煤气混合过程的智能控制

《煤气混合过程的智能控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、煤气混合过程智能控制班级：姓名：学号:煤气混合过程的智能控制摘要：煤气混合过程是一个将两种或两种以上的煤气按照一定比例进行混合利用的过程，是一个复杂的工业过程，具有多变量耦合、非线性、难以建立数学模型等特点，应用传统的P1I）控制方法难以满足工业现场生产的需要。目前，人工智能控制方法为解决这一多变量、强耦合的复杂工业过程提供了强有力的工具。以酒钢400万t选矿厂第五煤气混合加压站作为研究对象，针对其煤气混合过程提岀了前馈+PID的混合煤气压力控制、基于模糊控制技术的混合煤气热值控制，并进行了工业应用，通过实际应用效果的分析，证明了所提出的提高智能控制方法的可行性。关键词：煤气混合过程；模糊控制

2、；前馈控制；煤气热值控制1引言在钢铁生产企业中，高炉、转炉、焦炉等设备的生产都会产生副产品煤气，将这些煤气进行合理利用，是钢铁企业实现节约能源，降低环境污染的重要手段。由于不同类型的煤气的热值不同，因此要得到一定热值的混合煤气，需要将这些煤气按照一定的比例进行混合，这就是煤气混合过程，即将两种或两种以上的煤气按照一定比例进行混合利用的过程。在钢铁企业中，通常将焦炉煤气和高炉煤气按照一定比例进行混合利用。混合煤气的热值和压力稳定是各煤气用户稳顺生产的前提。压力的频繁波动，不仅会缩短下游以混合煤气为燃料的设备寿命，同时会因为混合煤气压力过小而引起“回火”事故，严重时会引起混合煤气管道发生回火爆炸。

3、混合煤气的热值过高或过低也将对下游设备产生不利的影响，如酒钢选矿厂第五加压站混合煤气的下游用户为竖炉，当混合煤气热值过低时，将影响到竖炉半产过程的稳定进行，严重时会引起竖炉停炉事故。因此，稳定混合煤气热值与压力稳定对于下游用户的生产具有重要的意义。本文的结构如下，首先阐述了国内某大型选矿厂煤气加压站的煤气混合过程，并对煤气混合过程的控制难点进行了分析；然后针对本文提出的煤气混合过程智能控制策略进行了详细阐述，包括基于PID+前馈的混合煤气压力控制策略和基于控制的混合煤气热值控制策略;文章最后对工业应用的结果进行了分析。2煤气混合过程工艺描述2・1煤气混合过程国内某大型选矿厂煤气加压站的煤气混合

4、过程是将高炉煤气总管输送过来的高炉煤气与焦炉煤气总管输送过来的焦炉煤气进行混合的过程。由于高炉煤气具有低热值、气源充足等特性，而焦炉煤气则恰恰相反，热值高但气源不足，考虑到二者的优劣性，国内某大型选矿厂煤气加压站将高炉煤气与焦炉煤气按照一定的比例混合，混合后的煤气既有充足的气源供应又能保证下游生产企业对煤气热值的需求。国内某大型选矿厂煤气加压站的高炉煤气与焦炉煤气的混合过程如图1所示。图I煤气混介过理工艺漁IV图在煤气混合过程中主要通过对高炉煤气与焦炉煤气管道上的调节阀分别对高炉煤气与焦炉煤气流量进行调节，以实现对混合煤气压力和热值的稳定控制。2.2煤气混合过程控制的难点煤气混合过程是一个具有

5、强耦合、强干扰、非线性等特性的复杂工业过程，该过程的控制主要存在以下难点：⑴煤气混合过程的模型很难建立，这就导致了基于过程模型的控制方法无法在煤气混合过程上进行应用。⑵本文所研究对象的煤气混合过程是一个存在强干扰的过程。在实际生产中，由于上游气源生产企业的工况不稳定或下游用户对煤气需求量的不断变化以及整个钢铁集团的丰产调度等因素都会导致气源压力产生波动，这对于混合煤气压力的控制造成了一定的困难。高炉煤气与焦炉煤气的调节存在一定的相互干扰。当混合煤气热值过高时，需要减小焦炉煤气调节阀的开度，当焦炉煤气调节阀开度减小后，又会造成混合煤气的压力降低；当混合煤气压力降低时，则需要增加高炉煤气的开度，高

6、炉煤气调节阀开度增大时，高炉煤气流量也会增大，混合煤气的热值就会降低，因此如何协调好混合煤气热值与压力的控制对混合煤气工业过程是至关重要的。3煤气混合过程智能控制策略依据国内某大型选矿厂煤气加压站煤气气源的特点，高炉煤气热值低，产量大，焦炉煤气热值高，产量小，因此，在煤气混合过程中高炉煤气的用量耍远远大于焦炉煤气的用量，因此对于煤气混合过程的控制，高炉煤气常被用来作为主调气，同时，高炉煤气管道上的调节阀作为混合煤气压力调节的执行机构。混合煤气热值的稳定控制过程中，由于热值检测仪信号存在延时，导致热值信号不适宜直接引入到基础回路控制，而焦炉煤气热值较高，因此，在混合煤气热值调节过程中，焦炉煤气被

7、用作混合煤气热值的主调气。木文主要通过焦炉煤气管道上的调节阀对焦炉煤气流量进行调节，即调节高炉煤气与焦炉煤气流量比值，最终实现对混合煤气热值的调节。本文从实用性、可靠性以及易维护性等角度考虑，对国内某大型选矿厂煤气加压站煤气混合过程，提出了整体控制策略，具体方案如图2所示。设定偵$焦炉戏气-1K力如力传橈我4艸—船:,力<«»漉合煤气:―!IIIIXiitixs:过程控制器R：：过程对象图2煤气