热风炉控制模型课件.ppt

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1、热风炉控制数学模型介绍目录1.概述2.模型介绍3.技术特色4.应用效果5.经济效益2021/9/72热风炉是高炉炼铁的重要热工设备，其能耗约占高炉工序能耗的20%。据国外公司报道，使用热风炉控制数学模型后，热风炉热效率可提高1%～3%，风温可提高5～8℃，因此，提高热风炉控制精确度是提高风温、降低燃料消耗的重要手段，也是保证热风炉使用寿命和减轻工人劳动强度的有效措施。热风炉数学模型控制是热风炉关键技术之一。长期以来，我国绝大大多数热风炉采用传统模拟控制，与国外先进控制技术存在很大差距，研发具有自主知识产权的热风炉数学模型控制系统，对提

2、高我国热风炉控制水平具有非常重要的意义。1、概述3现在热风炉燃烧控制方式大体分成模型控制、寻优控制、传统的串级控制等几种，其中体流量的调节使温度达到设定值，而热风温度的控制只能通过模型控制方法具有更大的优势。寻优控制、串级控制等主要只是针对热风炉拱顶、废气温度的控制，通过气混入冷风来实现，有时拱顶温度过高，不但浪费燃料，还缩短热风炉炉龄。燃烧控制模型通过需要的热风温度来确定热风炉的蓄热量，从而确定所需的拱顶温度，拱顶温度不一定要设定到特别高，这样既能满足高炉对风温又能节省煤气等燃料，而且可以在一定程度上延长炉龄。模型计算出各气体流量后

3、，通过以太网传送给L1级PLC，实现燃烧控制，并能保证模型与L1级的无扰切换。同时，本系统还能够实现报表生成、历史数据记录、蓄热量曲线显示等功能。1、概述2021/9/74热风炉燃烧控制模型的基本功能是根据热风炉温度及流量等在线过程数据动态计算各热风炉所需的空气及煤气流量，控制热风炉的燃烧。模型要求热风炉燃烧方式是旋切顶燃式的燃烧器，高炉煤气和焦炉煤气的混合方式，在热风炉烧炉过程中，根据热风温度、拱顶温度、废气温度等的变化，动态计算空气、煤气等气体的流量，使热风炉达到所要的拱顶温度，减轻操作人员劳动强度，提高控制精度，保障热风炉安全，

4、从而确保热风温度满足高炉的要求，且节约能耗。1、概述2021/9/75模型结构热风炉动态控制由热风炉控制模型工作站结合L1级PLC完成。通过各切断阀和调节阀实现热风炉燃烧、换炉及送风控制。热风炉采用电仪一体化控制系统，一级（L1）系统由电气、仪表控制系统组成基础自动化级，二级（L2）由热风炉控制模型工作站结合L1级控制系统完成热风炉动态控制。控制系统置于热风炉电气室，HMI置于高炉中控室，集中在高炉中控室内进行监视、操作和控制。2021/9/76模型系统配置模型计算机时配工业控制计算机视频显示21’’TFT网络接口Ethernetad

5、apters操作系统WindowsXP数据库Oracle(SQLServer2000)网络协议TCP/IP烟气残氧分析仪ZrO型热风炉燃烧控制模型系统结构图如下：2021/9/77模型结构2021/9/78模型组成本热风炉燃烧模型中包含气体流量计算模型，拱顶温度控制模型，废气温度控制模型，高热值煤气分时燃烧控制模型。（1）气体流量计算模型把从燃烧开始到燃烧结束分成几个阶段，在不同阶段使用不同的模型。从功能来看可分成如下四个子模型。蓄热量计算模型BFG（高炉煤气）支管流量计算模型COG（焦炉煤气）支管流量计算模型空气支管流量计算模型2、

6、模型介绍2021/9/79（2)拱顶温度控制模型拱顶温度控制是把从燃烧开始到燃烧结束的期间分成四个阶段进行的。各阶段采用不同的控制模型。从功能上拱顶温度控制模型可分为三个子模型。（3）废气温度控制模型废气温度控制是把从燃烧开始到燃烧结束的期间分成三个阶段进行的。各阶段采用不同的控制模型，从功能上废气温度控制模型可分为两个子模型。2、模型介绍2021/9/7102、模型介绍（4）高热值煤气分时燃烧控制模型2021/9/711模型平台软件功能模型功能:气体流量计算、拱顶温度控制模型、废气温度控制模型、高热值煤气分时燃烧控制模型。数据通信:

7、完成模型计算机与L2服务器之间的通信和进程管理。显示功能:监测和计算数据的画面显示；燃烧模型相关的报警管理。系统维护功能:温度设定值、送风模式、模型参数、设备参数的管理等离线数据显示功能：对烧炉历史过程的回放，以图表和数字形式动态显示气体流量、温度、蓄热量等计算结果，方便分析生产情况。2、模型介绍2021/9/7122、模型介绍2021/9/7132、模型介绍2021/9/7142021/9/715主要技术参数可提高风温5~8℃；热风炉热效率提高1%~3%；减少CO2排放1%~3%；废气残氧量控制小于0.2%；掺烧高热值煤气时，可减少

8、高热值煤气使用量50%~70%，或同等高热值煤气量条件下达到更高热风温度，热风温度≥1300℃；2、模型介绍2021/9/716产品特点采用数学模型+专家系统的控制模式，运行稳定、适用性强；掺烧高热值煤气时，可减少高热值