[发明专利]混合煤气热值的稳定控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种热值控制方法，特别是涉及了一种混合煤气热值的稳定控制方法。

背景技术

目前，一些较大轧钢厂加热炉的加热燃烧煤气都是由二种以上的煤气混合组成的，除焦炉和高炉煤气之外，可能还有转炉煤气等，有的管网压力波动大，造成混合煤气热值变化大且频繁。这样的混合煤气热值变化是加热炉实现加热燃烧过程调节自动化、炉温设定值模型化的一大障碍。同时，也严重影响了加热炉钢坯的加热质量。每年给企业在能源消耗、钢坯氧化烧损、成品质量等带来很大的经济损失。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提出了一种能够有效、及时的对混合煤气的热值进行调节的混合煤气热值的稳定控制方法。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种混合煤气热值的稳定控制方法，其特征在于：将高炉、焦炉、转炉煤气的实测热值以及混合煤气热值的设定值和各种煤气输入量作为前馈调节控制回路的输入参数，通过能量平衡公式计算出所需的焦炉煤气流量；在前馈调节后，在混合煤气热值仍达不到设定值的情况下，将混合煤气实测热值与混合煤气热值设定值之差值作为反馈补偿调节的输入参数，通过PID调节器对差值进行调节来实现补偿调节控制；最终的焦炉煤气流量输出通过PID调节器来调节。

PID调节器采用设定值滤波型二自由度PID算法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

利用热值仪对混合煤气依次进行压力调节、前馈调节和反馈补偿调节控制，从而达到及时、准确的调整混合煤气热值的目的，有效的保证了加热炉钢坯的加热质量，节省了大量资源，提高了企业的效益。

附图说明

图1为煤气混合加压过程控制回路图；

图2为前馈调节及反馈补偿调节控制回路图。

具体实施方式

为了对混合煤气的热值和压力进行及时有效地控制和调节，本发明方法是利用热值仪对混合煤气热值进行前馈调节及反馈补偿调节控制。

一种混合煤气热值的稳定控制方法，其特征在于：将高炉、焦炉、转炉煤气的实测热值以及混合煤气热值的设定值和各种煤气输入量作为前馈调节控制回路的输入参数，通过能量平衡公式计算出所需的焦炉煤气流量；在前馈调节后，在混合煤气热值仍达不到设定值的情况下，将混合煤气实测热值与混合煤气热值设定值之差值作为反馈补偿调节的输入参数，通过PID调节器对差值进行调节来实现补偿调节控制；最终的焦炉煤气流量输出通过PID调节器来调节，PID调节器采用设定值滤波型二自由度PID算法。具有兼顾设定值跟踪及扰动抑制特性的优点。

本发明方法的具体的步骤为：

①对混合煤气进行压力调节控制，如图1所示，控制机前压力就是控制混合煤气的输出压力，而影响机前压力的主要因素是高炉煤气的二道压力。将高炉煤气的二道压力与机前压力之间构成一个压力调节回路，实现对混合煤气压力的调节。

②对混合煤气进行前馈调节控制，如图2所示，转炉、高炉、焦炉煤气流量和转炉、高炉、焦炉煤气热值以及混合后的煤气流量均为已知量，可通过调节焦炉煤气流量对混合煤气热值进行设定值控制。对此，求解焦炉煤气在达到混合煤气热值设定值时的所需流量。根据能量平衡公式，下面两个公式成立：

Ft＝∑Fi                  (1)

Ft*Gh＝Fz*ZL+Fj*JL+Fg*GL  (2)

式(1)中：

Ft：混合煤气流量(实际)；

Fi：各种(或各个)煤气流量(实际)；

式(2)中：

Gh：混合煤气热值(实际)；

Fz：转炉煤气流量(实际)；

Fj：焦炉煤气流量(实际)；

Fg：高炉煤气流量(实际)；

ZL：转炉煤气热值(实际)；

JL：焦炉煤气热值(实际)；

GL：高炉煤气热值(实际)

在上述两式中，将混合煤气热值设定为一给定值，将焦炉煤气流量设为一变量Fjr，求解后，可得到所需的焦炉煤气用量Fjr。

Fjr＝(Ft*Gr-Fg*GL-Fz*ZL)/GL      (3)

式(3)中：

Fjr：焦炉煤气流量(设定值)；

Gr：混合煤气热值(设定值)；

③对混合煤气进行反馈补偿调节控制，如图2所示，由于前馈调节的不足和在系统中的局限性，混合煤气热值难以达到规定的设定值，故在焦炉煤气流量控制回路中增加了反馈补偿调节控制。它的调节方法是通过缩小混合煤气热值(Gh)和混合煤气热值设定值(Gr)的差值来实现的。