焦炉火道温度控制系统设计与实现

发布时间：2023-05-08 04:07

　　在工业生产中,配煤炼焦是一个极其复杂的过程,其中控制火道的温度是确保焦炭生产的一个重要组成部分。火道的温度太高,单位产品的能源消耗就会增加,并且容易造成“扒焦”现象的出现,浪费时间和人力;火道的温度太低,焦炭在规定的时间内不易成熟,影响焦炭的质量。因此如何使火道的目标温度设置合理,并确保稳定的火道温度,是焦炭生产过程中亟待解决的控制问题。强非线性,大滞后,强干扰,时变性是焦炉火道温度控制系统的典型特点,常规的PID控制不容易满足控制系统的要求。在这篇文章中,首先对焦炉加热自动控制技术发展过程及加热系统的控制方法进行了总结概括;然后对首钢京唐公司焦炉的基本结构和生产工艺流程进行了介绍,并在此基础上对焦炭生产中的控制难点进行了概括分析。把火道温度控制主回路作为重点研究对象,并且将模糊控制思想引入传统的PID控制来调节煤气流量和空气比例,构成温度控制回路,来控制焦炉的温度。由于直接测量立火道的温度十分困难,利用测量蓄热式顶部温度建立了立火道温度测量的软模型。为了得到稳定的炉温和达到煤气的合理充分燃烧,还设计了控制煤气压力和烟道吸力的回路,使煤气流量和空气流量跟踪设定值变化。焦炉生产是一个复杂...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 焦炉控制研究现状
        1.2.1 焦炉加热控制系统的发展
        1.2.2 焦炉加热控制技术现状
        1.2.3 焦炉火道温度控制技术的理论研究
    1.3 本文的主要内容
第2章 焦炉工艺流程
    2.1 焦炉的发展过程
    2.2 首钢焦炉基本情况
        2.2.1 焦炉基本结构
        2.2.2 配煤过程
        2.2.3 焦炉生产基本流程
        2.2.4 焦炉推焦串序
        2.2.5 焦炉加热方式
    2.3 炼焦生产的影响因素分析
    2.4 焦炉控制的复杂性和难点
    2.5 本章小结
第3章 控制系统总体设计
    3.1 控制系统设计要求
    3.2 火道温度控制系统硬件选型
        3.2.1 控制平台选型与结构设计
        3.2.2 自动测温设备选型
        3.2.3 手动测温设备
        3.2.4 阀门设备
    3.3 系统编程实现
        3.3.1 控制系统软件
        3.3.2 火道温度控制下位机组态编程实现
        3.3.3 火道温度控制上位机组态编程实现
    3.4 本章小结
第4章 火道温度参数检测与控制回路设计
    4.1 立火道温度控制的特点
    4.2 立火道温度检测与设定
        4.2.1 焦炉温度软测量
        4.2.2 目标立火道温度的计算
    4.3 算法简介
        4.3.1 PID控制算法
        4.3.2 模糊自适应PID控制器
    4.4 温度控制回路整体结构
    4.5 火道温度主回路控制器设计
    4.6 副回路混合煤气流量调节器设计
    4.7 助燃空气量控制器设计
    4.8 本章小结
第5章 系统实现与运行效果分析
    5.1 投运前后的火道温度控制效果
        5.1.1 手动测温结果
        5.1.2 自动测温结果
    5.2 投运前后的焦炭生产指标变化
        5.2.1 安定系数K变化
        5.2.2 节能效果
        5.2.3 对焦炭质量的影响
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
致谢



本文编号：3811954