文档介绍：中南大学
硕士学位论文
涟钢三座焦炉集气管压力智能控制系统设计与实现
姓名:冯力力
申请学位级别:硕士
专业:控制工程
指导教师:贺建军;禹冬明
20061124
摘要在钢铁企业中,集气管压力是焦炉生产中的重要参数,它的稳定直接影响到煤气质量、焦炉寿命和生产环境。压力过低,炭化室会吸入空气导致焦炭燃烧,影响炉体寿命,降低煤气质量,严重时还会危及鼓风机的安全运行;压力过高会导致焦炉跑烟、冒火,既污染环境又浪费大量能源,并且着火会使炉柱受热而强度下降,缩短炉龄,保证集气管的压力的稳定对于钢铁工业生产有着十分重要的意义。研发焦炉集气管压力智能控制系统,目的旨在实现三座焦炉的解耦控制,稳定焦炉集气管压力,改善工作环境,提高劳动生产率,节约煤气能源,提高焦炭和煤气质量,延长焦炉使用寿命。针对该过程中三座焦炉以及焦炉与鼓风机之间耦合严重、焦炉操作不规范、外送负荷变化大等问题,提出一种智能解耦控制方法,包括集散控制系统的设计、调节阀的选型、过程参数检测,三座焦炉及焦炉与鼓风机之间的耦合关系的分析,三座焦炉集气管压力控制回路的设计。本系统采用公司的集散控制系统,由中央处理模块,输入输出等模块完成数据采集和各控制回路的实现,利用ㄐ偶际跏迪纸ǜ呒队镅员嘀频闹悄芙耦控制程序无缝地连接到支持涌诘腜ひ涤τ萌砑小由冗余网卡组成冗余控制网和上位机进行数据通信,通过上位机实现与操作人员的信息交流。本文设计的控制系统已经投入使用,现场运行结果证明该系统工作可靠、性能稳定、功能齐全、操作方便,压力控制精度达到了要求,有效抑制了集气管压力的波动,为企业创造了明显的经济效益和社会效益。关键词:集散控制系统,集气管压力,模糊控制,前馈补偿控制,专家控制,ㄑ都际中南大学工程颈士论文
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日期:碰年』卤游匆移期:塑年月坐凌兰竺导师签名:关于学位论文使用授权说明原创性声明有权保留学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文;学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。
第一章绪论研究背景与目标焦炉集气管的压力稳定与否,直接影响焦炉的正常生产和使用寿命。压力过低,炭化室会吸入空气导致焦炭燃烧,影响炉体寿命,降低煤气质量,严重时还会危及鼓风机的安全运行;压力过高会导致焦炉跑烟、冒火,既污染环境又浪费大量能源,并且着火会使炉柱受热而强度下降,缩短炉龄,。焦炉集气管压力系统是一个耦合严重、具有高度非线性、时变特性、扰动变化激烈且幅值大的多变量系统。对炭化室的操作、结焦时间的变更和加热制度的变化等,都将影响焦炉的出炉煤气量,产生对集气管压力的直接扰动。而鼓风机前吸力的变化、循环氨水流量的变化、用户负荷、外送压力、管道阻力的变化又是集气管压力的间接扰动。当一个集气管压力产生波动时,就会引起另一个集气管压力的波动,波动较大时,就会造成整个集气管系统拉锯,出现振荡现象。本章从总体上介绍了涟钢焦炉集气管压力控制系统的研究背景与研究现状,集气管压力控制系统的主要设计内容以及本文的主要架构。钢铁投资规模的不断扩大,应以国家能源环保的容量极限为前提,我国水资源、铁矿资源、运输能力、环保压力都是国民经济的长期“瓶颈”,而钢铁业恰恰又是高耗能、高污染行业,因而资源瓶颈很难保证其可持续发展,产量和投资的快速增长使得铜铁工业的制约因素日益突出。目前我的%,而国内铁矿石资源的特点是原矿品位低,且主要集中在冀东、鞍本、攀枝花等几个地区,远远不能满足中国钢铁工业发展的需要。新《道路交通安全法》的出台,也给钢铁市场带来一定冲击,国内煤电油的运输状况继续吃紧,并且短期内难以解决,成品原材料受物流不畅的影响,难以正常抵达目的地,原材料涨价成为必然,钢厂也不能全力生产。钢材便成为紧俏货。钢铁行业是一种典型的重污染行业,环境问题突出、环保欠账较多、资源浪费严重。钢铁企业是一个耗能大户。国内外钢铁企业均十分重视企业的节能工作,并且把节能与环保工作紧密地结合在一起,制定出企业的节能规划、能源管理办法,充分利用己开发出来的各项新技术、新设备、新方法来最大限度地实现在钢铁生产过程中回收余热余能,以便有效地提升企业的竞争力,