静叶调节在高炉顶压调节中的应用

摘要

高炉煤气余压发电装置（简称TRT装置）技术，是利用了高炉炼铁工艺中所产生煤气的压力能驱动透平发电，将原本通过减压阀消耗掉的压力能转变为电能，同时还减弱了由减压阀组产生的噪音污染，因此TRT是一种低投入、高产出的高技术环保节能设备。但由于TRT装置的高炉顶压的稳定性是影响主流程高炉生产工艺的重要因素，因此如何解决安装TRT装置后的高炉顶压稳定性问题对于TRT技术的质量和推广是很关键的。
　　作为能量回收的TRT设备，其投入运行的前提条件是在任何情况下均能保证高炉顶压稳定，从而不影响主流程工艺过程。目前，TRT装置大都依靠经验PID控制可调静叶开度来稳定高炉顶压。然而，随着冶金高炉的大型化和现代炼铁技术的发展，对高炉顶压的稳定性要求越来越高，PID控制已难以达到预期的控制要求。因此，需要对高炉顶压的控制方法进行深入研究。
　　本文以TRT静叶调节系统为研究对象，对高炉顶压的控制方法进行了研究。针对高炉炉顶压力的特点，理论分析了高炉顶压控制系统满足闭环可辨识性条件，通过机理分析和参数辨识相结合的方法建立了正常工况下高炉顶压的动态数学模型。由于正常工况下高炉顶压存在多种扰动，因此采用抗干扰性较强的内模控制方法设计高炉顶压二自由度内模控制器，以此实现高炉顶压鲁棒性控制。在内模控制器设计和高炉炉顶压力静叶调节执行机构电液伺服系统分析的基础上，完成了高炉炉顶压力控制的目的，为正常工况下TRT系统高炉顶压的控制提供了一种新的方法。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 节能降耗的目标

1．1．2 钢铁工业节能降耗现状分析

1．2 TRT装置简介

1．2．1 TRT装置技术特点

1．2．2 TRT装置经济价值和社会价值

1．2．3 TRT装置国内外发展现状及发展趋势

1．3 TRT系统炉顶压力控制

1．3．1 高炉炉顶压力波动的危害

1．3．2 TRT装置顶压控制特点

1．3．3 TRT系统静叶调节装置

1．4 TRT系统控制研究现状及发展趋势

1．5 本文的主要工作

第2章 TRT自动控制系统

2．1 TRT系统简介

2．1．1 TRT装置的设备构成

2．1．2 TRT系统的工艺特点

2．1．3 TRT装置的运行

2．1．4 TRT系统控制要点

2．2 TRT系统的PID控制

2．3 TRT DCS控制系统

2．3．1 ABB DCS控制系统

2．3．2 控制系统的硬件

2．3．3 控制系统的软件

2．4 本章小结

第3章 TRT系统高炉顶压控制分析

3．1 引言

3．2 数学建模基本知识

3．2．1 参数辨识

3．2．2 最小二乘参数估计

3．2．3 闭环辨识及可辨识性条件

3．3 高炉顶压控制数学模型

3．3．1 高炉顶压动态数学模型机理分析

3．3．2 高炉顶压控制系统分析

3．3．3 高炉顶压控制系统闭环可变识性分析

3．3．4 正常工况下高炉顶压动态数学模型参数辨识

3．3．5 正常工况下高炉顶压动态数学模型的验证

3．4 本章小结

第4章 高炉顶压内模控制

4．1 内模控制

4．1．1 内模控制的建模方法

4．1．2 内模控制原理及结构

4．1．3 内模控制器的性质

4．1．4 内模控制器的设计

4．1．5 高炉顶压内模控制器设计

4．2 高炉顶压控制的实现

4．2．1 电液位置伺服系统工作原理

4．2．2 静叶调节机构

4．3 TRT系统仿真及现场运行结果分析

4．3．1 仿真分析

4．3．2 现场运行分析

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 研究工作总结

5．2 未来工作展望

参考文献

致谢