焦炉直行温度与火落时间双反馈控制系统

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1、东北大学硕士学位论文摘要焦炉直行温度与火落时间双反馈控制系统摘要焦炉作为一种结构独特的工业炉窑，既是焦炭生产的关键设备，也是焦化厂最大的能耗设备，在炼焦厂的总能耗中，焦炉加热用的煤气量约占总能耗的大半，而且焦炉在生产过程中工况条件恶劣，污染严重。因此，实现焦炉加热过程的最优控制，对于降低焦炉燃耗、提高焦炭质量、延长焦炉寿命、减少环境污染和改善劳动条件等都具有非常重要的意义。针对焦炉控制的复杂性和难点，作者查阅大量文献，对焦炉温度控制系统和焦炉生产特性进行深入的研究，建立了直行温度预测和火落时间判定两个软

2、测量模型，并对焦炉加热双反馈控制系统做出了有效的改进。直行温度作为反馈量之一，其预测模型的精度对焦炉温度控制至关重要。本文在分析焦炉燃烧加热过程的机理以及影响焦炉直行温度的相关因素后，将蓄热室顶部温度和配合煤水分作为辅助变量，建立了直行温度预测模型。模型包括多元线性回归和神经网络两个子模型，通过模糊集成方法提高直行温度的预测精度。火落时间作为另一个反馈量引入焦炉加热控制，有效地弥补了直行温度单一反馈控制的缺陷。基于对焦炉上升管内气体温度规律性变化的机理分析，本文以上升管中气体达到特征温度的时刻为判别对象

3、，利用火落时间判定与直行温度预测在建模机理上的一致性，建立火落时问判定的集成模型。实验结果表明，神经网络与线性回归集成策略同样适用于火落时间的判定。直行温度与火落时间双反馈控制系统是根据焦化生产现场实际，把有效性、可实现性、低成本作为重要的考虑因素，改进现行的控制策略，达到良好的控制效果。该系统应用动态矩阵控制器，以直行温度为一个反馈量对干馏条件(标准温度)进行控制，以火落时间为另一个反馈量对干馏的结果(焖炉温度)进行控制，从而充分利用两种控制模式的优点，弥补了直行温度单一反馈控制模式的不足，实现焦炉全

4、炉温度的优化控制。关键词：焦炉；双反馈控制：直行温度；火落时间；线性回归；神经网络；动态矩阵控制器一n一东北大学硕士学位论文AbstractCokeOvenHeatingControlSystemwithDoubleFeedbackofLOngitudinalTemperatureandFinishedCarbonizationTimeAbstractCokeoven,thepivotalproductionequipmentandthebiggestenergyconsumptionequipment

5、,isauniqueindnstrialfurrlaceinstricture．Gasconsumingvolumeforthecoke-ovenheatingismorethanhalfofthetotalenergyconsumingunderbadworkconditioninacokeplant,whichleadstoseriottsenvironmentalpollution．Sotheoptimalcontrolinthecoke-ovenheatinghasgreatsignifican

6、cetofuelconsumptionandenvironmentalpollutionreduction,cokequalityincrease，maintenanceofthelonglongevityofthecokeoven,andimprovementofworkers’workingconditions．Inviewofcomplexityanddifficultiesofcokeovencontrol，the．authormakesintensiveresearchofcokeovente

7、mperaturecontrolsystemandpropertiesofcokeOVeRreferringtoamassofliterature，andbuildstwosoftsensormodelsoflongitudinMtemperaturepredictionandfinishedcarbonizationtime．Additionally，heimprovesoncokeovenheatingcontrolsystemwithdoublefeedback．11leprecisionofpr

8、edictingmodeloflongitudinaltemperaturewhichisoneoffeedbacksisofimportancetocokeoventemperaturecontr01．nleauthormakesananalysisofcoke，ovenbeatingandthefactorswhichaffectlongitudinaltemperature．Takingtemperatureatthetopofreg