脉冲燃烧式炉膛压力前馈优化控制方法技术

本发明专利技术提供一种脉冲燃烧式炉膛压力前馈优化控制方法，包括步骤：步骤I：在钢坯加热时，累计当前燃烧嘴的助燃空气的使用量，对PID调节器输出进行补偿；步骤II：在烟道废气温度大于650℃时，对用于加热炉降温的搀暖空气的搀暖风量进行扰动补偿；步骤III：当加热炉装料炉门打开、关闭时，将PID调节器锁定，并分别对PID调节器输出值进行增加、减小补偿。本发明专利技术具有有益效果：（1）减小炉压调节滞后，增加控制精度；（2）将搀暖风量经行扰动补偿，可以消除搀入暖风带来的炉压波动影响；（3）消除炉门开关造成的炉压波动影响；（4）降低了燃料消耗、铸坯氧化烧损、提高了燃料利用率及铸坯加热质量，铸坯加热质量稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金控制工艺
，尤其是大型轧钢加热炉加热铸坯燃烧控制工艺，具体地，涉及脉冲燃烧式炉膛压力前馈优化控制方法。
技术介绍
一般轧钢加热炉炉膛压力控制采用传统的比例积分微分调节器（PID调节器）进行控制，此控制方式为经典型反馈控制方式。即由炉压变送器检测炉膛压力，再将压力检测值转化为电流信号，该信号被送到PID调节器中，在那里与炉膛压力设定值进行比较，并根据比较所得到的差值，PID调节器给出炉压修正值信号，作为烟道闸板定位器设定点，来驱动执行机构控制烟道闸板开度大小，进而也就控制了炉膛压力。在传统的炉压负反馈控制中，当受控对象（炉压）受到扰动作用，被控量偏离给定值时，PID调节器才会起作用，改变对象的输出，从而补偿扰动的影响。所以这种传统的负反馈控制有较大的滞后性，使得炉膛压力实际检测值波动较大。加热炉的产生吸冷风或冒火的现象，增大了氧化烧损和燃气量。因此有必要引入炉膛前馈优化控制技术，稳定炉膛压力。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种脉冲燃烧式炉膛压力前馈优化控制方法。根据本专利技术提供的脉冲燃烧式炉膛压力前馈优化控制方法，包括如下步骤：步骤I：在钢坯加热时，累计当前燃烧嘴的助燃空气的使用量，对PID调节器输出进行补偿，以减小炉压调节滞后。优选地，在步骤I中，根据下式对PID调节器输出进行补偿：u(k+i)=Σn=1NK2AnBn(i)A,i=0,1]]>其中，u(k+i)为PID调节器输出，K2为助燃空气流量补偿系数，An为第n个烧嘴空气流量，A为全部烧嘴空气流量总和，Bn(i)为基函数在t＝iTs时的值，其中，t为时间，Ts为采样周期，i为第n个烧嘴的开关状态，其中，i=1为烧嘴开启，i=0为烧嘴关闭，N为全部烧嘴的数量。优选地，还包括如下步骤：步骤II：在烟道废气温度大于阈值时，对用于加热炉降温的搀暖空气的搀暖风量进行扰动补偿，消除搀入暖风带来的炉压波动影响。优选地，所述温度阈值为650℃。优选地，在步骤II中，根据下式对搀暖风量输出进行补偿：g(k+i)=Σn=1NK1Tn]]>其中，g(k+i)为搀暖风量输出，K1为搀暖空气流量补偿系数，Tn为第n个烧嘴搀暖风流量，N为全部烧嘴的数量。优选地，还包括如下步骤：步骤III：当加热炉装料炉门打开时，将PID调节器锁定，并对PID调节器输出值进行增加补偿；当加热炉装料炉门关闭时，将PID调节器锁定，并对PID调节器输出值进行减小补偿。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：（1）减小炉压调节滞后，增加控制精度；（2）将搀暖风量经行扰动补偿，可以消除搀入暖风带来的炉压波动影响；（3）消除炉门开关造成的炉压波动影响；（4）降低了燃料消耗、铸坯氧化烧损、提高了燃料利用率及铸坯加热质量，铸坯加热质量稳定可靠。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的原理示意图。图中：B1代表1号烧嘴；B20代表20号烧嘴；A1代表1号烧嘴空气流量；A20代表20号烧嘴空气流量；A代表全部烧嘴的空气总流量；ΔMV表示系统前馈控制量；A/M表示信号转换单元。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术提供的脉冲燃烧式炉膛压力前馈优化控制方法，包括：助燃空气流量前馈控制方法、搀暖空气流量前馈控制方法、炉门补偿控制方法。助燃空气流量前馈控制方法在钢坯加热时，由于进入加热炉的助燃空气流量较大，加热的负荷变化较快，因此炉膛压力会产生波动，此时采用前馈优化控制，即累计当前燃烧嘴的助燃空气的使用量，对PID调节器输出进行补偿。可以减小炉压调节滞后，增加控制精度。此方法的数学表达式为：u(k+i)=Σn=1NK2AnBn(i)A,i=0,1]]>其中u(k+i)为PID调节器输出，K2为助燃空气流量补偿系数，An为第n个烧嘴空气流量，A为全部烧嘴空气流量总和，Bn(i)为基函数在t＝iTs时的值，其中，t为时间，Ts为采样周期，i为第n个烧嘴的开关状态，其中，i=1为烧嘴开启，i=0为烧嘴关闭，N为全部烧嘴的数量。搀暖空气流量前馈控制方法为了保护空气换热器，在烟道废气温度大于650℃时，加热炉还采用了搀暖空气方式进行降温。由于暖风的搀入，炉膛压力会产生波动，此时采用前馈优化控制，将搀暖风量进行扰动补偿，可以消除搀入暖风带来的炉压波动影响。此方法的数学表达式为：g(k+i)=Σn=1NK1Tn]]>其中g(k+i)为搀暖风量输出，K1为搀暖空气流量补偿系数，Tn为第n个烧嘴搀暖风流量，N为全部烧嘴的数量。炉门补偿控制方法当加热炉装料炉门开启时，由于装料侧靠近烟道，会有大量空气进入，为了防止炉压波动，可以采用前馈优化控制，即将PID调节器锁定，并对输出值进行增加补偿。当加热炉出料炉门开启时，为了防止大量空气进入炉内，造成钢坯的氧化，可以采用前馈优化控制，即将PID控制器锁定，并对输出值进行减小补偿。消除炉门开关造成的炉压波动影响，提高控制的精度。经生产实践证明，本专利技术提供的这种炉膛压力前馈控制技术降低了燃料消耗、铸坯氧化烧损、提高了燃料利用率及铸坯加热质量，使大型板坯加热炉煤气单耗下降到1.09GJ/t，铸坯加热质量稳定可靠。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲燃烧式炉膛压力前馈优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤I：在钢坯加热时，累计当前燃烧嘴的助燃空气的使用量，对PID调节器输出进行补偿，以减小炉压调节滞后。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲燃烧式炉膛压力前馈优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤I：在钢坯加热时，累计当前燃烧嘴的助燃空气的使用量，对PID调节器输出
进行补偿，以减小炉压调节滞后。
2.根据权利要求1所述的脉冲燃烧式炉膛压力前馈优化控制方法，其特征在于，
在步骤I中，根据下式对PID调节器输出进行补偿：
u(k+i)=Σn=1NK2AnBn(i)A,i=0,1]]>其中，u(k+i)为PID调节器输出，K2为助燃空气流量补偿系数，An为第n个烧嘴
空气流量，A为全部烧嘴空气流量总和，Bn(i)为基函数在\tt＝iTs时的值，其中，t为时
间，Ts为采样周期，i为第n个烧嘴的开关状态，其中，i=1为烧嘴开启，i=0为烧嘴关
闭，N为全部烧嘴的数量。
3.根据权利要求1所述的脉冲燃烧式炉膛压力前馈优化控制方法，其特征在于，
还包括如下步骤：
步骤II：在烟道废...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛峰，
申请(专利权)人：上海策立工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31