1加热炉智能控制技术的开发和应用 节约能源和保护环境始终是我国实施可持续发展战略的重要环节和长远的战略方针。加热炉是冶金和石化行业生产过程中的主要耗能设备,特别是针对炼油厂而言,其燃料能耗约占企业能耗二分之一左右。多年来,有关行业的各级领导和专家,都十分强调需要进一步提高加热炉的热效率,加强新技术应用和自动控制是提高加热炉热效率的主要途径。 加热炉自动控制技术的应用,在 80 年代曾作过不少尝试,在控制策略上主要以燃烧控制为主,即通过对烟道挡板和进风蝶阀进行调节,以满足排烟氧含量和炉膛负压趋近设定值,实现最佳燃烧。炉膛压力和温度作为安全和工艺指标约束控制,也有用燃料量的变化作为前馈控制。这些控制系统有一定的作用,但在运行不长时间之后,都被置于手动不再投用。 近几年来,人们加强对现代控制理论的研究与应用,国内外出现了自校正系统、自适应控制、模糊控制、智能控制等新型控制系统,国内许多高校、研究院和企业逐步开展加热炉的数学模型与仿真研究,开展模糊控制算法及智能控制系统的研究,取得了一些成果并获得很好的应用,在冶金行业,加热炉的智能控制系统已研究多年并正在逐步完善。 智能控制是一类无需人的干预就能独立的驱动智能机器实现其目标的自动控制,主要用来解决用传统控制方法难以解决的、复杂的控制问题和一些不确定性的问题,使之更加接近人类大脑处理事物的思维模式,智能控制不需要精确的数学模型,而是根据一些模糊信息,依据一定的推理准则,就可以得出相当准确的或足够近似的结论和控制策略。 加热炉的智能控制将不以排烟氧量为控制目标,而是在实现工艺要求的前提下,以燃料消耗量最低作为控制目标,相关的压力、流量、温度作为检测和控制的对象,解决仪表检测误差和执行机构不精确带来的不利影响,在工况频繁变动的条件下,根据知识和经验的积累进行在线推理和系统辨识,设定多项而非单一的控制策略,动态地优选、寻找和记忆最佳路线和最优参数的组合,使加热炉始终处于最佳燃烧状态,以实现加热炉的节能和高效运行。在冶金行业的轧钢企业实现节能,把炼油厂加热炉的综合能耗降下来,这是加热炉智能控制技术的主要应用和推广方向。 一、控制策略 在满足工艺需要(加工量、炉出口温度)和安全需要(炉膛负压)前提下,以燃料消耗最低作为控制目标,研究影响目标函数的各种参量(燃料压力、流量、温度,供风压力、流量、温度,烟道挡板开度等)相互影响的逻辑规律。...