[发明专利]一种基于主抽风机变频调控的烧结过程状态智能控制方法

说明书

技术领域

本发明技术属于铁矿烧结过程智能控制技术领域，特别是提供了一种基于主抽风机变频调控的烧结过程状态智能控制方法。

背景技术

钢铁工业作为国民经济的基础原料产业，在经济发展中具有重要地位。铁矿烧结是现代钢铁联合企业中的重要生产工序，为高炉提供具有一定粒度、强度且化学成分稳定的炉料。烧结矿质量的好坏直接影响了高炉生产的技术经济指标，而过程状态的好坏与稳定则是决定烧结矿质量的关键。

烧结过程状态包括热状态和透气性状态，最早也是目前最常采用的表征参数为烧结终点(BTP)^[1]。由于烧结终点的位置在烧结机的后部，若以其为控制目标，时滞严重。因此，日本^[2]于20世纪90年代初期提出以废气温度拐点(BRP)作为控制目标提前稳定烧结终点；也有人采用BTP预测值作为控制目标；发明人^[3]于21世纪初采用废气温度上升点TRP、BRP和BTP综合评判烧结过程状态。国内外烧结厂或研究单位无论是以哪个参数作为控制目标，调控参数均是以台车速度为主，结合风机风门、料高的调整。而台车速度的调整一方面会影响料高、混合料槽的料位，需要配料系统的协同控制，另一方面，则会影响烧结矿的产量，需要冷却系统的同步调整，会使烧结生产时刻处于波动状态。而且，台车速度调整模式从本质上来讲，是为了迎合料层状态的变化，是被动调整。

近年来，随着高压变频器技术和装备制造越趋成熟，国内部分烧结厂对主抽风机进行了变频改造^[4]，这为烧结过程状态的控制提供了一种新的节电模式。但部分烧结厂只是通过变频器控制主抽风机的启停，以减少风机启停过程中对电网的冲击；少数烧结厂虽然将主抽风机频率作为过程状态的调控参数，但也主要是依靠操作工的经验，难以达到理想水平。太钢^[5]研究了主抽风机转速、烧结风量、烧结机速和垂直烧结速度之间相关关系，开发了以垂直烧结速度为判据的主抽风机转速自动控制系统。系统以10min为周期，根据转速与风量、风量与机速、机速与烧结速度之间的线性回归关系计算转速的调整量，仅适用于原料结构稳定、操作参数波动小、且检测了风机风量的烧结机，难以在国内推广。

通过改变主抽风机的频率(转速)来稳定烧结过程状态，是一种相对主动的控制模式，既可以避免众多生产参数的频繁调整，又能节约电能，有效降低生产成本。因此，开发一种基于主抽变频调控的适应性强的烧结过程状态控制方法，对稳定烧结生产过程、降低生产能耗具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种适应性强的基于主抽风机变频调控的烧结过程状态控制方法，既能使烧结终点的位置及其温度稳定在适宜范围内，又能降低烧结生产的电耗。

一种基于主抽风机变频调控的烧结过程状态智能控制方法，包括以下步骤：

步骤1：根据在线检测的风箱废气温度对过程状态参数及过程状态参数变化率进行软测量；

所述过程状态参数包括废气温度上升点TRP、废气温度拐点BRP和烧结终点BTP；

步骤2：将过程状态参数及过程状态参数变化率的测量结果按照表1进行级别划分，并对其进行模糊处理，获取其所属级别及对应的模糊子集：

表1过程状态的模糊子集划分

其中，μ和σ分别表示前述过程状态参数在预测前一小时内的均值和标准偏差；

步骤3：根据过程状态对应的模糊子集，与下述专家规则进行匹配，并输出相应调控措施：

(1)若废气温度上升点TRP及烧结终点BTP的模糊变量级别在[-2,+2]的范围内波动，则根据BRP模糊控制器调整主抽频率，使得BTP的实时测量值对应的模糊子集为ZE；

(2)若烧结终点BTP的模糊变量级别量处于异常区间，则调整风箱风门开度与台车速度，使得BTP的实时测量值对应的模糊子集为ZE；

(3)若废气温度上升点TRP的模糊变量级别处于异常区间，且废气温度拐点BRP的模糊子集为ZE，则根据废气温度上升点TRP状态预先调整主抽频率，使得TRP的实时测量值对应的模糊子集为ZE；

若废气温度拐点BRP处于与废气温度上升点TRP为同向状态，则根据BRP模糊控制器调整主抽频率；

所述同向状态是指废气温度上升点TRP的模糊变量级别为+3，废气温度拐点BRP的模糊变量级别属于范围[+1,+3]中；或者是废气温度上升点TRP的模糊变量级别为-3，废气温度拐点BRP对应的模糊变量级别属于范围[-1,-3]中；