)節(jié)法和煙氣氧含量串級(jí)比例控制法，但是由于不能及時(shí)改變空燃比，不易實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)爐的最佳燃燒，且測氧儀器成本高、難以維護(hù)，因此，實(shí)際使用效果不太理想；數(shù)學(xué)模型法能將換爐、送風(fēng)結(jié)合為一體，實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)自動(dòng)控制，但由于檢測點(diǎn)多，在生產(chǎn)條件不夠穩(wěn)定、裝備水平較低的熱風(fēng)爐中不易實(shí)現(xiàn)；人工智能方法主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制對(duì)熱風(fēng)爐燃燒過程有極強(qiáng)的自學(xué)習(xí)能力，但抗干擾能力較弱，而模糊控制不需數(shù)學(xué)模型，有較強(qiáng)的抗干擾能力且易于實(shí)現(xiàn)，因此尤其適用于熱風(fēng)爐這類難以確切描述的非線性系統(tǒng)。
1 熱風(fēng)爐燃燒控制系統(tǒng)
1．1 熱風(fēng)爐的燃燒過程
燃燒過程對(duì)應(yīng)著蓄熱室的蓄熱過程，它分為加熱期和拱頂溫度管理期。在加熱期，蓄熱室拱頂?shù)臏囟群艿?，廢氣的熱量大部分被拱頂吸收，拱項(xiàng)的溫度上升迅速，蓄熱室中下部溫度則上升緩慢。當(dāng)拱頂溫度上升到一定值后，需要保持拱頂溫度維持在這個(gè)定值，干燥機(jī)此時(shí)拱頂幾乎不再吸收廢氣的熱量，而廢氣的熱量主要被蓄熱室中下部所吸收。從廢氣管道排出的廢氣，它的溫度比較低時(shí)，說明熱風(fēng)爐的熱交換效率比較高，反之，熱交換效率比較低。因此，在拱項(xiàng)溫度達(dá)到一定值后，合理控制廢氣的溫度上升速率對(duì)熱風(fēng)爐的燃燒顯得尤其重要。
模糊控制在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家用電器等各個(gè)方面已經(jīng)獲得許多成功的應(yīng)用，本文將其運(yùn)用于熱風(fēng)爐控制系統(tǒng)。根據(jù)熱風(fēng)爐自動(dòng)化控制的要求及熱風(fēng)爐燃燒控制的特性，考慮了國內(nèi)熱風(fēng)爐基礎(chǔ)自動(dòng)化的現(xiàn)狀對(duì)熱風(fēng)爐燃燒控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)中應(yīng)用了模糊控制理論，并應(yīng)
用模糊控制技術(shù)設(shè)定最佳空燃比和煤氣流量，以達(dá)到最佳燃燒控制的目的。
本文設(shè)計(jì)的最佳空燃比模糊控制器，涉及熱工參量少，對(duì)煤氣熱值、殘氧量的檢測不作要求，繞開了控制中的建模困難的問題，通過仿真結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)際比較，可知此控制系統(tǒng)的魯棒性、快速性和控制精度都能獲得較好的預(yù)期效果，在一定程度上彌補(bǔ)了熱風(fēng)爐控制的不足，提高了燃料的利用率，節(jié)約能源，而且比采用傳統(tǒng)控制方法的燃燒過程更加穩(wěn)定，能安全平穩(wěn)地給高爐提供盡可能高溫的熱風(fēng)，不像基于熱風(fēng)爐數(shù)學(xué)模型的一些控制方法對(duì)軟、硬件要求那樣高，投入成本較低，適合熱風(fēng)爐自動(dòng)控制的要求。
掃碼手機(jī)網(wǎng)站 
掃碼關(guān)注公眾號(hào) 
