TRT高炉顶压前馈PID复合控制系统研究与应用

发布时间：2020-10-28 01:22

　　 炉顶压力是高炉稳定运行的一个重要参数,炉顶压力不稳定会引起崩料、悬料等生产问题。本文针对湖南华菱涟钢3200m3高炉炉顶压力波动幅度大的问题,从高炉工艺方面分析影响高炉炉顶压力波动的主要因素,设计了一套顶压前馈建模与PID复合控制和TRT高炉顶压控制系统等方面进行研究,以达到稳定炉顶压力的目的,主要研究内容如下:研究采用前馈数学模型与普通PID控制相结合的方式,对炉顶压力进行实时优化,使炉顶压力在设定值范围内趋于稳定。论文主要研究内容如下:首先、介绍炉顶压力的稳定对高炉稳顺运行的重要性以及国内外TRT高炉顶压控制的发展概况,分析了涟钢高炉顶压控制系统现状及其需要达到的控制目标。其次、工艺分析了涟钢3200m3高炉炉顶压力调节系统的炉顶压力调节原理及其切换过程。从鼓风机、热风交换炉、炉内气流变化和炉顶布料和料罐均压等方面找出影响顶压波动的主要因素。第三、在上述工艺机理分析基础上建立了布料前馈数学模型和料罐均压模型,设计了一套高炉顶压PID前馈复合控制算法。通过对布料过程中料面流量的变化分析建立了布料前馈模型;通过对料罐均压过程分析,建立了料罐均压前馈模型,并利用布料和均压前馈信息对TRT静叶进行相应操作,消除布料滞后对顶压的影响,从而克服TRT静叶顶压调节的滞后,达到稳定炉顶压力的目的。最后、论文结合现场工况,给出了 PID及前馈模型参数的选择、计算与切换方式,同时设计了 HMI人机界面和软硬件实施方案。现场运行效果表明本文设计的TRT高炉顶压PID复合控制较现有PID控制能明显改善炉顶压力的稳态精度与抗干扰能力,控制精度提高到±3KPa,并为其他高炉炉顶压力控制提供了指导作用。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TF325.6;TP273
【部分图文】：

??图２．１高炉工艺流程简易框图??在实际生产中，影响顶压波动的因素众多，主要有高炉鼓风机风量变化、热??风炉换炉过程、炉体内部变化、炉顶布料过程、炉顶料罐均压和ＴＲＴ静叶实时控??制状态等。??２．１．１鼓风机系统??高炉鼓风机为高炉系统重要的动力设备，它不但提供了高炉冶炼所需的氧气，??而且提供了克服高炉料柱阻力所需的气体动力，使高炉内部保持一定的压力。因??为现代高炉强化冶炼的要求，对鼓风机的风量和风压的要求很高，涟钢７＃高炉要??求的风机风量为７７１０ｍ３／ｍｉｎ，风压要求０．４７ＭＰａ以上，并且高炉操作对加减风量??的响应和准确性要求，都对鼓风机提出了很高的要求，一般大型高炉鼓风机采用??轴流风机或离心风机两种：??（１）

?ＴＲＴ高炉顶压前馈ＰＩＤ复合控制系统研宄与应用???ＴＲＴ静叶完成，还是由净煤气减压阀组完成。??另外与ＴＲＴ透平煤气系统并联的，还有一个ＴＲＴ的旁通调节阀，该阀为液??压机构，要求１秒钟打开，以适应在ＴＲＴ紧急停机时，其入口的快切阀切断后，??该阀能快速打开，防止顶压的大幅上升。??在高炉正常生产的情况下，ＴＲＴ是始终投入运行的，两个减压阀组以及ＴＲＴ??旁通阀，仅仅作为紧急情况下或特殊情况下使用。??２．２．１减压阀组的组成和基本工艺??高炉煤气经重力除尘器重力除尘后（如下图），有两个去处，一路经过布袋??除尘后，经净煤气减压阀组（ＰＶ－２０１／２０２／２０３／２０４），眼睛阀（Ｖ－Ｗ２１），电动蝶阀??（Ｖ－Ｗ２２）入净煤气管网；另一路经液压快切阀（Ｖ－１０３），粗煤气减压阀组??（ＰＶ－１０１／１０２／１０３／１０４），电动眼睛阀（Ｖ－Ｗ１１），电动蝶阀（Ｖ－Ｗ１２），煤气放散塔点火??放散。????ＪＨＳ３００?零肩Ｉ?ＩＫＸＯＱ??冷?Ｉ？＊气ｉ管＂?＜?￣￣??

?１?？?＇?Ｕ?；｜?；？?｜??图２．３减压阀组过程检测和工艺流程图??当经旋风（重力）除尘后煤气温度在干法除尘布袋要求的温度范围内（如??１２０°Ｃ？２８０°Ｃ），高炉煤气可以进除尘布袋箱体进行除尘，出箱体后成为可以被??煤气管网接收的净煤气，经过减压阀组调节炉顶压力（如果ＴＲＴ无法投入时），??进入高炉煤气管网。??当干法布袋入口的煤气温度过低或太高时，为了保证布袋的运行安全，煤气??－１０－??
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本文编号：2859353