干熄焦系统的研究与优化控制

发布时间：2017-10-03 01:02

  本文关键词：干熄焦系统的研究与优化控制

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【摘要】：随着干熄焦设备的不断国产化、先进化和干熄焦工艺技术的不断完善,干熄焦在我国钢铁厂和焦化厂中得到广泛的应用,并逐步走上大型化、自动化的发展趋势,但是干熄焦控制系统是个庞大复杂的系统,对电气设备和控制系统的稳定性、可靠性要求甚高,尤其是干熄焦锅炉系统中的汽包水位和主蒸汽温度的控制,其稳定性和可靠性对整个运行系统的安全性和经济性有着重要影响,而锅炉汽包水位和主蒸汽温度的控制一直是行业中的难点、热点问题,国内外学者和工程技术人员对这些问题进行了深入且广泛的研究,提出了各种先进控制策略和多种改进措施,如自适应模糊控制、状态观测器技术和生产设备的改进,这些控制策略和改进措施都在一定程度上提高了锅炉控制系统的控制品质,但是这些研究和改进还不够,还不能完全满足工程行业的发展要求,因此,本文对干熄焦锅炉控制系统进行了深入的研究与优化,为工程生产的实际应用提供一种理论依据。本文先是对干熄焦的原理和工艺流程及干熄焦系统进行了介绍说明,然后对干熄焦锅炉控制系统进行分析和优化,重点对锅炉主蒸汽温度控制系统进行研究和优化,通过对锅炉系统汽包水位的动态特性和控制方法的分析及对比,得出串级三冲量控制方法能较好的克服汽包水位假水位现象,具有较好的控制品质。通过对干熄焦锅炉系统在不同负荷下的主蒸汽温度控制问题进行研究,发现随着负荷的变化,主蒸汽温度对喷水扰动的传递函数变化很大且具有非线性特征,若采用某一负荷下已经调节好的PID参数来控制其它负荷下的模型参数,很难取得符合工程要求的控制效果,因此提出采用BP神经网络整定的PID串级控制方案,利用神经网络具有能够逼近任意非线性函数的能力和自适应性,通过对系统的不断学习,加权系数不断调整的方式,建立最佳组合的PID参数,实现变负荷工况下的自适应控制,为说明本文所提方法具有较好的控制品质,通过MATLAB进行仿真并加以对比,仿真结果表明本文所提方法具有较好的控制品质和较强的抗干扰能力,控制效果更佳。
【关键词】：干熄焦系统 三冲量 主蒸汽温度 BP神经网络
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ522.16;TK223.7
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 绪论10-14
• 1.1 课题背景和意义10-11
• 1.2 干熄焦工艺发展史11
• 1.3 国内外发展现状及分析11-12
• 1.4 论文的主要研究内容12-14
• 2. 干熄焦系统的研究14-31
• 2.1 湿法熄焦的原理及工艺流程14-15
• 2.1.1 湿法熄焦的原理14
• 2.1.2 湿法熄焦工艺流程14-15
• 2.2 干熄焦技术原理15-18
• 2.2.1 干熄焦的工艺流程15-17
• 2.2.2 湿法熄焦作为干法熄焦的意义17
• 2.2.3 干熄焦的基本参数及设定17-18
• 2.3 红焦运输系统18-19
• 2.3.1 红焦运输系统的工艺流程18-19
• 2.3.2 红焦运输系统的重要改进部件19
• 2.4 干熄炉及先进技术19-22
• 2.4.1 干熄炉系统19-21
• 2.4.2 先进技术21-22
• 2.5 冷焦排出系统22-24
• 2.5.1 冷焦排出系统工艺流程22-24
• 2.5.2 冷焦排出系统主要设备24
• 2.6 气体循环系统24-29
• 2.6.1 气体循环工艺流程24-25
• 2.6.2 气体循环主要设备25-29
• 2.7 环境除尘系统29-31
• 2.7.1 粉尘烟气来源29
• 2.7.2 除尘工艺流程29-30
• 2.7.3 除尘工艺主要设备30-31
• 3. 干熄焦锅炉系统及优化控制31-50
• 3.1 干熄焦锅炉系统的工作原理31
• 3.2 干熄焦锅炉系统的工艺流程31-34
• 3.2.1 锅炉本体汽水流程工艺32-33
• 3.2.2 循环倍率33-34
• 3.3 锅炉给水处理的工艺及流程34-38
• 3.4 干熄焦锅炉系统的主要器件38-40
• 3.5 汽包水位控制系统40-43
• 3.5.1 锅筒水位测量的重要性40
• 3.5.2 锅筒水位测量的方法40-41
• 3.5.3 汽包水位的动态特性41-43
• 3.6 锅炉水位控制系统的优化43-50
• 3.6.1 锅筒水位单冲量控制系统43-44
• 3.6.2 锅筒水位单级三冲量控制系统44-48
• 3.6.3 锅筒水位串级三冲量控制系统48-50
• 4. 锅炉主蒸汽温度控制系统及优化控制50-62
• 4.1 蒸汽量变化时主汽温的动态特性50-51
• 4.2 循环气体扰动时主汽温的动态特性51
• 4.3 减温水扰动时主汽温的动态特性51-52
• 4.4 串级控制原理52-53
• 4.5 传递函数53-55
• 4.6 BP神经网络整定PID原理55-58
• 4.7 传递函数的仿真研究58-61
• 4.8 结论61-62
• 5. 软硬件控制系统62-68
• 5.1 硬件及检测系统62-65
• 5.1.1 硬件系统62-63
• 5.1.2 检测系统63-65
• 5.2 软件系统65-67
• 5.2.1 下位机控制系统65
• 5.2.2 上位机控制系统65-67
• 5.3 论文研究总结67-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况71-72
• 致谢72-73
• 作者简介73-74

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