加熱爐數學模型優化控制系統
在軋鋼生產過程中,鋼材的溫度水平和溫度分布是影響產品的質量和產量以及生產過程消耗的重要因素,而鋼材的溫度與加熱爐的加熱過程和軋線生產情況直接相關。因此研究鋼材在加熱爐內的加熱過程和軋制過程中的溫度變化,準確控制鋼材的溫度,對整個軋鋼生產過程的優化具有重要意義。 所謂加熱爐數學模型,實際上是加熱爐熱過程的數學描述,它描述加熱爐爐內發生的熱過程的基本規律和熱狀態,確定爐內熱過程參數間的定量關系。在線控制數學模型的作用在于根據可測參量(如爐溫、燃料量、產量等)計算出不可測的參量(如金屬溫度及其分布),并依此計算來確定優化的操作制度(爐溫制度或供熱制度)。 在保證產量和質量的前提下,根據加熱爐數學模型,以降低燃耗、減少氧化燒損為目標,通過離線優化計算,可以得到適應產量變化、鋼材尺寸和材質等變化的最優爐溫制度和鋼材升溫曲線,為在線控制提供依據。 在加熱爐數學模型和離線優化計算的基礎上,建立加熱爐在線優化控制系統,包括物料跟蹤模塊、溫度跟蹤模塊、最佳爐溫動態設定模塊、反饋控制模塊、燃燒控制模塊、待軋及故障處理模塊以及網絡通訊模塊和數據庫管理系統等,控制系統的總體結構如圖所示。 該項目已成功應用于寶山鋼鐵股份有限公司鋼管分公司環形加熱爐和荒管再加熱爐的計算機控制中,并獲“寶鋼重大科技進步成果三等獎”和“冶金科學技術三等獎”。應用范圍:該項目可以應用于加熱爐的計算機控制中,特別適用于冶金企業的連續式加熱爐計算機控制中。
北京科技大學
2021-04-13