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1、基于模糊理论的焦炉加热多模式控制冯如鹤庞元俊（平顶山工业职业技术学院河南平顶山467001）摘要：焦炉炼焦是一个复杂的间歇式操作的热工过程,火道温度是焦炉生产中一个非常重要的工艺参数,直接影响产品能耗的高低与质量的稳定,本文介绍了火道温度的检测与数学模型的建立；采用模糊理论用于焦炉加热的多模式自动控制。关键词：焦炉火道温度蓄顶温度模糊控制TheMultimodeControlofTheCokeOven/sHeatingBasedOnTheFuzzyTheoryFENGRu—he,PANGYuan—jun（PingdingshanIndustrialCollegeofTe
2、chnology,PingdingshanHenan467001）Abstract:Theprocessofcokingisacomplicatedintermissionoperationalhotworkingprocess.Thefireroadtempretureisaveryimportanttechnologicalparameterinthecokeovenproduction,effectingtherelativesuperiorityoftheproduct/senergyconsumptionandthestabilityofthequalityd
3、irectly.Thistextintroducedthefireroadtempreture/sexaminationandthemathematicsmodel/sestablish,adoptingfuzzytheoryforthemultimodeautocontrolofthecokeoven/sheating.KeyWords:Cokeoven;Fireroadtempreture;Withthetoptempreture；Fuzzycontrol1前言焦炉炼焦是一个复杂的间歇式操作的热工过程,它由若干个炭化室和燃烧室交替配置组成。煤气和空气在燃烧室里混合、
4、扩散、燃烧,产生的热量通过辐射对流的形式传递给炭化室,煤料在炭化室中隔绝空气加热(高温干馏)形成焦炭,燃烧室里煤气燃烧产生的废气经蓄热室、烟道排放出去。目前国内的大部分焦炉生产过程还是以人工操作为主,辅以一些简单的自动化手段,自动化水平较低。火道温度的检测主要是用光学高温计,检测的精度低,实时性差,因而必然导致产品的能耗高,品质不稳定,环境污染十分严重。解决这一问题的关键是必须有一种行之有效的控制方法和检测手段。2火道温度的检测与数学模型的建立火道温度是焦炉生产中一个非常重要的工艺参数,它直接影响产品能耗的高低与质量的稳定,但在技术上难以实现火道温度的在线连续检测。根据
5、焦炉生产工艺可知,火道温度与蓄热室顶部温度是相关的,可通过蓄热室顶部温度来间接反映火道温度的高低。为此针对平顶山天宏焦化公司3#炉,在机焦侧各选工况条件较好的10个蓄热室(20#～29#),并分别在其顶部装上S型热电偶,直接测量蓄热室顶部下降气流温度,该温度在每个交换周期内是连续变化的,但在交换后10分钟左右,变化较平稳,故取此刻的温度作为最终的测量值。在双联火道型焦炉,每个蓄热室与两个燃烧室相联,10个蓄热室事实上联系着20个燃烧室,10个蓄热室顶部温度的平均值(以下简称蓄顶温度)基本上可代表全炉的平均火道温度(以下简称火道温度)的变化。图1是平顶山天宏焦化公司3#炉
6、连续200个小时内实测的火道温度与蓄顶温度之间对应关系的数据,考虑到光学高温计的精度和不同测火工的人为误差,图1中的数据可以认为,它们之间有良好的相关性。图2为由上述数据经线性回归后得出的蓄顶温度和火道温度的对应关系曲线:机侧:Tc1=790.0+0.47t1(1)焦侧:Tc2=770.0+0.50t2(2)式中 Tc1——机侧火道温度t1——机侧蓄顶温度Tc2——焦侧火道温度t2——焦侧蓄顶温度它们的相关系数R=0.85,已满足工业控制的要求。在生产工况比较稳定的情况下,用蓄顶温度间接地代表火道温度能及时灵敏地反映燃烧室的温度变化,并且测量的精度较高。在实际运行中,为
7、了避免热电偶的老化以及蓄热室高温事故所导致的误检测,需对蓄顶温度设置135512551155105595515913172125293337测量次序系列1系列2图1火道温度与蓄顶温度对应关系火道（蓄顶）温度上下限报警值,并采取相应的处理措施。104010501060107010801090蓄顶温度1260火道温度123012351240124512501255图2火道温度与蓄顶温度线性回归曲线Y预测Y3控制方案的设计焦炉加热控制的目的是在规定的结焦时间内,用较少的煤气生产出合格的焦炭。因此焦炉加热控制要解决两个问题:一是在规定的目标火道温
