基于前馈机理建模的高炉TRT顶压控制方法研究.pdf

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1、·12·工业仪表与自动化装置2013年第3期基于前馈机理建模的高炉TRT顶压控制方法研究唐长忠，曹世海。，高尚敏，林舒，杨春节(1．酒泉钢铁(集团)有限责任公司动力厂；2．酒钢集团天风不锈钢有限公司，甘肃嘉峪关735100；3．浙江大学工业控制研究所，杭州310027)摘要：针对高炉炉顶压力控制的稳定性要求，对TRT系统建立模型结构并辨识模型参数，得到了以静叶开度和旁通阀开度为控制量、高炉炉顶压力为被控制变量的高炉炉顶压力控制模型，并以此模型为基础设计了TRT系统紧急停机工况下的前馈控制。关键词：TRT；工艺流程；建模；前馈控制中图分类号：TP13文献标志码：A文章编号：100

2、0—0682(2013)03—0012—04BlastfurnaceTRTtoppressurecontrolmethodbasedonthefeedforwardmechanismmodelingTANGChangzhong，CAOShihai，GAOShangmin，LINShu，YANGChunjie(1．ThePowerPlantofJiuquanIron&Steel(Group)Co．，Ltd，；2．The0，ngStainlessSteelCo．，Ltd．ofJiuquanIron＆SteelGroupGansuJiayuguan735100；3．Institute

3、ofIndustrialProcessControl，Zh~iangUninversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Accordingtothestabilityrequirementsofblastfurnacetopgaspressure，amodelforTRTsystemisestablishedthroughanalyzingtheconfigurationofTRTsystemandidentifyingthesystemparam—eter．Theangleofstationaryguidebladesandtheopening

4、ofbypassvalveareusedasmanipulatedvaria—blestocontrolthetopgaspressureofblastfurnace．Basedonthemodel，afeedforwordcontrollerisde—signedforTRTsystemincaseofemergency．Keywords：TRT；process；modeling；feedforwordcontrol直至TRT系统的透平机之问的管道；调节阀指TRT1TRT系统的建模系统的旁通阀，透平机静叶也简化为一个调节阀。高炉TRT(TopGasPressureRecove

5、ryTurbineU—透平机静叶和旁通阀通过调节开度，以控制通过的nit)系统是相当复杂的设备和系统，文中采用理论煤气流量和透平机前后压差，如图1所示。建模方法获得其数学模型的结构，然后再借助于实旁通阀1验建模方法来进行参数辨识，获得最终的可靠的被控对象数学模型。1．1高炉TRT系统简化由于高炉TRT系统的复杂性，为建立适合于炉顶压力控制的动态数学模型，将高炉TRT系统简化为反应容器、压力容器、管道、调节阀4个部分。图1TRT系统简化结构图其中，反应容器指高炉炉膛还原反应部分，并产生煤气；压力容器指高炉炉顶容腔；管道指高炉煤气出口1．2单元模型对高炉TRT系统的4个单元：反应容

6、器、压力收稿日期：2013—01—30容器、管道、调节阀分别建模。作者简介：唐长忠(1968)，男，高级工程师，现任动力厂副厂长1)高炉炉顶反应容器模型负责动力厂水电方面管理工作。2013年第3期工业仪表与自动化装置·13·为简化起见，高炉煤气生成过程模型可用经验公式表示如下：)=G)式中：G(s)为进入高炉的空气的质量流量；G，(s)为冶炼过程生成煤气的质量流量；K和为反应常数，此参数和高炉炉料、高炉结构等有关系。图2TRT系统模型参数定义2)高炉压力容器模型根据高炉炉顶压力容器入1：3和出口的质量流量图2中，进气质量流量为G，反应器出1：3质量的变化与容器中的密度变化的关系

7、流量为G，，压力容器的出1：3压力和流量分别为P和(G，一G1)At=V1△p(2)G，管道的出口压力和流量为P和G：，调节阀后的对其平衡点附近的线性化及对时间的拉氏变总压力和流量分别为P和G。换得：假设旁通阀1、2和透平机的前后压力相等，且流量无损失，另外由关联管道的性质可得：G，()一G-(s)蒜P(s)(3)P2()=P21(S)=P22(s)=P23(s)：P3(s)(7)式中：G，(s)为高炉压力容器入1：3的质量流量；G(s)G(S)=G：(S)=G(s)=G(s)=G(s)(8