高炉热风炉全自动控制专家系统

2002年7月第9卷第4期

文章编号:100523662(2002)0420057206

控制工程

ControlEngineeringofChinaJul.2002Vol.9,No.4

高炉热风炉全自动控制专家系统

马竹梧

(冶金自动化研究设计院,北京　100071)

摘　　　要:叙述高炉热风炉的流量及自动换炉的优化设定专家系统,其特点是不要求完善的基础自动化和

复杂、昂贵的分析器。根据实际情况,设置专家系统自动设定热风炉各加热期的煤气和空气流量,在达到废气温度管理期时,自动计算剩余加热时间和按此自动修正设定的流量,系统还按实际预热煤气和空气温度与预定值之间的偏差和换炉的剩余蓄热量以及使用热风温度和流量,或换炉时间。。,取得了良好效果。关　键　词:高炉;热风炉;智能控制;设定;;中图分类号:TP182　　　:1　引　言

高炉是钢铁工业生产生铁的机组,它需要鼓进热风来燃烧焦炭以把铁矿石还原成铁水,热风炉的作用是把鼓风加热到要求的温度,它是按“蓄热”原理工作的热交换器。在燃烧室里燃烧煤气,高温废气通过格子砖并使之蓄热,当格子砖充分加热后,热风炉就可改为送风,冷风经格子砖被加热并送出。高炉一般装有3～4座热风炉,在“单炉送风”时,一座在送风,其余在加热(又称燃烧或烧炉),轮流更换,在“并联送风”时,两座在加热。由于刚送风的热风炉,输出的热风温度较高,然后逐渐下降,为保持输出的热风温度恒定,故利用旁通的热风温度调节阀,控制混入的冷风量以使热风温度恒定,对于热并联的“并联送风”,其热风温度恒定是借助于控制先行炉和后行炉的风量比例(控制其冷风调节阀开度)来达到的。

现代高炉都是大型化高炉,如宝钢,高炉容积超过4000m3,每昼夜生产生铁达10000t,要求热风炉稳定地提供规定风温和风量的热风,热风炉也是耗能大的设备,故其有效操作是至关重要的。

热风炉的操作主要包括两大部分,即燃烧控制和自动换炉。这两部分操作,国内外的大中型高炉的热风炉都已部分自动化了,但主要是基础自动化。20世纪70年代末,由于高炉大型化,需要高风温和较大风量,因此要求热风炉提供稳定

的、满足高炉生产需要的、具有一定温度和流量的热风,而且要节省能源,故发达国家的热风炉都装

有完善的自动化系统,即完善的基础自动化系统,带有数学模型并对基础自动化系统进行优化设定

的过程自动化。

2　工艺及自动化系统简述

有关燃烧控制的工艺过程如图1所示。在热风炉燃烧初期是以较大的煤气量和合适的空燃比(最好还设有燃烧废气成分分析,按残氧量来修正空燃比)实行快速加热,使拱顶温度迅速达到规定值,然后逐步增加空气量以保持拱顶温度为规定值,在废气温度管理期,即温度达到某一规定值时,需要减少煤气及空气量以维持废气温度为设定值。故其基础自动化系统对于燃烧混合煤气或燃烧预热的高炉煤气和预热空气的热风炉来说将

图1　热风炉燃烧控制原理图

收稿日期:2002-04-04

作者简介:马竹梧(1931-),男,广东广州人,教授级高工,大学本科,主要从事工业自动化及人工智能应用等方面的研究工作。

第1页下一页