烧结智能监测与优化控制系统-.doc
《烧结智能监测与优化控制系统-.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《烧结智能监测与优化控制系统-.doc(21页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、烧结过程智能监测与优化控制系统技 术 方 案北京北科亿力科技有限公司2015年3月目 录1 需求分析22 系统功能与控制目标32、1 系统功能32、2 控制目标33 技术方案33、1 设备管控33、1、1 设备精度控制33、1、2 设备运行监控33、2 烧结过程优化控制系统33、2、1 无扰换堆模型33、2、2 配料计算模型33、2、3 水分跟踪与控制模型33、2、4 烧透点分析与控制模型33、2、5 燃烧一致性控制模型33、2、6 烧结过程热状态分析模型33、3 成品质量管控系统33、3、1 碱度分析与控制33、3、2 亚铁分析与控制33、4 精细化管理平台33、4、1 能源及原料消耗33、
2、4、2 数据仓库33、4、3 生产报表33、4、4 数据采集33、4、5 质量管理34 烧结二级系统实现34、1 硬件系统34、2 建立数据库34、3 开发软件系统35 效益分析36 设备清单与供货范围31 需求分析随着烧结设备得大型化与高炉对烧结矿质量要求得提高,烧结过程计算机控制技术得作用与成效更为显著,烧结自动控制水平已成为衡量烧结工艺水平得一个重要标志。近年来新建与大修改建得大中型烧结机都配置了计算机自动控制系统,但由于缺少品种齐全、性能优良得检测仪器仪表与必要得人工智能控制技术,我国得烧结自动控制系统与世界先进水平相比,在劳动生产率、生产成本、质量与能耗等方面仍存在着较大得差距。因此
3、,如何利用烧结过程得全方位信息,采用先进得控制技术与优化方法,使整个烧结生产运行处于最优状态,仍就是我国钢铁企业目前需要解决得关键问题之一。烧结过程得控制非常复杂,它涉及到温度、压力、速度以及流量等大量物理参数,包括物理变化、化学反应、液相生成等复杂过程,以及气体在固体料层中得分布、温度场分布等多方面得问题。从控制得角度来瞧,烧结生产过程具有大滞后、多变量、强非线性以及强耦合性等特点,属于工艺流程长、控制设备大型化得连续复杂工业过程,传统得依靠人工“眼观手动”得调节方法已经无法满足大型烧结设备得控制要求,需要更加精确与稳定得自动控制。因此,为实现烧结过程稳定、提高烧结矿产量与质量以及降低能耗等
4、目标,采用多种检测仪表与先进控制设备(计算机控制系统、集散控制系统、可编程序控制器),结合自动化技术、传统控制技术、智能控制技术、计算机技术、信息技术、网络通信技术,在实现生产过程自动化与稳定化得基础上,建立烧结过程智能优化控制系统,提高烧结过程控制得自动化、智能化、网络化水平,为企业取得显著地经济效益与社会效益。2 系统功能与控制目标2、1 系统功能智能监测与优化控制系统主要由设备管控系统、过程优化控制系统、成品质量控制系统以及精细化管理平台四大部分组成,如图2-1所示。图2-1 智能优化控制系统主要功能2、2 控制目标智能监测与优化控制系统采用在线检测技术、自动控制技术以及数学模型等,通过
5、与烧结工艺得完美结合,达到以下两个方面得目得:一就是稳定烧结工艺参数,生产出化学成分稳定、粒度均匀、强度较好得烧结矿;二就是最大限度地降低生产成本,提高劳动生产率,降低劳动强度。具体控制目标如下:(1)精确控制混合料水分,控制精度0、5%;(2)减少烧结矿碱度波动,平均偏差0、05,提高碱度一级品率8%;(3)提高亚铁稳定率,平均偏差0、5,FeO稳定率提高5%;(4)固体燃料消耗节约1kg/t以上;(5)返矿率降低3%以上。3 技术方案3、1 设备管控设备得稳定运行就是确保烧结生产稳定得基础,也就是实现烧结过程自动控制得前提条件,若设备控制精度下降或设备损坏,既影响自动控制得效果,又影响烧结
6、矿得产量与质量。为此,采取以下两种措施对烧结生产中得关键设备进行管控:(1)采用精度控制模型,提高设备尤其就是下料设备得控制精度,确保自动控制得效果;(2)采用设备运行监控及报警模块,提高设备得故障发现率及处理效率,减少因设备损坏给生产带来得损失。3、1、1 设备精度控制本系统所提及得设备精度控制,就是指在原设备控制精度得基础上,通过采用精度控制模型,进一步提高设备得控制精度。以配料过程中料仓得下料控制为例,通过累计单位时间内料仓得实际下料重量来评估料仓得控制精度,如表3-1所示。表3-1 不同情形下料仓得下料情况时间/min51015202530354045505560累计设定重量/t404
7、040404040404040404040480实际重量/t情形139、839、939、939、739、739、839、939、839、839、739、939、9477、8情形240、140、140、240、240、240、340、340、240、240、240、240、3482、5情形339、840、140、239、94039、839、940、140、239、74040、2479、9图3-1 各个料仓实际下料量对比当出现前两种情况,即实际下料值与设定值一直存在负(或正)偏差时(见图3-1),通过将平均误差加在设定值上进行修正,以尽可能减少误差;当出现第三种情况,即实际下料值波动于设定值之间时
8、,系统认为此种情况属于正常,不用修正。通过每5min进行一次误差累计、每10min进行一次修正得方式,对下料精度进行控制,具体控制方法如下:(1)每5min累计实际下料量,当与设定下料量得偏差在1%2%时,修改下一次得设定值;当偏差2%时,建议校准或更换设备。 (2)每10min累计实际下料量,当与设定下料量得偏差连续2次大于0、5%时,修改下一次得设定值;当偏差2%时,建议校准或更换设备。3、1、2 设备运行监控采用“设备运行监控及报警”模块来代替传统得人工巡检模式,高效及时地发现设备可能出现得故障,减少因设备损坏而给烧结生产带来得损失。主要功能如下: (1)重点设备得实时在线监测;(2)发
9、现故障自动报警,并给出详细得报警信息;(3)自动记录维护记录。该模块通过采集设备得重要运行参数,并设定上下限报警值,来实时监控主要设备得运行情况,当设备得运行参数超过上下限报警值时,系统自动报警,操作人员可以方便、及时地做好维护工作。烧结生产过程中,重点监控得对象包括:(1)料仓料位、秤、皮带;(2)混匀、台车、环冷、破碎、料筛等设备得电机温度及润滑系统。3、2 烧结过程优化控制系统烧结过程包含许多复杂得物理、化学过程,烧结过程得优化控制就是将烧结生产工艺与现代控制理论相结合,通过建立数学模型得方式来寻求实际生产过程中难以发现得控制规律,从而实现各种复杂得自动计算与控制。烧结过程优化控制系统主
10、要包括以下六种模型:(1)无扰换堆模型烧结过程得原燃料来源较广,成分差异较大,如不能及时跟踪当前原燃料得成分,将对后续配料计算得准确性带来很大得影响。因此,在配料计算前建立一套基于成分跟踪得无扰换堆模型。(2)配料计算模型烧结矿得碱度、TFe等指标主要与配料过程有关,为保证上述指标得稳定性,必须对混匀矿得配比进行精确计算;与此同时,在满足烧结矿成分要求得基础上,尽可能降低配料成本。为此开发出基于烧结矿成分要求与价格最优得配料计算模型。(3)水分跟踪与控制模型混合料水分控制得稳定与否,将直接影响混合料得制粒效果、烧结过程料层得透气性以及烧结设备得正常运行等,进而制约着烧结矿质量与产量得稳定与提高
11、。为保证混合料水分得波动控制在一定得范围,建立一套先进得混合料水分在线监测与自动控制模型,实现混合料水分得闭环精准控制。(4)烧透点分析与控制模型烧结终点控制适宜且保持稳定,不仅能保持烧结生产过程稳定运行,保证烧结矿质量,而且能有效提高烧结矿得产量,降低能源消耗。因此,建立一套烧透点分析与控制模型至关重要。(5)燃烧一致性控制模型由于原料混匀得均匀性、粒度、台车工艺特性(边缘效应)、水分、配碳、风箱吸力以及透气性等原因,导致台车得垂直烧结速度不一致,同一断面上得烧结矿出现不同得烧透程度。为此,建立一套燃烧一致性控制模型,通过合理布料使垂直烧结速度趋于一致。(6)烧结过程热状态分析模型烧结过程就
12、是一个复杂得物理化学反应过程,从外部无法直接观察烧结反应得进程。为实现烧结过程得可视化,并更好地帮助操作人员判断工况、调整参数,开发出一套烧结过程热状态分析模型。3、2、1 无扰换堆模型 无扰换堆数学模型以“质点跟踪”技术为基础,通过数据计算得方式,确定正在下料得混合料成分,具体步骤如下: (1)化验混合矿成分时,填写相应得堆号与“未用”状态号;(2)原燃料使用时,记录入仓号,并将“未用”状态改为“在用”状态,如表3-2所示;(3)累计料仓出入量,根据料仓容量,计算料仓仓位,如图1-8所示;(4)分析出正在下料仓得原燃料具体成分。表3-2 不同堆号原料得对应状态堆号TFe, %FeO, %Ca
13、O, %SiO2, %备注入仓号155、111、210、55、8已用7、9256、310、511、26、1在用6356、910、310、45、5未用455、59、310、65、6未用图3-2 料仓中新旧料比例示意图3、2、2 配料计算模型配料计算模型根据物料平衡原理,以混合料化学成分(如R、TFe等)与最低配料成本为目标,通过不断修改配比,找出各种原料使用得最佳方案。其中混合料化学成分(TFe、CaO、SiO2、MgO、Al2O3等)计算公式如下: (3-1)式中,y为混合料得化学成分,%;Xi为各种原料得用量,t/h;yi 为各种原料得化学成分,%; n为原料种类数。成本计算公式如下: (3
14、-2)式中,Z为烧结矿成本,元/t; Pi 为相应得原料得价格,元/t。将各组Xi值代入公式(3-2),求出Zmin得一组Xi值就就是原料下料得最优解。3、2、3 水分跟踪与控制模型水分跟踪与控制模型主要由水分在线检测仪、电动调节阀、PLC控制器、计算机设备以及专业数学模型与应用软件组成。硬件系统包括微波水分在线分析仪(穿透式)3台、电动调节阀2台、电磁流量计2台、压力表2台、变频水泵2台、PLC控制器1套、工控机1台,其中3台微波水分在线分析仪分别安装在一次混合入口、出口以及二次混合出口得皮带上,网络架构如图3-3所示。图3-3 混合料水分在线监测与自动控制系统网络架构混合料水分跟踪与自动控
15、制主要包括如下几个环节:(1)一次混合机入口混合料水分在线检测(2)一次混合机打水量自动控制(3)一次混合机出口混合料水分在线检测(4)二次混合机打水量自动控制(5)二次混合机出口混合料水分在线检测水分自动控制采用前馈+反馈得精确控制算法,自动调整打水量,确保一混出口、二混出口混合料得水分控制在目标值得0、5%范围内。3、2、4 烧透点分析与控制模型传统烧结生产过程中,烧透点位置主要依据风箱废气温度最高点来确定,该方法虽简单实用,但控制精度较低,烧透点误差范围34m,遇到某些特殊情况很难确定烧透点位置,如图3-4-a所示。图3-4 风箱废气温度柱状图为此,我们可以结合燃烧工艺理论,通过数学模型
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 烧结 智能 监测 优化 控制系统
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【人****来】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【人****来】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。