炼焦焦炉加热过程控制优化

炼焦焦炉加热过程控制优化

徐小龙

陕西黄陵煤化工有限责任公司   727307

摘要：炼焦过程的复杂性使优化控制变得困难，配合煤比多变性和炉况的不稳定性使优化炼焦模型的准确建立变得困难。炉内各种参数之间存在着较强的关系，各种参数的多采样系数存在问题。捕获不准确的信息使控制优化变得非常困难。由于对焦炉缺乏控制，许多地方的生产没有自动化，数据采集是手动进行的。设置通常基于多年的焦炉经验，因此很难调整焦炉状态的变化。因此煤炭生产不平衡，消耗大量能源，造成生产成本高。

关键词：焦炉加热蓄顶温度优化控制

炼焦生产在工程、金属、化工等部门的广泛应用，是国民经济发展的重要物质基础。近年来，我国对焦炭的需求及其生产力迅速增长，中国是世界上最大的出口和生产国。伴随着经济快速增长，炼焦行业迅速发展，生产条件达到一定程度。但是，由于优质炼焦明显缺乏，对其生产、质量和能耗提出了更高的要求。因此，必须不断提高水平，加快接轨国际。伴随着工业中计算机的日益普及和炼焦，优化技术在炼焦生产中的应用是一个重要问题。

一、研究现状分析

随着迅速发展和炼焦生产自动化技术的水平的提高，大量传感器实时捕获大量炼焦流程数据，包括反映不同参数和生产规则之间关系的大量信息。它们的提取促进了制造工艺的优化。过去，如果没有有效的知识获取方法，大量有价值的数据就会被浪费掉。因为数据驱动器可以从大量数据中提取和检测隐藏的价值知识，因此对于许多研究人员来说，它已经成熟，可用于经济、金融、保险、通信、医疗、管理和许多其他领域。可能的功能包括:预测、故障检测、模型、特征提取、建模和优化。该设定点优化了焦炉加热过程的研究。对于惯性巨大、时滞大、多模态、非线性和变参数的加热炉，炉体优化研究主要集中在管道温度和压力分布的控制策略上。焦炉加热过程的参数总是根据经验手动设置的。当外界作业条件发生变化时，很难根据时间改变标准温度，可能导致资源损失或煤炭质量和产量下降。因此，研究如何优化炉温控制尤为重要。在深入研究焦炉火道准则和调度器压力控制时，优化火道温度设置日益成为优先事项。焦炉数学模型是数学结构，表示对象的内部变化规则生成的数学符号中的数量关系，特性是用于特征提取、假设表示和特定用途的数学应用程序。有两种建模技术:机理和统计分析。“机理设计分析”根据实际对象的特征知识分析内部关系，确定反映内部机理规则的变量结构，并创建具有唯一物理值的数学模型。加热焦炉是一种复杂的金属加工、高粘度、强耦合和大滞后。一些临界状态参数难以检测或非线性特性随时间变化，使得机理分析和变得建模困难。基于数据的流程建模只需要流程数据，尤其是复杂的行业流程。由于复杂性工业过程和缺少抽样数据，很难覆盖各种工业过程中的所有数据。复杂非线性系统的建模问题分为需要保留的子类别。近年来，仿真方法研究中的学习算法提高了准确性、适应性和收敛性。近年来，在加热焦炉过程中也进行了这样的实验。为了优化控制，采用基于神经网络焦炉立火道温度估算、神经网络自适应控制以及模糊解耦控制策略控制，并对非线性模型进行了预测，根据灰色阴影预测模型对改进的模糊专家测试。分析纳米卫星热系统机动模型的基础上，开发了预测纳米卫星轨道的BP模型。根据网络、BP和灰色预测，建立了燃烧室压力的综合预测模型。可用于建立焦炉加热非线性模型。这些时间相关且成功的仿真方法在高温过程中得到优化。

二、优化控制方案

1.结焦时间稳定。最佳控制结合了二前馈二反馈一监控，实现了稳定结焦时间的目标。二前馈指煤气供热量、吸力分烟道。二反馈是炉内和目标火道温度；一种控制方法主要是机械控制分离器焦炭一侧的氧含量。该主要由三个数学模型组成，重点是焦饼中心的温度模型，主要基于立火道预计焦饼温度。保证结焦立火道目标温度主要技术是在规定时间内成熟的指标。当过高目标温度时，迅速增加生产单位能耗，然后是未成熟的低则焦炭。要获得立火道管道温度值，必须创建优化模型，该模型反映了指定管道温度升高与质量、结焦时间和煤炭状态之间的关系。

2.结焦时间监测方案。多模式结焦指数模型，达到规定的结焦时间和炉温时，可以操纵稳定的结焦时间控制系统。直接测量原料温度:通过改变原料温度和结焦持续时间来确定结焦时间。炼焦指数模型:：CI=Tc／Tm，CI焦炭成熟，最佳IC炉型。

三、优化控制实现

在原SmartPro集散管理系统组态平台系统和平台中，优化的控制器与系统组态语言本身集成到原管理程序中，并相应地更改监控映像。使用SmartProdcs系统控制流程。上位程序还添加优化参数图表、趋势图表、优化布局、操作，改进的数学模型算法，用于分烟道吸力、煤气流量和压力控制和监控。

四、优化控制特点

确保连续自动控制焦炉炉温，避免传统间接控制易于使用，现场技术人员可以通过计算机及时更改炉内的技术温度参数，使屏幕上始终显示炉内的技术、技术数据和变化。炉内温度及时准确，便于焦炉生产的及时采集。

五、优化应用效果

自动检测、显示和控制焦炉生产参数，通过优化控制，及时调节炉温，避免炉内温度剧烈变化，提高炉温系数。温度线性变化大于±5，稳定系数应达到较高的值，节能1％～3％的能源消耗通过稳定的炉温优化管理，提高焦炭质量，有助于延长其寿命。

焦炉加热是炼焦生产中的技术，对质量、炼焦消耗和炉体寿命有重要影响，传统集散管理使自动加热在实践中变得困难。将焦炉加热的优化控制模型、参数检测和控制集成到整个控制系统中，以便在原分布式控制平台的操作系统和操作系统平台上实现焦炉加热过程的优化控制。

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