【摘要】 本发明涉及一种高炉热风炉燃烧过程的自动控制系统，属于高炉热风炉自动燃烧控制技术领域。系统首先按照规定的条件对本炉历史燃烧数据自学习，确定本炉最佳的煤气和空气流量及调节阀初始最佳开度，作为下一个燃烧周期初始参数。在正常燃烧阶段，采用模糊控制与自寻优控制相结合的控制方法，以拱顶温度最快的上升为目标，根据燃烧室温度变化，快速寻优空燃比例系数。同时，采用非无差自适应单闭环控制系统，结合模糊控制，自学习和脉冲驱动等方法，有效控制调节阀动作，实现流量的精确快速调节与控制。系统根据废气温度的趋势变化，采用模糊控制算法，控制燃烧节奏。同时，系统全面总结手动燃烧经验，实现整个燃烧过程无人值守的全自动控制。 【专利类型】发明授权 【申请人】首钢总公司; 北京首钢自动化信息技术有限公司 【申请人类型】企业 【申请人地址】100041 北京市石景山区石景山路68号 【申请人地区】中国 【申请人城市】北京市 【申请人区县】石景山区 【申请号】CN200810102200.2 【申请日】2008-03-19 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101408314B 【公开公告日】2010-06-23 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101408314B 【授权公告日】2010-06-23 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】F23N1/02; F23N5/00 【发明人】王自亭; 胡雄光; 顾里云; 王春生; 杨永琦; 朱继东; 刘景春; 谭金成; 杨伟强 【主权项内容】一种高炉热风炉燃烧过程的自动控制系统，采用自学习和模糊控制相结合，控制过程包括燃烧前最佳燃烧参数的确定和正常燃烧过程控制两个阶段，其特征在于：燃烧前最佳燃烧参数的确定阶段包括以下步骤：(1)自学习热风炉燃烧过程的历史数据，来确定下一个燃烧过程初始的煤气流量和空气流量，即初始的空燃配比，同时，确定下一个燃烧过程初始的煤气调节阀和空气调节阀的阀位设定值；自学习热风炉燃烧的历史燃烧数据的步骤包括：①首先根据实际的工艺要求，判断自学习历史燃烧数据的前提条件是否满足；②当自学习条件成立时，系统启动寻优计算周期，采集拱顶温度，废气温度，煤气流量和空气流量；③对煤气流量和空气流量进行与计算周期相同时间长度的平均值计算；④在计算周期结束的同时，计算当前周期的拱顶温度的绝对上升温度值和煤气流量和空气流量的平均值；⑤在每一个计算周期结束时，对拱顶温度的上升温度值进行比较运算，如果大于上一个周期，则刷新存贮的煤气流量和空气流量数据，如果小于等于上一个周期的上升值，则保留当前的寻优数据；⑥调节阀阀位设定值给定后，开始记录时间；⑦当在规定的时间内，流量的设定值与过程值得偏差在允许范围，则保留当前的阀位值，如果流量的设定值与过程值偏差为正较大，则增加当前的阀位设定值，并刷新保存值，当偏差为负偏差较大时，则减小当前的阀位设定值，并刷新保存值；(2)根据工艺实际状况确定废气终点温度和燃烧周期的设定值；(3)根据工艺特点确定调节阀修正阀位的上下限，煤气流量和空气流量修正值的上下限，废气温度控制加减流量的上下限；正常燃烧过程控制阶段包含以下步骤：(4)根据热风炉当前工艺状态满足“燃烧”的前提，以自学习算法确定的煤气流量，煤气调节阀阀位，空气流量和空气调节阀阀位为初始值，按照工艺的要求，进行点火的操作；(5)点火步骤完成后，等待燃烧进入稳定状态，系统选择拱顶温度作为寻优空燃比的依据，根据拱顶温度的实际变化情况，启动寻优空燃比过程；(6)在燃烧过程进入稳定状态后，系统开始热风炉燃烧节奏的控制，采用模糊控制的方法，根据废气温度在采样周期内的实际上升值与初始计算的标准上升值的差值的大小和变化率，快速修正燃料供给；(7)流量的控制采取非无差自适应单闭环控制系统，煤气流量和空气流量的闭环自适应调节控制采用非简单负反馈方式控制，参考煤气压力的变化速度，变化方向，变化趋势，煤气流量变化的幅度和趋势，采用智能判断算法；(8)当流量的设定值和实际值产生的偏差超过系统设定的死区范围时，激活调节阀动作，系统采用以大脉冲触发调节阀动作，再以正常值结束的调节阀控制策略，并采用模糊控制器控制调节阀触发阀位脉冲的宽度和高度，将每次驱动调节阀动作的信号发出后，实际流量达到设定值的时间作为输入变量，根据时间的长短，自动修正触发脉冲宽度和高度，同时，系统根据流量的偏差大小，方向自寻优调节阀的动作的周期和调节阀动作的动作幅度；(9)当自动燃烧系统投入后，系统按照点火过程，燃烧过程，停烧过程三个阶段的不同联锁要求和工艺特点，进行整体燃烧过程的联锁控制；(10)当发生单双炉燃烧变化时，系统根据此阶段燃烧过程的特点，自动修正煤气和空气的流量和定值和调节阀阀位；(11)当发生调节阀阀位处于极限位置，而实际的流量仍然没有达到设定值时，系统自动按照标准的空燃配比对流量进行重新折算，保证燃烧过程稳定，当异常状态消除后，则自动恢复正常的燃烧状态。 【当前权利人】首钢集团有限公司; 北京首钢自动化信息技术有限公司 【当前专利权人地址】北京市石景山区石景山路68号; 北京市石景山区石门路一号 【专利权人类型】国有企业; 有限责任公司(自然人投资或控股) 【统一社会信用代码】911100001011200015; 91110000633652607P 【引证次数】6.0 【被引证次数】3 【他引次数】6.0 【被他引次数】3.0 【家族引证次数】6.0 【家族被引证次数】58
