[发明专利]高炉煤气燃烧控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉煤气回收利用领域，具体地说，涉及一种高炉煤气 燃烧控制方法。

背景技术

钢铁企业在炼铁过程中产生了大量的副产高炉煤气，因该煤气热值低， 较难利用，所以多采用燃烧后向空排气处理，造成能源浪费且污染环境。近 年来，随着企业节能降耗工作的开展，为达到国家节能环保要求，许多钢铁 企业新建项目对高炉煤气进行回收燃烧加热锅炉产生的蒸汽来供汽、发电。 为保证高炉煤气燃气锅炉的稳定运行，其燃烧优化控制也成为重要的研究课 题。

实际生产中，高炉煤气供给受制于炼钢、炼铁等主工艺生产工程，其压 力波动较大，这是造成高炉煤气燃气锅炉工况波动的主要因素。锅炉产汽压 力是衡量锅炉工况的重要参数。燃烧用高炉煤气的压力波动对锅炉炉膛燃烧 的影响很大，进而影响锅炉产汽压力的稳定。当高炉煤气压力增大时，炉膛 内高炉煤气供给增加，燃烧产生热量增加，产汽量增加，产汽压力上升；当 高炉煤气压力减少时，炉膛内高炉煤气供给减少，燃烧产生热量减少，产汽 量减少，产汽压力下降。同时，燃烧过程还存在燃烧是否充分等问题的影响。 总之，锅炉燃烧系统是一个惯性大、滞后时间长、非线性时变的系统，而高 炉煤气燃气锅炉燃烧优化控制的主要目标是减少高炉煤气压力波动对蒸汽压 力的影响。该方法针对高炉煤气燃气锅炉燃烧的复杂情况，采用先进、可靠、 实用的算法，减少高炉煤气压力波动对蒸汽压力的影响，实现对锅炉燃烧的 优化控制，保证锅炉的稳定生产。

发明内容

本发明提供了一种高炉煤气燃烧控制方法，以解决相关技术中高炉煤气 压力波动对蒸汽压力的影响，从而使锅炉的汽包蒸汽压力稳定。

根据本发明的一个方面，提供了一种高炉煤气燃烧控制方法，包括如下 步骤：获得高炉煤气压力实际值，将所述高炉煤气压力实际值输入到前馈控 制器，所述前馈控制器运算后输出高炉煤气流量调节阀开度值一；获得汽包 蒸汽压力实际值，将汽包蒸汽压力实际值与汽包蒸汽压力设定值进行比较， 获得汽包蒸汽压力偏差值，将所述汽包蒸汽压力偏差值输入到预估补偿控制 器，所述预估补偿控制器运算后输出高炉煤气流量调节阀开度值二；将所述 高炉煤气流量调节阀开度值一与所述高炉煤气流量调节阀开度值二相叠加， 得到高炉煤气流量调节阀开度值三，根据所述高炉煤气流量调节阀开度值三 控制进入锅炉内的煤气量。

优选地，高炉煤气燃烧控制方法还包括步骤：所述高炉煤气压力实际值 还输入到干扰通道，所述干扰通道输出的汽包蒸汽压力值一和锅炉燃烧输出 的汽包蒸汽压力值二相叠加，得到汽包蒸汽压力。

优选地，高炉煤气燃气锅炉燃烧过程的传递函数如下：

G(s)*e^-τs＝Ke^-τs/(Ts+1)，

其中，G(s)表示高炉煤气燃气锅炉燃烧过程的传递函数；

K是放大系数；

T是惯性时间常数；

τ是延迟时间。

优选地，用Z-N整定法对高炉煤气燃气锅炉燃烧过程的传递函数进行整定 的步骤是：

给定高炉煤气流量调节阀的开度一个单位阶跃值；

记录一些输出值，拟合得到汽包蒸汽压力实际值的响应曲线；

根据所述汽包蒸汽压力实际值的响应曲线，反推出K、T、τ值。

优选地，干扰通道的传递函数如下：

N(s)＝K/(Ts+1)，

其中，N(s)表示干扰通道的传递函数；

K是放大系数；

T是惯性时间常数。

优选地，用Z-N整定法对干扰通道的传递函数进行整定的步骤是：

给定高炉煤气压力一个单位阶跃值；

记录一些输出值，拟合得到汽包蒸汽压力实际值的响应曲线；

根据所述汽包蒸汽压力实际值的响应曲线，反推出K、T值。

优选地，所述汽包蒸汽压力偏差值输入预估补偿控制器得到的高炉煤气 流量调节阀开度值一为e(t)*L^-1[G_s(s)]，

其中，e(t)是汽包蒸汽压力实际值；

L^-1是拉普拉斯反变换；

G_s(s)是预估补偿控制器的传递函数。

优选地，所述高炉煤气流量调节阀开度值二为：