高炉煤粉喷吹控制系统研究

发布时间：2021-06-10 14:39

　　高炉喷吹煤粉已成为当前高炉冶炼大幅减小焦比与铸铁生产成本的重要技术措施，但因管道煤粉流量测量精度过低且喷吹系统工艺复杂，导致目前还没有一套十分成熟的控制策略保障生产工艺达到理想状态，从而造成该工艺技术无法发挥最大的功效。为了解决上述问题，本文对某厂高炉煤粉喷吹控制系统进行了分析和探索。本文以该厂八号高炉的煤粉喷吹系统为原型，首先针对原系统存在喷吹控制工艺不够完善的问题，提出了一种结合高炉炉况调节喷煤量的新方法，即通过检测高炉的铁水温度变化来改变补气量，再根据变化的补气量来调节进入高炉的喷煤量，以实现高炉的最佳喷煤量；其次依据技术要求，对原有系统的各相关参数进行优化计算分析，并根据系统参数选择各个元器件，确定它们的传递函数，从而建立系统的数学模型。再针对煤粉测量精度过低且存在测量滞后的问题，提出了基于加权移动平均法的管道煤粉流量测量算法；最后针对传统PID控制器无法满足系统非线性、时变的要求，设计了模糊自整定PID控制器，并运用Simulink软件对系统进行仿真分析。研究结果表明，结合高炉炉况调节喷煤量的新方法改善了高炉炉况，能够使高炉达到最佳喷煤量，对实际系统的优化研究具有很好的指导意... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题及背景意义
    1.2 国内外高炉喷煤技术发展情况
    1.3 研究与应用现状
    1.4 高炉煤粉喷吹控制系统存在的问题及发展趋势
        1.4.1 喷煤量的调节环节
        1.4.2 喷煤量的测量环节
    1.5 本课题研究内容
第2章 高炉煤粉喷吹系统参数优化计算
    2.1 高炉喷煤系统工艺流程
        2.1.1 某企业 8 号高炉煤粉喷吹系统工艺分析
        2.1.2 原系统分析
    2.2 技术指标要求
    2.3 高炉煤粉喷吹控制系统原理
    2.4 高炉煤粉喷吹控制系统相关参数优化
        2.4.1 罐压与喷煤量关系参数优化
        2.4.2 补气量与喷煤量关系参数优化
        2.4.3 高炉风口理论燃烧温度与补气量之间关系参数优化
        2.4.4 延迟环节参数确定
        2.4.5 理论燃烧温度与铁水温度之间关系参数优化
    2.5 系统元件的选择
        2.5.1 称重传感器
        2.5.2 称重控制器
        2.5.3 稳压阀
        2.5.4 补气阀
        2.5.5 测温仪器
    2.6 本章小结
第3章 高炉煤粉喷吹系统建模
    3.1 建立被控对象的模型
    3.2 系统参数及传递函数
        3.2.1 称重传感器参数及传递函数
        3.2.2 称重控制器参数及传递函数
        3.2.3 稳压阀参数及传递函数
        3.2.4 补气阀参数及传递函数
        3.2.5 测温仪器参数及传递函数
        3.2.6 放大器参数
    3.3 本章小结
第4章 管道煤粉流量测量的算法研究
    4.1 煤粉流量的测量原理
    4.2 加权移动平均法
        4.2.1 加权移动平均法的原理
        4.2.2 加权移动平均法应用于煤粉流量测量的可行性分析
    4.3 算法实现
        4.3.1 相关参数的确定
        4.3.2 分析计算
        4.3.3 软件实现
    4.4 本章小结
第5章 高炉煤粉喷吹系统控制算法研究
    5.1 未加校正控制器时系统的仿真
    5.2 加 PID 控制器时系统的仿真
    5.3 加模糊自整定 PID 控制器时系统的仿真
        5.3.1 模糊自整定 PID 控制器原理
        5.3.2 建立模糊 PID 控制器
        5.3.3 仿真
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文与成果
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
附录3 某天记录的 24.5 分钟喷吹煤粉的数据值(喷煤稳定时的数据)
详细摘要


【参考文献】：
期刊论文
[1]高富氧喷煤对高炉冶炼影响的分析[J]. 闫彩菊,程相利,高建军,周渝生.  钢铁. 2013(06)
[2]韶钢8号高炉低燃料比冶炼实践[J]. 陈开泉,袁铭杰,柏德春.  宝钢技术. 2012(06)
[3]提高高炉煤比的实践[J]. 闫宝忠,寿庆霞,井长青,庞真丽,马跃.  河北冶金. 2012(09)
[4]高炉混合配煤及富氧率优化[J]. 周孑民,王浩,张家元,廖沙.  冶金能源. 2012(03)
[5]宝钢4号高炉钛矿护炉期间的高煤比生产实践[J]. 朱勇军,张永新,李有庆.  宝钢技术. 2011(06)
[6]大高炉喷煤浓相输送工艺特点[J]. 王向明.  河北冶金. 2011(11)
[7]煤粉-菱镁石混合喷吹对安钢高炉操作的影响[J]. 郭宪臻,魏国,沈峰满,牛卫军.  东北大学学报(自然科学版). 2011(10)
[8]高炉富氧喷煤现状及提高煤比的措施[J]. 孙雅平,张维彬.  河北能源职业技术学院学报. 2010(03)
[9]长钢高炉提高喷煤比实践[J]. 高雪生,张联兵,吴铿,何海熙,尹晓莹.  炼铁. 2010(02)
[10]Evaluation of Four Coals for Blast Furnace Pulverized Coal Injection[J]. Sh Raygan,H Abdizadeh,A Eskandari Rizi.  Journal of Iron and Steel Research（International）. 2010(03)

硕士论文
[1]高炉煤粉喷吹系统总管质量流量计研究与应用[D]. 王东.东北大学 2009



本文编号：3222561