豎爐焙燒過程混合智能控制的研究.pdf

1、豎爐焙燒生產(chǎn)過程作為選礦廠整個(gè)生產(chǎn)流程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其主要任務(wù)是將弱磁性的赤鐵礦通過高溫還原處理轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)磁性的鐵礦石，以滿足磁選管回收率(MTRR)、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、煤氣消耗等綜合生產(chǎn)指標(biāo)的要求。由于焙燒生產(chǎn)過程具有綜合復(fù)雜性，如：一些關(guān)鍵工藝參數(shù)(如磁選管回收率)不能連續(xù)檢測，還原帶溫度、燃燒室中心溫度難以在線檢測，運(yùn)行工況(如邊界條件、參數(shù))變化頻繁，多變量強(qiáng)耦合，強(qiáng)非線性等，使得焙燒過程難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，因而造成難以準(zhǔn)確控制豎爐還原

2、帶溫度而引起“欠還原”或“過還原”的現(xiàn)象，使得產(chǎn)品質(zhì)量差、能耗高，因而實(shí)現(xiàn)焙燒過程的自動(dòng)控制和綜合生產(chǎn)指標(biāo)(磁選管回收率、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、煤氣消耗)的優(yōu)化控制對于提高選礦生產(chǎn)過程的產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減少資源消耗有著重要的意義。本文結(jié)合“酒鋼選礦廠綜合自動(dòng)化系統(tǒng)”的工程項(xiàng)目，開展了豎爐焙燒過程建模、控制與優(yōu)化的研究，取得如下成果： 1、針對具有綜合復(fù)雜性的豎爐焙燒過程，將智能控制與常規(guī)控制方法相結(jié)合、建模與控制相集成

3、、軟測量、故障診斷與優(yōu)化控制相結(jié)合，提出了以提高磁選管回收率和臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、降低煤氣消耗量為目標(biāo)的由智能優(yōu)化設(shè)定和智能過程控制兩層結(jié)構(gòu)組成的混合智能優(yōu)化控制技術(shù)，該技術(shù)通過自動(dòng)調(diào)整豎爐焙燒過程控制回路(燃燒室中心溫度、還原煤氣流量和礦石搬出制度)的設(shè)定值，并對設(shè)定值通過前饋及反饋補(bǔ)償方法進(jìn)行校正，使控制回路跟蹤設(shè)定值，從而保證焙燒過程的磁選管回收率、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、煤氣消耗量的實(shí)際值處于其目標(biāo)值范圍內(nèi)； 2、提出了由還原帶溫度、燃燒室中心

4、溫度、還原煤氣流量、礦石搬出制度的預(yù)設(shè)定模型、機(jī)理模型、補(bǔ)償模型、爐況智能故障診斷系統(tǒng)、工況識(shí)別選擇模型和設(shè)定值判別輸出模型組成的以磁選管回收率、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量、煤氣消耗量為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)定方法，其中，預(yù)設(shè)定模型采用專家規(guī)則、案例推理和機(jī)理分析近似計(jì)算相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)過程控制回路的初步設(shè)定，工況識(shí)別選擇模型和設(shè)定值判別輸出模型采用專家規(guī)則分別實(shí)現(xiàn)工況的判別、預(yù)設(shè)定模型的選擇以及過程控制回路預(yù)設(shè)定值的閾值判別輸出，診斷系統(tǒng)采用案例推理、專家規(guī)則等

5、智能方法，將磁選管回收率預(yù)報(bào)、故障預(yù)報(bào)與故障分析相集成而實(shí)現(xiàn)爐況的智能診斷，補(bǔ)償模型通過總結(jié)專家長期積累的經(jīng)驗(yàn)，并編制出相應(yīng)的補(bǔ)償規(guī)則而實(shí)現(xiàn)還原帶溫度預(yù)設(shè)定值及燃燒室中心溫度、還原煤氣流量、礦石搬出制度預(yù)設(shè)定值的補(bǔ)償校正。該設(shè)定方法可以在線對焙燒過程控制回路的設(shè)定值進(jìn)行設(shè)定并調(diào)整，適應(yīng)了運(yùn)行工況的頻繁變化，優(yōu)化了綜合生產(chǎn)指標(biāo)； 3、將專家規(guī)則、案例推理、模糊控制等智能方法與常規(guī)控制相結(jié)合、燃燒室中心溫度預(yù)報(bào)模型與控制相集成提出了

6、由帶有燃燒室中心溫度預(yù)報(bào)模型的溫度串級模糊控制和帶有煤氣和空燃比補(bǔ)償模型的空氣流量比值控制組成的燃燒室溫度分布智能控制方法，提出的方法可以解決諸如大滯后、非線性等對溫度穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響的問題，并能避免燃燒過程中故障的發(fā)生，可以在線對加熱煤氣用量和空燃比進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，從而對燃燒室溫度的分布實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定化控制并降低了煤氣消耗量； 4、研制了實(shí)現(xiàn)上述控制技術(shù)的由過程監(jiān)控層和過程控制層(優(yōu)化設(shè)定、過程回路)組成的豎爐焙燒過程智能控制系統(tǒng)