一种精确控制高炉热风炉烧炉烟道温度的方法及装置.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CN109055640A(43)申请公布日2018.12.21(21)申请号201811241499.X(22)申请日2018.10.24(71)申请人南京南瑞继保电气有限公司地址211102江苏省南京市江宁区苏源大道69号申请人南京南瑞继保工程技术有限公司(72)发明人冯康康牛洪海陈霈管晓晨耿欣娄清辉(51)Int.Cl.C21B9/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种精确控制高炉热风炉烧炉烟道温度的方法及装置(57)摘要本发明公开了一种精确控制高炉热风炉烧炉烟道温度的方法，包括：采集热风炉控制系统的运行参数数据，判断热风炉状态，计算热风炉燃烧进度k；计算烟道温度实际温升与目标温升两者偏差e；采用模糊控制算法，将燃烧进度k和烟道温升偏差e模糊化为模糊输入量，进行模糊推理和决策得到模糊输出量，并将模糊输出量解模糊化为控制输出量u,进行煤气流量调节；根据燃烧进度，动态决定调节的控制周期T，每个控制周期进行煤气流量调节，同时根据空燃比进行空气流量调节。本发明同时公开了相应的控制装置。该方法可有效克服热风炉系统非线性、时变以及大滞后的特点，实现对高炉热风炉烧炉烟道温度的精确控制，并满足热风炉协调换炉对燃烧时间的严格要求。CN109055640ACN109055640A权利要求书1/2页1.一种精确控制高炉热风炉烧炉烟道温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采集热风炉控制系统的运行参数数据，判断当前热风炉状态，并根据热风炉协调换炉燃烧制度计算本炉燃烧总时长tset和当前已处于燃烧状态的时长tnow，计算热风炉的燃烧进度k；步骤2：根据实际烟道温度Tnow和设定的烟道目标温度Tset，计算烟道实际温升Vnow和目标温升Vset，并计算实际温升与目标温升两者的偏差e；步骤3：采用模糊控制算法，将燃烧进度k和烟道温升偏差e作为模糊控制的输入量，将煤气流量调节量u作为输出量，同时设定各输入输出变量的模糊集合及其论域范围；步骤4：将输入变量k和e模糊化为模糊输入量，基于所述模糊输入量进行模糊推理和决策以得到模糊输出量，并将所述模糊输出量解模糊化为控制输出量u；步骤5：根据燃烧进度，动态决定调节的控制周期T，每个控制周期调节煤气流量，同时根据空燃比调节空气流量。2.根据权利要求1所述的一种精确控制高炉热风炉烧炉烟道温度的方法，其特征在于，所述步骤1中燃烧进度计算公式如下：式中：tset本炉燃烧总时间，tnow为当前已燃烧时间，k为燃烧进度。3.根据权利要求1所述的一种精确控制高炉热风炉烧炉烟道温度的方法，其特征在于，所述步骤2中热风炉实际烟道温升为在时间间隔ΔT内烟道温度的增长幅度，计算公式如下：式中，ΔT为计算实际烟道温升的时间间隔；TΔT为当前时间之前间隔ΔT时刻的烟道温度，Tnow为当前实际烟道温度,Vnow为烟道当前时刻实际温升。4.根据权利要求1所述的精确控制高炉热风炉烧炉烟道温度的方法，其特征在于，所述步骤2中热风炉烟道目标温升计算公式如下：实际温升与目标温升两者的偏差e计算公式如下：e＝Vnow-Vset式中，Tset为烟道目标温度，Vset为烟道目标温升，e为实际温升与目标温升偏差。5.根据权利要求1所述的一种精确控制高炉热风炉烧炉烟道温度的方法，其特征在于，所述步骤3中燃烧进度k语言值模糊子集的隶属度函数为三角型，温升偏差e语言值模糊子集的隶属函数为正态函数型，模糊输出量通过重心法进行清晰化。6.根据权利要求1所述的一种精确控制高炉热风炉烧炉烟道温度的方法，其特征在于，模糊控制规则中，燃烧前期和中期的燃烧实际温升要略大于目标温升。7.根据权利要求1所述的一种精确控制高炉热风炉烧炉烟道温度的方法，其特征在于，所述步骤5中控制周期T根据燃烧进度进行动态调整，且控制周期T大于用于计算实际烟道温升的时间间隔ΔT。8.一种精确控制高炉热风炉烧炉烟道温度的装置，其特征在于，包括：2CN109055640A权利要求书2/2页数据采集模块：用于采集热风炉控制系统的运行参数数据，判断当前热风炉状态，并根据热风炉协调换炉燃烧制度计算本炉燃烧总时长tset和当前已处于燃烧状态的时长tnow，计算热风炉的燃烧进度k；温升偏差计算模块：用于根据实际烟道温度Tnow和设定的烟道目标温度Tset，计算烟道实际温升Vnow和目标温升Vset，并计算实际温升与目标温升两者的偏差e；模糊化模块：用于采用模糊控制算法，将燃烧进度k和烟道温升偏差e作为模糊控制的输入量，将煤气流量调节量u作为输出量，同时设定各输入输出变量的模糊集合及其论域范围；模糊推理和决策模块：用于将输入变量k和e模糊化为模糊输入量，基于所述模糊输入量进行模糊推理和决策以得到模糊输