高炉煤粉喷吹控制系统研究

作     者：胡良智 

作者单位：武汉科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：涂福泉

授予年度：2014年

学科分类：080602[工学-钢铁冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：高炉煤粉喷吹系统 模糊PID控制 加权移动平均法 喷煤量 

摘      要：高炉喷吹煤粉已成为当前高炉冶炼大幅减小焦比与铸铁生产成本的重要技术措施，但因管道煤粉流量测量精度过低且喷吹系统工艺复杂，导致目前还没有一套十分成熟的控制策略保障生产工艺达到理想状态，从而造成该工艺技术无法发挥最大的功效。为了解决上述问题，本文对某厂高炉煤粉喷吹控制系统进行了分析和探索。 本文以该厂八号高炉的煤粉喷吹系统为原型，首先针对原系统存在喷吹控制工艺不够完善的问题，提出了一种结合高炉炉况调节喷煤量的新方法，即通过检测高炉的铁水温度变化来改变补气量，再根据变化的补气量来调节进入高炉的喷煤量，以实现高炉的最佳喷煤量;其次依据技术要求，对原有系统的各相关参数进行优化计算分析，并根据系统参数选择各个元器件，确定它们的传递函数，从而建立系统的数学模型。再针对煤粉测量精度过低且存在测量滞后的问题，提出了基于加权移动平均法的管道煤粉流量测量算法;最后针对传统PID控制器无法满足系统非线性、时变的要求，设计了模糊自整定PID控制器，并运用Simulink软件对系统进行仿真分析。 研究结果表明，结合高炉炉况调节喷煤量的新方法改善了高炉炉况，能够使高炉达到最佳喷煤量，对实际系统的优化研究具有很好的指导意义;在喷煤量测量环节中，使用加权移动平均法，其计量精度可以得到提高;模糊自整定PID控制比传统PID控制的效果更好，更适用于高炉煤粉喷吹系统。