一种用于转炉干法除尘蒸发冷却塔的温度控制系统.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CN113215351A(43)申请公布日2021.08.06(21)申请号202110440750.0F28F25/06(2006.01)(22)申请日2021.04.23(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市包河区屯溪路193号(72)发明人潘建华严益超吴玉程朱晓勇翟华娄庆祥(74)专利代理机构合肥和瑞知识产权代理事务所(普通合伙)34118代理人王挺(51)Int.Cl.C21C5/40(2006.01)C21C5/46(2006.01)F27D17/00(2006.01)F28F27/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种用于转炉干法除尘蒸发冷却塔的温度控制系统(57)摘要本发明公开了一种用于转炉干法除尘蒸发冷却塔的温度控制系统，通过调节蒸发冷却塔中双介质喷雾器的喷水量和喷雾粒径，控制蒸发冷却塔的出口温度达到设定温度，其中，采用串级PID调节，可以同时消除外界干扰对蒸发冷却塔系统和冷却水流量调节阀的影响；利用神经网络自学习能力对水量修正系数进行最优化，解决了常规PID参数固定无法调优的问题；利用模糊控制器并根据出口温度与设定温度之差以及该差值的变化率，对运算水量做出相应的补偿，解决了PID控制器调节滞后的问题；本发明对于双介质喷雾器的喷水量的控制精度很高，使得蒸发冷却塔的出口温度基本保持在设定温度的合理范围内波动，能够适应各种工况，提高了除尘效率和除尘效果。CN113215351ACN113215351A权利要求书1/2页1.一种用于转炉干法除尘蒸发冷却塔的温度控制系统，其特征在于，通过调节蒸发冷却塔(2)中双介质喷雾器(14)的喷水量，控制蒸发冷却塔(2)的出口温度Tout达到设定温度Tset，温度控制系统包括：第一温度传感器(51)，用于检测蒸发冷却塔(2)的入口温度Tin，并将入口温度Tin发送至水量运算模块；第二温度传感器(52)，用于检测蒸发冷却塔(2)的出口温度Tout，并将出口温度Tout分别发送至模糊控制模块和神经网络PID控制模块；气体流量监测仪(4)，用于测量进入蒸发冷却塔(2)的烟气流量m，并将烟气流量m发送至水量运算模块；电磁流量计(13)，用于测量双介质喷雾器(14)的输水管路中的实际水流量F′，并将测量到的输水管路中的实际水流量F′发送给水量控制模块；神经网络PID控制模块根据出口温度Tout与设定温度Tset之差e，e＝Tout‑Tset，得到水量修正系数K，并将水量修正系数K发送至水量运算模块；模糊控制模块根据出口温度Tout与设定温度Tset之差e，e＝Tout‑Tset，以及根据出口温度Tout与设定温度Tset之差e的变化率ec，并通过模糊规则库得到水量增量ΔW，并将水量增量ΔW发送至水量控制模块；水量运算模块根据水量修正系数K、入口温度Tin、出口温度Tout、设定温度Tset、烟气流量m计算得到运算水量W，并将运算水量W发送至水量控制模块；水量控制模块根据运算水量W、水量增量ΔW得到蒸发冷却塔(2)中的双介质喷雾器(14)的设定喷水量Fwater，并将设定喷水量Fwater与输水管路中的实际水流量F′进行比较，调节蒸发冷却塔(2)中双介质喷雾器(14)的喷水量。2.根据权利要求1所述的一种用于转炉干法除尘蒸发冷却塔的温度控制系统，其特征在于，所述神经网络PID控制模块为基于神经网络的PID控制器，将出口温度Tout与设定温度Tset之差e作为神经网络的输入值，并通过神经网络的权值反馈和输出值反馈，对神经网络的权值和输出值进行更新，神经网络的输出值为PID控制器的调节系数，包括比例系数kp、积分系数ki、微分系数kd，PID控制器根据神经网络所输出的调节系数，得到水量修正系数K，具体如下所示：K(n)＝K(n‑1)+kp[e(n)‑e(n‑1)]+kie(n)+kd[e(n)‑2e(n‑1)+e(n‑2)]其中，n表示第n个时刻，n‑1表示第n‑1个时刻，n‑2表示第n‑2个时刻；K(n)表示第n个时刻下即当前时刻下的水量修正系数，当前时刻下的水量修正系数K(n)即为PID控制器输出的水量修正系数K；K(n‑1)表示第n‑1个时刻下即上一时刻下的水量修正系数；e(n)表示第n个时刻下即当前时刻下的出口温度Tout与设定温度Tset之差；e(n‑1)表示第n‑1个时刻下即当前时刻下的出口温度Tout与设定温度Tset之差；e(n‑2)表示第n‑2个时刻下即当前时刻下的出口温度Tout与设定温度Tset之差。3.根据权利要求1所述的一种用于转炉干法除尘蒸发冷却塔的温度控制系统，其特征在于，所述水量运算模块根据水量修正系数K、入口温度Tin、出口温度Tout、设