[发明专利]一种烧结机烟气罩内含氧量控制系统及方法

权利要求书

1.一种烧结机烟气罩内含氧量控制系统，包括台车、设置在台车上方的烟气罩、设置在台车下方的出风管道、逻辑控制器和计算机软件系统，其特征在于，在烟气罩顶部等间距设有多组进气调节管，在进气调节管上端设有进气调节阀，在烟气罩内每组进气调节管的下方设有测氧表Ⅰ，在烟气罩内两组进气调节管之间的下方设有测氧表Ⅱ；所述的逻辑控制器与测氧表Ⅰ、测氧表Ⅱ和进气调节阀电性相连，所述的计算机软件系统与逻辑控制器电性相连；

所述的计算机软件系统包括含氧量主要调节单元、含氧量补偿调节单元和调节阀开度计算单元，所述的含氧量主要调节单元输入端与所述的逻辑控制器输出端连接，含氧量主要调节单元输出端与含氧量补偿调节单元输入端连接，含氧量补偿调节单元输出端与调节阀开度计算单元输入端连接，调节阀开度计算单元输出端与逻辑控制器输入端连接。

2.根据权利要求1所述的烧结机烟气罩内含氧量控制系统，其特征在于，所述的含氧量主要调节单元用于计算确定组合调节阀调节变量H_z，所述的含氧量补偿调节单元用于计算确定补偿调节所需参数；所述的调节阀开度计算单元计算确定调节阀开度值。

3.根据权利要求1所述的烧结机烟气罩内含氧量控制系统，其特征在于，进气调节管每两根为一组，共设有4～6组，各组等间距设置在烟气罩顶部。

4.一种烧结机烟气罩内含氧量控制方法，其特征在于，采用烧结机烟气罩内含氧量控制系统，包括以下步骤：

步骤1、含氧量主要调节单元计算确定组合调节阀调节变量H_z

步骤1.1、确定测氧表Ⅰ含氧量差值A_△

测氧表Ⅰ含氧量差值A_△由公式(1)确定：

A_△＝A_o-A_m (1)

其中，A_o为测氧表Ⅰ的给定目标值，A_m为测氧表Ⅰ的测量值；

步骤1.2、采用PID控制，确定组合调节阀调节变量H_z

设每组两个调节阀开度的组合值为调节变量H_z，设含氧量差值A_△的阈值为A_w，则组合调节阀调节变量H_z存在如下两种情况：

a)当A_△在区间(-A_w,+A_w)以外时，H_z由公式(2)确定：

b)当A_△在区间(-A_w,+A_w)以内时，采用PID控制H_z，H_z由公式(3)确定：

其中K_p为比例增益，T_t为积分时间常数，T_D为微分时间常数；

步骤2、含氧量补偿调节单元计算确定补偿调节所需参数

步骤2.1、确定测氧表Ⅰ与相邻两个测氧表Ⅱ的平均给定目标值A1_o和A2_o

烟气罩上各组调节阀所控制的测氧表Ⅰ的给定目标值是不同的，当给定目标值为A_o的测氧表Ⅰ与相邻两个测氧表Ⅱ的给定目标值的差值较大时，则相邻两个区域内含氧量梯度差较大，故需要增加补偿调节控制措施改进；

设A'_o和A″_o分别为与给定目标值为A_o的测氧表Ⅰ相邻的两个测氧表Ⅱ的给定目标值，则该测氧表Ⅰ与相邻两个测氧表Ⅱ的平均给定目标值分别为A1_o和A2_o，A1_o和A2_o分别由公式(4)和公式(5)确定：

步骤2.2、确定测氧表Ⅰ与相邻两个测氧表Ⅱ之间含氧量差值A_△

设A1_m和A2_m分别为与给定目标值为A_o的测氧表Ⅰ相邻的两个测氧表Ⅱ的测量值，则该测氧表Ⅰ与相邻两个测氧表Ⅱ的含氧量差值分别为A1_△，A2_△分别由公式(6)和公式(7)确定：

A1_△＝A_o-A1_m (6)

A2_△＝A_o-A2_m (7)

步骤2.3、确定PID控制的影响系数K1和K2

对于测氧表Ⅰ与相邻两个测氧表Ⅱ之间区域，对组合调节阀调节变量的影响系数K1和K2采用PID控制，K1和K2分别由公式(8)和公式(9)确定：

其中K1_p、K2_p为比例增益，T1_t、T2_t为积分时间常数，T1_D、T2_D为微分时间常数，影响系数K1和K2的取值区间为(0，1)；

步骤3、调节阀开度计算单元计算确定调节阀开度值

步骤3.1、确定补偿后组合调节阀调节变量H_q

经过补偿后的组合调节阀调节变量H_q，由公式(10)确定：

步骤3.2、确定组合调节阀中的主控阀

设经过补偿后的组合调节阀调节变量变化率为H_qt，变化率阈值为H_△qt，则组合调节阀中的主控阀的确定存在如下两种情况：

a)当H_qtH_△qt时，组合内2个调节阀都为主控阀；

b)当H_qt≤H_△qt时，组合内1个调节阀为主控阀，该选择由人工设定；

步骤3.3、确定组合内两个调节阀a阀和b阀的开度H_a和H_b组合内两个调节阀a阀和b阀的开度分别为H_a和H_b，H_a和H_b由公式(11)确定：