專利名稱：混合煤氣熱值的穩定控制方法
技術領域：
本發明涉及了一種熱值控制方法，特別是涉及了一種混合煤氣熱值的穩定控制方法。
背景技術：
目前， 一些較大軋鋼廠加熱爐的加熱燃燒煤氣都是由二種以上的煤氣混合組成的，除 焦爐和高爐煤氣之外，可能還有轉爐煤氣等，有的管網壓力波動大，造成混合煤氣熱值變 化大且頻繁。這樣的混合煤氣熱值變化是加熱爐實現加熱燃燒過程調節自動化、爐溫設定 值模型化的一大障礙。同時，也嚴重影響了加熱爐鋼坯的加熱質量。每年給企業在能源消 耗、鋼坯氧化燒損、成品質量等帶來很大的經濟損失。
發明內容
本發明克服了現有技術中的不足，提出了一種能夠有效、及時的對混合煤氣的熱值進 行調節的混合煤氣熱值的穩定控制方法。
為了解決上述問題，本發明采用以下技術方案
一種混合煤氣熱值的穩定控制方法，其特征在于將高爐、焦爐、轉爐煤氣的實測熱 值以及混合煤氣熱值的設定值和各種煤氣輸入量作為前饋調節控制回路的輸入參數，通過 能量平衡公式計算出所需的焦爐煤氣流量；在前饋調節后，在混合煤氣熱值仍達不到設定 值的情況下，將混合煤氣實測熱值與混合煤氣熱值設定值之差值作為反饋補償調節的輸入 參數，通過PID調節器對差值進行調節來實現補償調節控制；最終的焦爐煤氣流量輸出 通過PID調節器來調節。
PID調節器采用設定值濾波型二自由度PID算法。
與現有技術相比，本發明的有益效果是
利用熱值儀對混合煤氣依次進行壓力調節、前饋調節和反饋補償調節控制，從而達到 及時、準確的調整混合煤氣熱值的目的，有效的保證了加熱爐鋼坯的加熱質量，節省了大 量資源，提高了企業的效益。
圖l為煤氣混合加壓過程控制回路圖；圖2為前饋調節及反饋補償調節控制回路圖。
具體實施例方式
為了對混合煤氣的熱值和壓力進行及時有效地控制和調節，本發明方法是利用熱值儀 對混合煤氣熱值進行前饋調節及反饋補償調節控制。
一種混合煤氣熱值的穩定控制方法，其特征在于將高爐、焦爐、轉爐煤氣的實測熱 值以及混合煤氣熱值的設定值和各種煤氣輸入量作為前饋調節控制回路的輸入參數，通過 能量平衡公式計算出所需的焦爐煤氣流量；在前饋調節后，在混合煤氣熱值仍達不到設定 值的情況下，將混合煤氣實測熱值與混合煤氣熱值設定值之差值作為反饋補償調節的輸入 參數，通過PID調節器對差值進行調節來實現補償調節控制；最終的焦爐煤氣流量輸出 通過PID調節器來調節，PID調節器采用設定值濾波型二自由度PID算法。具有兼顧設 定值跟蹤及擾動抑制特性的優點。
本發明方法的具體的步驟為
① 對混合煤氣進行壓力調節控制，如圖1所示，控制機前壓力就是控制混合煤氣的輸 出壓力，而影響機前壓力的主要因素是高爐煤氣的二道壓力。將高爐煤氣的二道壓力與機 前壓力之間構成一個壓力調節回路，實現對混合煤氣壓力的調節。
② 對混合煤氣進行前饋調節控制，如圖2所示，轉爐、高爐、焦爐煤氣流量和轉爐、 高爐、焦爐煤氣熱值以及混合后的煤氣流量均為已知量，可通過調節焦爐煤氣流量對混合 煤氣熱值進行設定值控制。對此，求解焦爐煤氣在達到混合煤氣熱值設定值時的所需流量。 根據能量平衡公式，下面兩個公式成立
Ft =SFi (1) Ft*Gh=Fz* ZL + Fj *幾+Fg* GL (2)
式(1)中
Ft:混合煤氣流量(實際)；
Fi:各種(或各個)煤氣流量(實際)；
式(2)中
Gh:混合煤氣熱值(實際)； Fz:轉爐煤氣流量(實際)；ZL:轉爐煤氣熱值(實際); 幾焦爐煤氣熱值(實際)； GL:高爐煤氣熱值(實際)
在上述兩式中，將混合煤氣熱值設定為一給定值，將焦爐煤氣流量設為一變量Fjr， 求解后，可得到所需的焦爐煤氣用量Fjr。
Fjr=( Ft*Gr -Fg* GL -Fz* ZL )/ GL (3) 式(3)中
Fjr:焦爐煤氣流量(設定值)； Gr:混合煤氣熱值(設定值)；
③對混合煤氣進行反饋補償調節控制，如圖2所示，由于前饋調節的不足和在系統中
的局限性，混合煤氣熱值難以達到規定的設定值，故在焦爐煤氣流量控制回路中增加了反
饋補償調節控制。它的調節方法是通過縮小混合煤氣熱值(Gh)和混合煤氣熱值設定值(Gr) 的差值來實現的。
權利要求
1、一種混合煤氣熱值的穩定控制方法，其特征在于該方法將高爐、焦爐、轉爐煤氣的實測熱值以及混合煤氣熱值的設定值和各種煤氣輸入量作為前饋調節控制回路的輸入參數，通過能量平衡公式計算出所需的焦爐煤氣流量；在前饋調節后，在混合煤氣熱值仍達不到設定值的情況下，將混合煤氣實測熱值與混合煤氣熱值設定值之差值作為反饋補償調節的輸入參數，通過PID調節器對差值進行調節來實現補償調節控制；最終的焦爐煤氣流量輸出通過PID調節器來調節。
2、 根據權利要求1所述的一種混合煤氣熱值的穩定控制方法，其特征在于PID調 節器采用設定值濾波型二自由度PID算法。
全文摘要
本發明涉及一種混合煤氣熱值的穩定控制方法，該方法是將高爐、焦爐、轉爐煤氣的實測熱值以及混合煤氣熱值的設定值和各種煤氣輸入量作為前饋調節控制回路的輸入參數，通過能量平衡公式計算出所需的焦爐煤氣流量；在前饋調節后，在混合煤氣熱值仍達不到設定值的情況下，將混合煤氣實測熱值與混合煤氣熱值設定值之差值作為反饋補償調節的輸入參數，通過PID調節器對差值進行調節來實現補償調節控制；最終的焦爐煤氣流量輸出通過PID調節器來調節。本發明能夠有效地對混合煤氣的熱值進行控制和調節，大大的提高了加熱爐鋼坯的加熱質量。
文檔編號G05B11/42GK101482732SQ200810010048
公開日2009年7月15日 申請日期2008年1月8日 優先權日2008年1月8日
發明者崔百丁, 張國軍, 張生剛, 徐春柏, 剛 曲, 波 李, 梁會云, 王守權, 勇 石, 范小元 申請人:鞍鋼股份有限公司