一种基于动态跟踪斜率思想的热风炉自动燃烧控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114198914A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202111371479.6F23N1/00(2006.01)(22)申请日2021.11.18G05B11/42(2006.01)(71)申请人邯郸钢铁集团有限责任公司地址056015河北省邯郸市复兴区复兴路232号申请人河钢数字信达（邯郸）科技有限公司(72)发明人杨铮王伟兵李仁华康朝旭郝迎宾(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108代理人李桂芳(51)Int.Cl.F24H15/40(2022.01)F24H15/36(2022.01)F24H15/35(2022.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称一种基于动态跟踪斜率思想的热风炉自动燃烧控制方法(57)摘要本发明涉及一种基于动态跟踪斜率思想的热风炉自动燃烧控制方法，属于热风炉燃烧控制方法技术领域。本发明的技术方案是：顶温模糊控制器的输入为顶温误差E和顶温误差的变化量EC，输出控制量为，，而；烟温控制阶段，使用模糊控制算法，烟温模糊控制器的输入为烟气的温升速率偏差E及烟气温升速率变化量EC，输出控制量为，，而，即空气流量给定，再通过空燃比计算出煤气流量设定值。本发明的有益效果是：热风炉的温度自动控制采用模糊控制策略，并按阶段分别控制顶温和烟温升温速度，保证在准确的规定时间内使烟温达标。CN114198914ACN114198914A权利要求书1/2页1.一种基于动态跟踪斜率思想的热风炉自动燃烧控制方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一，点火阶段采用适量的煤气量和空气量，用来稳定燃烧状态；快升阶段采用较大的煤气量和空气量，达到快速升顶温的目的；点火阶段、快升阶段采用斜率控制，闷炉阶段采用斜率控制；斜率控制是防止因空气流量、煤气流量呈现断崖式涨跌而造成控制震荡，其作用使空气流量和煤气流量阶梯型增长或者下降至阶段预设值，暂设1000m3/s的斜率控制；煤气流量和空气流量进行均值滤波后参与运算，暂取10s不同时刻的流量数据，其作用防止因野值的出现而造成控制震荡。顶温控制阶段是在顶温升至目标值附近时，采用模糊控制器稳定顶温；烟温速度控制阶段是在燃烧后期以烟温升温速度为反馈值进行速度控制，保证刚好在规定燃烧周期到时的时刻达到目标烟温；在模糊控制算法中为了防止拱顶温度、烟气温度的大惯性出现，算法中将偏差变化率的计算方式修改为非相邻的两个偏差做差取得，暂取30s间隔的偏差做差，即将EC(i)＝E(i)‑E(i‑1)修改为EC(i)＝E(i)‑E(i‑n)，n＝30。此外，针对不同控制对象，模糊控制的灵敏性也做了修改，算法中将论域等级等分的计算方式修改为非等分，即将{‑6,‑5,‑4,‑3,‑2,‑1,0,1,2,3,4,5,6修改为{‑6,‑4,‑2.5,‑1.5,‑1.2,‑0.5,0,0.5,1.2,1.5,2.5,4,6}或者{‑6,‑4,‑2.5,‑1.5,‑0.7,‑0.2,0,0.2,0.7,1.5,2.5,4,6}，论域等级‑6～6，不均匀分割，模糊控制效果是越靠近0越灵敏。步骤二，顶温控制阶段，使用模糊控制算法，顶温模糊控制器的输入为顶温误差E和顶温误差的变化量EC，输出控制量为ΔU(k)，ΔU(k)×ku＝Δu(k)，Δu(k)为空气流量设定值增量，上一时刻设定值加上当前空气流量增量作为下一时刻空气流量设定值，因为煤气的热值、压力不稳定，空气的热值、压力稳定，故选用空气流量作为定值。而Δu(k)+u(k‑1)＝u(k)，即空气流量给定，再通过空燃比计算出煤气流量设定值；步骤三，烟温控制阶段，使用模糊控制算法，烟温模糊控制器的输入为烟气的温升速率偏差E及烟气温升速率变化量EC，输出控制量为ΔU(k)，ΔU(k)×ku＝Δu(k)，Δu(k)为空气流量设定值增量，上一时刻设定值加上当前空气流量增量作为下一时刻空气流量设定值，因为煤气的热值、压力不稳定，空气的热值、压力稳定，故选用空气流量作为定值。而Δu(k)+u(k‑1)＝u(k)，即空气流量给定，再通过空燃比计算出煤气流量设定值。2.根据权利要求1所述的一种基于动态跟踪斜率思想的热风炉自动燃烧控制方法，其特征在于：所述空燃比利用残氧检测值控制，设计氧含量的模糊控制器，通过调整空燃比调整残氧检测值在该合理范围内，模糊控制器以氧含量偏差及其变化率为输入，经过模糊化后应用经验总结的模糊规则输出决策，再反模糊化后给出空燃比的设定值。3.根据权利要求1所述的一种基于动态跟踪斜率思想的热风炉自动燃烧控制方法，其特征在于：还包含利用风机进风阀门稳定空气压力，采用常规PID调节的方式计算风机开度，稳定空气压力，减小热风炉在启动燃烧时对其他热风炉影响：Δ