一种基于废气温度上升曲线的空气阀调优策略方法技术

本发明专利技术涉及一种基于废气温度上升曲线的空气阀调优策略方法，属于热风炉燃烧控制方法技术领域。本发明专利技术的技术方案是：根据废气温度和空气阀位的历史数据拟合废温上升曲线和空气阀位下降曲线，并根据四个时间节点的理论温度计算值与温度实际值对比，对空气阀位进行调整，预计在该炉燃烧周期结束时，实际废气温度正好上升到目标废气温度。本发明专利技术的有益效果是：保证在准确的规定时间内使烟温达标，控制效果好，且所需设备简单，经济效益显著。经济效益显著。经济效益显著。

【技术实现步骤摘要】
一种基于废气温度上升曲线的空气阀调优策略方法


[0001]本专利技术涉及一种基于废气温度上升曲线的空气阀调优策略方法，属于热风炉燃烧控制方法


技术介绍

[0002]国际上通用的热风炉全自动化系统是以完善的基础自动化加上数学模型或智能控制组成的，但基础自动化所设置的仪表和控制回路较多，特别是要在3、4个热风炉中设置，故投资相当大。此外，目前由于耐火材料的进步，耐温增高，热风炉拱顶不会烧坏，故拱顶没有限温必要，所以这种基础自动化系统大都不好用，许多工厂大型高炉大都使用较简单的系统，即只有煤气总管压力控制和煤气及空气调节阀位或流量自动控制，然后人工控制阀位或流量的设定值或开度。至于设定的数学模型，除了相当复杂外，更需设置自动分析加热煤气各种成分的分析器，这种仪器除了昂贵以外，还需良好的维护，很多工厂难以实现。要使数学模型有效，还要求良好的完善基础自动化。因此数学模型虽然有效但在国内除宝钢以外，很少有工厂设置并得到应用的。
[0003]人工控制不但需要专人操作，且难以在热风炉整个燃烧时期各个阶段及时设定煤气和助燃空气流量，也难以在预热煤气和空气温度变化时、高炉所需鼓风温度和流量变化时、助燃空气压力变化时、热风炉蓄热量尚有富裕时，一一及时修正热风炉加热的煤气和空气量，因而达不到节能和优化热风炉操作的目的。故要面对我国的操作和自动化以及维护水平的实况，而需要开发适合于我国的实际情况的、且需低成本和便于推广的热风炉全自动化专家系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是提供一种基于废气温度上升曲线的空气阀调优策略方法，根据废气温度的历史数据拟合处升温控制曲线，并在四个时间节点对空气阀进行调整，预计在该炉燃烧周期结束时，实际废气温度正好上升到目标废气温度；设计系统时不需要建立被控对象的数学模型，只要求掌握现场操作人员或者有关专家的经验、知识或者操作者在操作过程中的操作数据及被控对象的运行数据；被控对象参数的变化具有较强的鲁棒性，适用于对难以建立被控对象的数学模型的复杂系统进行控制，如非线性、时变、滞后系统；控制效果好，且所需设备简单，经济效益显著，有效地解决了
技术介绍
中存在的上述问题。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种基于废气温度上升曲线的空气阀调优策略方法，包含以下步骤：
[0006]步骤一，收集烟道温度历史升温曲线数据，拟合出相应的数学曲线，选择四个时间点的理论温度值与实际温度值进行比较，调整空气阀位，预计在该炉燃烧周期结束时，实际废气温度正好上升到目标废气温度；
[0007]根据历史数据拟合出升温曲线，初始的废气温度CS
fqwd
＝220℃计算：
[0008][0009]其中，JS
fqwd
为四个调整点处理论废气温度计算值；SP
fqwd
为废气温度目标值，需要根据当前需求的送风温度进行调整；SP
frssj
为预设的燃烧时长，同样需要根据当前需求的送风温度进行调整；t
i
代表调整点对应的时间，目前i＝1、2、3、4、
…
、n，2000秒、3000秒、4000秒以及4800秒；
[0010]步骤二，控制废气温度燃烧时，空气阀开度会随时间逐渐的降低，在四个调整点，会调节阀门降低的频率，其公式如下：
[0011][0012]其中，f为阀门开度下降的斜率；DQ
fqwd
为当前的废气温度；a为经验公式的修正参数，默认为200；
[0013]经斜率更新之后，除了四个调整点外，每秒的空气阀开度计算公式如下：
[0014][0015]其中，c为燃烧到一半的温度统计为320℃，kd为空气阀每秒开度设定值；b为经验公式的修正参数，默认为200，若当前的废气温度离废气温度上限还差20℃及以下，则进入控温状态，每秒的空气阀开度计算公式如：
[0016][0017]其中，d为经验公式的修正参数，默认为30。
[0018]所述空气阀开度每秒降低大小和四个时间调整点的控制关系为，设默认燃烧时长7200秒，目标废温380℃，起始废温220℃，一共四个时间点进行调节，分别是2000秒、3000秒、4000秒和4800秒，按照当前设置的四个比例系数均为1.1进行计算，当前这四个时间点的废温分别是290.4℃、314.6℃、338.8℃和358.2℃
[0019]所述空气阀开度每秒降低大小和四个时间调整点的控制关系为，设默认燃烧时长7200秒，目标废温380℃，起始废温220℃，2000秒的比例系数设置为1.00，废温为264℃；3000秒的比例系数设置为1.02，废温为291.7℃；4000秒处的比例系数设置为1.02，废温为314.2℃，4800秒的比例系数为设置为1.03，调废温为335.4℃；当废温上升到360℃后，进行控温操作，直至燃烧结束。
[0020]本专利技术的有益效果是：根据废气温度的历史数据拟合处升温控制曲线，并在四个时间节点对空气阀进行调整，预计在该炉燃烧周期结束时，实际废气温度正好上升到目标废气温度；设计系统时不需要建立被控对象的数学模型，只要求掌握现场操作人员或者有关专家的经验、知识或者操作者在操作过程中的操作数据及被控对象的运行数据；被控对象参数的变化具有较强的鲁棒性，适用于对难以建立被控对象的数学模型的复杂系统进行控制，如非线性、时变、滞后系统；控制效果好，且所需设备简单，经济效益显著。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的废气温度与空气阀位曲线图；
[0022]图1注：由于二者的数量级的原因，一些较小的变化情况难以观察，需要将其数量级进行修改,做法是将废气温度的原始数据减去200；
[0023]图2是本专利技术的现场应用图。
[0024]图3是本专利技术的控制架构图。
具体实施方式
[0025]为了使专利技术实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本专利技术实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本专利技术一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本专利技术中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本专利技术保护范围。
[0026]一种基于废气温度上升曲线的空气阀调优策略方法，包含以下步骤：
[0027]步骤一，收集烟道温度历史升温曲线数据，拟合出相应的数学曲线，选择四个时间点的理论温度值与实际温度值进行比较，调整空气阀位，预计在该炉燃烧周期结束时，实际废气温度正好上升到目标废气温度；
[0028]根据历史数据拟合出升温曲线，初始的废气温度CS
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＝220℃计算：
[0029][0030]其中，JS
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为四个调整点处理论废气温度计算值；SP
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为废气温度目标值，需要根据当前需求的送风温度进行调整；SP
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为预设的燃烧时长，同样需要根据当前需求的送风温度进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于废气温度上升曲线的空气阀调优策略方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一，收集烟道温度历史升温曲线数据，拟合出相应的数学曲线，选择四个时间点的理论温度值与实际温度值进行比较，调整空气阀位，预计在该炉燃烧周期结束时，实际废气温度正好上升到目标废气温度；根据历史数据拟合出升温曲线，初始的废气温度CS
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＝220℃计算：其中，JS
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为四个调整点处理论废气温度计算值；SP
fqwd
为废气温度目标值，需要根据当前需求的送风温度进行调整；SP
frssj
为预设的燃烧时长，同样需要根据当前需求的送风温度进行调整；t
i
代表调整点对应的时间，目前i＝1、2、3、4、
…
、n，2000秒、3000秒、4000秒以及4800秒；步骤二，控制废气温度燃烧时，空气阀开度会随时间逐渐的降低，在四个调整点，会调节阀门降低的频率，其公式如下：其中，f为阀门开度下降的斜率；DQ
fqwd
为当前的废气温度；a为经验公式的修正参数，默认为200；经斜率更新之后，除了四个调整点外，每秒的空气阀开度计算公式如下：其中，c为燃烧到一半的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨铮，王磊，王伟兵，李仁华，苗海涛，康朝旭，
申请(专利权)人：河钢数字信达邯郸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：