[发明专利]煤粉/空气固气两相流相关流量中非可燃性流量补偿方法

说明书

本发明为一种煤粉/空气两相流相关流量中非可燃性流量补偿方法，属于燃煤粉加热炉窑的控制技术。

国内在燃煤粉加热炉窑的控制中，已有有关煤粉/空气固气两相流相关流量的测量的报道，如《湖南电力技术》89年第3期中的文章“煤粉炉煤粉计量探讨”和《国外钢铁》90年中的文章“高炉喷吹煤粉流量计”中均有报导。但因不同煤质发热值不同、煤粉中灰分波动10～20%，水分波动4～14%，造成炉温波动大，控制精度低。如何对影响炉温控制精度的不同煤质的煤粉/空气固气两相流相关流量中，灰分、水分等非可燃性相关流量的波动进行自动补偿的方法未见报道，成了长期以来燃煤粉加热炉窑控制技术中需要突破的技术难题与技术关键。

本发明目的是为了提高燃煤粉加热炉窑的炉温控制精度，而对不同煤质的煤粉/空气固气两相流中非可燃的灰分、水分相关流量进行在线补偿，使喷入炉内燃烧的可燃性相关流量稳定，达到提高炉温控制精度、提高烧钢质量目的。

本发明采用的方法：

采用计算机控制技术对燃煤粉加热炉的炉温、炉压、风量、煤粉/空气固气两相流相关流量施行闭环控制，采用自动寻优极值控制，自动寻找适于当前含有一定灰分、水分的煤粉的最佳燃烧配风量。根据寻优的最佳风量与当前的煤粉/空气固气两相流相关流量之比计算出配风系数S。根据煤粉中灰分、水分百分比含量化验分析与相应的配风系数数据统计，配风系数S与煤中灰分、水分大小成近似线性反比关系，将此配风系数S引入原煤粉/空气固气两相流控制模型，对煤粉中灰分、水分进行补偿，达到稳定煤粉中可燃性流量的目的，进而提高炉温控制精度。

下面结合附图对本发明分几部分进行描述：

图1是本发明的控制结构图。

图2是本发明的控制系统原理图。

图3是本发明的正向寻优控制原理图。

图4是本发明的反向寻优控制原理图。

图5是本发明的控制程序主框图。

图3、图4中T为炉温;M为煤粉/空气相关流量;F为寻优初始风量;A为炉温极大值时风量;△F₁～△Fn为寻优时风量增值;t为时间。

1、控制装置：装置由以下几部分组成，检测炉温的测量热电偶，一、二次风温，炉压测量压力变送器，进风阀位位置检测，进风流量计，煤粉/空气固气两相流相关流量测量单元，烟道闸板控制单元，前置小信号放大板、A/D、D/A、D/O接口板，计算机主机，煤粉振动给料单元，煤粉机，加热炉，及进风阀门控制器。

炉温、一、二次风温测量信号，炉压、风量、煤粉/空气固气两相流相关流量、进风阀位信号经放大后引至计算机的A/D（模/数）转换接口板，以上信号经A/D变换后为相应量纲数字量，做为计算机的输入信号。计算机的输出模拟控制信号经D/A（数/模）转换后，由数字量变换为模拟电压信号，控制1^＃，2^＃给料单元控制2台煤粉机的给煤量大小，实现计算机控制喷入加热炉内煤粉量的大小。计算机的开关量输出控制烟道闸板升降、风机进风阀门开度，实现烟道闸板与炉头压力闭环控制和进风量闭环控制。控制结构见图1。

2、控制方法：

①炉温控制方法：

由人工根据轧制节奏和出炉钢温设定炉温控制给定值，与炉温测量值相减后得出炉温控制偏差值，经非线性+模糊控制模块计算出煤粉机煤粉/空气固气两相流相关流量给定值，该给定值与实测煤粉机煤粉/空气相关流量值相减求出煤粉/空气固气两相流相关流量偏差控制值，经比例运算，D/A数模转换输出模拟控制电压，控制煤粉机电磁振动给料器，实现喷入加热炉煤粉/空气固气两相流相关流量闭环控制，进而达到炉温控制闭环。内环为煤粉/空气相关流量控制，外环为炉温闭环控制。

②炉压控制方法：

炉头微正压设定为33Pa，与检测炉头压力信号相减后得出炉头压力偏差控制信号，此偏差信号控制烟道闸板开、关，烟道闸板控制是由计算机的D/O开关量输出控制信号控制烟道闸板升、降，使得炉头压力维持在33±3Pa微正压范围内。

③风量控制方法：

风量控制值是由1^＃、^2＃煤粉机总煤粉/空气总相关流量乘配风系数S得出，由此配风量控制值计算出进风阀位控制值，与进风阀位检测值相减求出阀位动作值，由计算机接口D/O输出控制信号控制风机进风阀门开、关，直到进风阀位达到要求的控制值。系统原理见图2