[发明专利]高炉炉顶压力前馈控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及高炉炼铁的炉顶压力控制领域，特别是涉及高炉炉顶压力前馈控制方法。

背景技术

高炉炼铁的控制参数中，炉顶压力是非常重要的参数之一，炉顶压力的控制精度直接影响高炉的顺产和产量。目前国内外的顶压控制方式大都采用单独PID闭环控制技术，因为顶压的扰动因素较多，并且TRT顶压控制是一个大滞后控制系统，因此控制精度只能控制在4kPa甚至5kPa以上，对高炉的顺行及产量产生了较大影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高炉炉顶压力前馈控制方法，以克服现有PID技术对大滞后控制对象精度不高的缺陷。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的高炉炉顶压力前馈控制方法，具体是：通过对高炉工艺过程进行分析，认为炉顶布料和布料罐均压是高炉正常生产过程中影响炉顶压力稳定的主要扰动因素，通过分析其相关参数的内在联系，以此建立炉顶布料顶压前馈控制数学模型和料罐均压顶压前馈控制数学模型，通过模型计算出对应的静叶角度控制值，作为前馈量，采用PID+前馈数学模型的方法控制顶压；顶压前馈控制在炉顶布料和料罐均压过程开始后，顶压发生变化之前，将前馈量提前作用于TRT静叶，以把顶压的扰动消灭于萌芽之中，减小因扰动而产生的顶压波动。

所述的炉顶布料顶压前馈控制数学模型为：

Δf_n＝K_d*Δf+(1-x)*Δf_(n-1)，

其中：K_d＝K_m*(F_m/F_ms)*(F_a/F_as)，

式中：Δf_n为n个单位时间布料引起的煤气减少量；Δf为单位时间布料引起的煤气减少量，不同的布料档位具有不同的设定值；Δf_(n-1)为(n-1)单位时间布料引起的煤气减少量；x为单位时间高炉料面煤气流量的恢复量，不同的布料档位具有不同的设定值；K_d为Δf的影响系数；K_m为炉料品种系数，不同炉料具有不同设定值；F_m为当前料流值；F_ms为料流量程；F_a为冷风流量；F_as为冷风流量量程。

所述的料罐均压顶压前馈控制数学模型为：

均压前期Pk≤0.5Pc时：ΔFk=Kf(0.5Pc),]]>

均压中后期Pk＞0.5Pc时：ΔFk=Kf(Pc-Pk),]]>

式中：ΔFk为料罐一次均压引起的煤气流量增量；Pc为用于料罐一次均压的主管高炉煤气压力；Pk为料罐压力；Kf为流量系数，根据不同的高炉情况进行现场调整。

本发明与现有技术相比具有以下的主要有益效果：

1.通过对高炉工艺过程进行分析，认为炉顶布料和布料罐均压是高炉正常生产过程中影响炉顶压力稳定的主要干扰因素，通过分析其相关参数的内在联系，从而建立了炉顶布料和均压过程的顶压前馈控制数学模型作为前馈量，采用PID+前馈数学模型的方法控制顶压。

2.因为前馈是当扰动产生后，顶压还未发生变化之前，计算扰动作用的大小并对TRT静叶进行控制，如果运用得当，可以把顶压的扰动消灭于萌芽之中，使顶压不会或减小因扰动而产生大的波动，有效提高炉顶压力的控制精度，克服了纯PID控制对大滞后对象响应速度慢，控制精度不高的缺点。