爐頂壓力是高爐穩(wěn)定運行的一個重要參數(shù),爐頂壓力不穩(wěn)定會引起崩料、懸料等生產(chǎn)問題。本文針對湖南華菱漣鋼3200m3高爐爐頂壓力波動幅度大的問題,從高爐工藝方面分析影響高爐爐頂壓力波動的主要因素,設計了一套頂壓前饋建模與PID復合控制和TRT高爐頂壓控制系統(tǒng)等方面進行研究,以達到穩(wěn)定爐頂壓力的目的,主要研究內(nèi)容如下:研究采用前饋數(shù)學模型與普通PID控制相結(jié)合的方式,對爐頂壓力進行實時優(yōu)化,使爐頂壓力在設定值范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定。論文主要研究內(nèi)容如下:首先、介紹爐頂壓力的穩(wěn)定對高爐穩(wěn)順運行的重要性以及國內(nèi)外TRT高爐頂壓控制的發(fā)展概況,分析了漣鋼高爐頂壓控制系統(tǒng)現(xiàn)狀及其需要達到的控制目標。其次、工藝分析了漣鋼3200m3高爐爐頂壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的爐頂壓力調(diào)節(jié)原理及其切換過程。從鼓風機、熱風交換爐、爐內(nèi)氣流變化和爐頂布料和料罐均壓等方面找出影響頂壓波動的主要因素。第三、在上述工藝機理分析基礎上建立了布料前饋數(shù)學模型和料罐均壓模型,設計了一套高爐頂壓PID前饋復合控制算法。通過對布料過程中料面流量的變化分析建立了布料前饋模型;通過對料罐均壓過程分析,建立了料罐均壓前饋模型,并利用布料和均壓前饋信息對TRT靜葉進行相應操作,消除布料滯后對頂壓的影響,從而克服TRT靜葉頂壓調(diào)節(jié)的滯后,達到穩(wěn)定爐頂壓力的目的。最后、論文結(jié)合現(xiàn)場工況,給出了 PID及前饋模型參數(shù)的選擇、計算與切換方式,同時設計了 HMI人機界面和軟硬件實施方案。現(xiàn)場運行效果表明本文設計的TRT高爐頂壓PID復合控制較現(xiàn)有PID控制能明顯改善爐頂壓力的穩(wěn)態(tài)精度與抗干擾能力,控制精度提高到±3KPa,并為其他高爐爐頂壓力控制提供了指導作用。
【學位單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TF325.6;TP273
【部分圖文】：

??圖２．１高爐工藝流程簡易框圖??在實際生產(chǎn)中，影響頂壓波動的因素眾多，主要有高爐鼓風機風量變化、熱??風爐換爐過程、爐體內(nèi)部變化、爐頂布料過程、爐頂料罐均壓和ＴＲＴ靜葉實時控??制狀態(tài)等。??２．１．１鼓風機系統(tǒng)??高爐鼓風機為高爐系統(tǒng)重要的動力設備，它不但提供了高爐冶煉所需的氧氣，??而且提供了克服高爐料柱阻力所需的氣體動力，使高爐內(nèi)部保持一定的壓力。因??為現(xiàn)代高爐強化冶煉的要求，對鼓風機的風量和風壓的要求很高，漣鋼７＃高爐要??求的風機風量為７７１０ｍ３／ｍｉｎ，風壓要求０．４７ＭＰａ以上，并且高爐操作對加減風量??的響應和準確性要求，都對鼓風機提出了很高的要求，一般大型高爐鼓風機采用??軸流風機或離心風機兩種：??（１）

?ＴＲＴ高爐頂壓前饋ＰＩＤ復合控制系統(tǒng)研宄與應用???ＴＲＴ靜葉完成，還是由凈煤氣減壓閥組完成。??另外與ＴＲＴ透平煤氣系統(tǒng)并聯(lián)的，還有一個ＴＲＴ的旁通調(diào)節(jié)閥，該閥為液??壓機構(gòu)，要求１秒鐘打開，以適應在ＴＲＴ緊急停機時，其入口的快切閥切斷后，??該閥能快速打開，防止頂壓的大幅上升。??在高爐正常生產(chǎn)的情況下，ＴＲＴ是始終投入運行的，兩個減壓閥組以及ＴＲＴ??旁通閥，僅僅作為緊急情況下或特殊情況下使用。??２．２．１減壓閥組的組成和基本工藝??高爐煤氣經(jīng)重力除塵器重力除塵后（如下圖），有兩個去處，一路經(jīng)過布袋??除塵后，經(jīng)凈煤氣減壓閥組（ＰＶ－２０１／２０２／２０３／２０４），眼睛閥（Ｖ－Ｗ２１），電動蝶閥??（Ｖ－Ｗ２２）入凈煤氣管網(wǎng)；另一路經(jīng)液壓快切閥（Ｖ－１０３），粗煤氣減壓閥組??（ＰＶ－１０１／１０２／１０３／１０４），電動眼睛閥（Ｖ－Ｗ１１），電動蝶閥（Ｖ－Ｗ１２），煤氣放散塔點火??放散。????ＪＨＳ３００?零肩Ｉ?ＩＫＸＯＱ??冷?Ｉ？＊氣ｉ管＂?＜?￣￣??

?１?？?＇?Ｕ?；｜?；？?｜??圖２．３減壓閥組過程檢測和工藝流程圖??當經(jīng)旋風（重力）除塵后煤氣溫度在干法除塵布袋要求的溫度范圍內(nèi)（如??１２０°Ｃ？２８０°Ｃ），高爐煤氣可以進除塵布袋箱體進行除塵，出箱體后成為可以被??煤氣管網(wǎng)接收的凈煤氣，經(jīng)過減壓閥組調(diào)節(jié)爐頂壓力（如果ＴＲＴ無法投入時），??進入高爐煤氣管網(wǎng)。??當干法布袋入口的煤氣溫度過低或太高時，為了保證布袋的運行安全，煤氣??－１０－??
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本文編號：2859353