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高炉热风炉智能燃烧系统 面对持续严峻的市场形势和生产经营的巨大压力，各企业都在积极探索低成本之路，特别是炼铁系统要降低成本成为钢铁企业的重中之重。各炼铁厂都在积极的开展降成本、挖潜力、创效益、促发展，从而实现低碳节能、降耗降本的最终目的。 “高炉热风炉智能燃烧控制系统”正是在这一背景下应运而生的。本系统可实现热风炉燃烧过程的全自动控制，同时在降低能耗、规范操作、稳定高炉风温等方面应用效果显著，确保了炼铁生产稳定、高效。 控制系统 系统采用了罗克韦尔自动化公司的Logix系统整个系统稳定可靠、易于维护。Logix系统具有灵活的网络类型及网络结构：通过在系统中插入不同类型的通讯模板，系统可组成CONTROLNET网、以太网，可连接DEVICENET设备，可进行串行通讯以及DHRIO通讯，方便、灵活。Logix控制器运行在多任务、多处理过程的操作系统上，并且支持可用多种编程语言编写的同一组指令集，具有强大的运算能力和数据库，可以更好的实现模糊系统和模糊控制。实现热风炉智能燃烧控制系统需要与遗传算法、神经网络、模糊控制等相结合的复合算法，这些算法又存在计算量大、参数整定复杂、样本选取不确定等问题，严重影响工程应用。我们通过整合上述算法的参数与控制性能关系，设计一种新型多模态模糊算法。相对于其他控制系统，CompactLogix系统可以实现更复杂的复合算法。系统通过本模糊控制算法对现场信号和温度设定进行计算得出结果，再由输出模块控制现场设备来实现热风炉的自动燃烧。 本系统采用模糊控制与神经网络等相结合的方式来实现热风炉燃烧控制： 实现煤气和空气流量的非无差自适应闭环调节控制，燃烧过程的全自动控制，一般情况下无需人工干预； 结合热风炉工艺特点，按照热风炉燃烧过程的燃烧初期、蓄热期和蓄热饱和期三个阶段的不同工艺特点，实施不同的控制策略，实现快速达到蓄热期最高温度，且恒温时间最长，蓄热量最大化； ?引进模糊控制理论和自寻优理论，通过拱顶温度和废气温度的变化，自动寻找最优的空燃比，使燃烧的效果更加理想，达到节约能源的最大化。 模糊控制全自动烧炉技术在操作中的还有如下优点： 1、使用安全。保持热风炉原有的安全连锁不变,各阀门动作控制可以继续使用原有的操作程序。 2、操作简单。只在热风炉的空气燃烧阀、煤气燃烧阀打开后,点击“自动烧炉”键,即进人自动燃烧状态。下图为操作画面： 3、控制便捷。当需要控制燃烧速度和煤气压力时,只需点击“加量”加快烧炉速度，小烧状态正常烧炉时不需此操作。 4、转换方便。因故需要打到手动,只需将转换开关从自动打到手动位置即进人手动燃烧状态。 下图为总体画面： 本系统在使用过程中可实现热风炉燃烧过程的全自动控制，在实际应用中可显著提高风温或节约煤气消耗5%以上，带来可观的经济效益。 控制思想和控制方法 在高炉系统的生产工艺中,热风炉的燃烧控制是一个相当重要的部分,由于热风炉燃烧控制系统的复杂性和多样性,采用常规的系统建模、分析和控制的方法难以对它进行综合控制。智能控制是近年发展起来的一类控制方法，它的最大特点在于不需要对象精确的、定量的数学模型。智能控制的核心是控制决策，它采用灵活机动的决策方式迫使控制朝着期望的目标逼近。因此智能控制现已成为解决热风炉燃烧问题的主要手段。 模糊控制全自动烧炉技术是从热风炉现场仪表送出的数据中,获取出热风炉的拱顶温度、废气温度、煤气流量、空气流量、煤气及空气的压力等多项参数,经过双路隔离器隔离后,一路送回原有控制系统的模块,另一路送到装有新程序的专家智能模糊控制数据库中。各参数数据经此技术的软件运算处理后,先与上一次烧炉的空燃比等参数对比,寻找到本次热风炉燃烧的最佳配比值,并不断地将现有的空燃比、拱顶温度、废气温度、烧炉时间等参数送回数据库中,运算后决定当前在线空燃比是否最佳、是否需要修正,保证当前的空燃比随时处于最佳状态,从而保证热风炉随时处于最佳燃烧状态,确保热风炉在单位时间内获得最大的蓄热量,达到提高风温、节省煤气的效果。 从燃烧制度上看，热风炉燃烧过程分为两个阶段：快速加热期和拱顶温度管理期。快速加热期要求在最短时问内把拱顶温度烧到规定温度，然后进入拱顶温度管理期。拱顶温度管理期要求在拱顶温度不变的同时，充分利用烟气有效加热蓄热室，从而有效提高热风炉的蓄热效率。由于热风炉燃烧工艺过程的需要，必须对两个不同燃烧阶段，采用不同的空燃比控制策略，通过计算出热风炉空燃比，针对这两个阶段分别设计了快速加热期空燃比控制策略和拱顶温度管理期空燃比控制策略，从而根据各燃烧阶段的不同工艺要求，计算最优空燃比，并最终通过输出模块对煤气流量进行调节。系统结构如图所示，以拱顶温度管理期设定值作为标准，当拱顶温度超过设定值时采用拱顶温度管理期空燃比控制策略，反之采用快速