高炉风机防喘振优化控制研究

发布时间：2021-03-04 09:32

　　鼓风机是高炉炼铁过程的重要动力装置,风机的工作状况将直接影响高炉的日常生产。喘振是风机的不稳定运行工况,风机控制系统必须有防喘振控制功能才能保证风机自身与高炉的安全运行。本文的研究目标是：寻求更优的防喘振控制方案,既能扩大风机的运行范围,又能保障风机在较高效率工况点上稳定运行。本文的主要工作如下：1.综合考虑风机的稳态特性与动态特性设计喘振避免方案,基于Greitzer模型设计控制率并利用李雅普诺夫定理证明其稳定性。在MATLAB*/SIMULINK*平台上的仿真显示该控制方案能有效避免喘振。2.针对变转速轴流式风机模型,分别基于模糊控制原理和反步法理论设计主动喘振控制方案。仿真结果表明,两种控制方案均能有效抑制喘振。结合高炉风机操作,可以提高风机升压,拓宽流量调节范围。3.设计了一种带有切换机制的防喘振控制系统,结合喘振避免与主动控制以达到兼顾效率与安全的目标。仿真结果验证了该控制方案的可行性。 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究综述
        1.2.1 喘振避免
        1.2.2 喘振控制
    1.3 本文研究内容
第2章 高炉风机特性研究
    2.1 引言
    2.2 高炉炼铁工艺
    2.3 高炉风机及送风制度
        2.3.1 高炉风机
        2.3.2 风机送风制度
    2.4 风机稳态特性
        2.4.1 风机性能曲线
        2.4.2 管网特性曲线与工况点
    2.5 喘振
        2.5.1 喘振的产生
        2.5.2 喘振的防范
    2.6 Greitzer模型
    2.7 小结
第3章 风机喘振避免方案设计
    3.1 引言
    3.2 Greitzer模型稳定性分析Ⅰ
    3.3 Greitzer模型稳定性分析Ⅱ
    3.4 喘振避免方案设计
    3.5 喘振避免仿真
    3.6 本章小结
第4章 风机喘振主动控制方案设计
    4.1 引言
    4.2 模型
    4.3 基于模糊控制的主动控制
        4.3.1 模糊控制
        4.3.2 传感器与执行器
        4.3.3 控制器
    4.4 基于反步法的主动控制
        4.4.1 反步法原理及设计步骤
        4.4.2 控制器设计
    4.5 主动控制仿真
    4.6 结合喘振避免的主动控制方案
    4.7 本章小结
第5章 总结和展望
    5.1 本文内容总结
    5.2 进一步研究和展望
参考文献
作者在攻读硕士期间的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]压缩机喘振与3C防喘振控制器在空压机上的设计策略[J]. 王飞.  工业仪表与自动化装置. 2013(03)
[2]轴流式风机喘振分析[J]. 廖立.  电站辅机. 2010(04)
[3]国务院办公厅关于进一步加大节能减排力度 加快钢铁工业结构调整的若干意见[J].   中国钢铁业. 2010(07)
[4]高炉鼓风机自动控制及保护功能的研究与分析[J]. 司红波,范彩霞,黄汝科,王珂.  冶金动力. 2008(05)
[5]基于喘振频域特性的失稳预警技术研究[J]. 孙涛,徐光华,张春梅.  西安交通大学学报. 2007(11)
[6]压缩机系统高阶Moore-Greitzer模型的动态行为分析[J]. 张春梅,张超,徐自力,王尚锦.  西安交通大学学报. 2007(01)
[7]经验模式分解法结合相关积分法的离心风机喘振先兆辨识[J]. 孙涛,徐光华,张四聪,张春梅.  动力工程. 2006(06)
[8]轴流式高炉鼓风机防喘振装置的技术改造[J]. 高洪军.  冶金动力. 2004(04)
[9]轴流式高炉鼓风机组效率寻优控制的应用[J]. 甄月平,杨谢军.  冶金动力. 2003(01)
[10]用小波和分维数方法处理喘振实验数据[J]. 李美林,张春梅,王尚锦,席光.  工程热物理学报. 2002(02)

硕士论文
[1]高炉鼓风机防喘振控制方法的研究[D]. 陈毅夫.浙江大学 2013



本文编号：3062980