Trt高爐頂壓控制衝壓過程反饋控制仿真方法及系統的製作方法
2023-04-27 18:07:06
專利名稱：Trt高爐頂壓控制衝壓過程反饋控制仿真方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及冶金行業中TRT高爐頂壓控制領域。
背景技術：
TRT 是 Top Gas Pressure Recovery Turbine unit 的縮寫，被稱作高爐煤氣餘壓發電裝置，它利用高爐產生的高溫高壓煤氣推動透平機，進而帶動發電機發電。據統計，TRT可回收高爐煤氣中30%-40%的能量。與高爐傳統的減壓閥組相比，可更好的穩定高爐頂壓，還極大的減小了減壓閥組帶來的噪聲汙染。TRT不僅能為鋼鐵企業帶來巨大的經濟效益，同時也是節能減排的標杆工程。典型的TRTエ藝流程如附圖
I所示。TRT在控制高爐頂壓的過程中，正常情況下只需常規PID即可較好的穩定高爐頂 壓，但是高爐在衝壓時會對高爐頂壓造成強烈的擾動，此時僅靠常規PID控制已不能將頂壓波動維持在一個較小的範圍，這樣勢必對高爐的正常生產產生一定的影響，但目前並沒有很好的控制方案解決衝壓過程對爐頂壓力的影響，同時由於高爐生產的連續性等特殊要求，如果工程師在線測試不同的控制方案，則肯定會對高爐的正常產生較大的影響，甚至發生各種比較危險的後果。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供ー種TRT高爐頂壓控制衝壓過程反饋控制仿真方法及系統，能夠在仿真系統中進行調試，避免直接在生產線上測試造成影響。本發明為解決上述技術問題所採取的技術方案為ー種TRT高爐頂壓控制衝壓過程反饋控制仿真方法，其特徵在於它包括以下步驟
1)針對TRT系統的各組成部分，分別建立各部件類仿真模塊，並為各部件類仿真模塊編輯和設計參數、接ロ ；
2)通過各部件類仿真模塊的接ロ將部件類仿真模塊按實際TRT系統進行連接，並調節各模塊參數使系統達到穩態；
3)分析實際TRT系統衝壓過程的特點和控制方法，増加2個程序類仿真模塊，分別為衝壓幹擾模塊和PID反饋控制模塊，衝壓幹擾模塊用於仿真衝壓過程對高爐頂壓的影響，PID反饋控制模塊用於仿真實際PLC控制器對靜葉的控制；
其中P I D反饋控制模塊將頂壓設定值KO與反饋值ご(O進行比較構成控制偏差K*)
e(f) = r(￡) - c(i)(I),
再將控制偏差按比例、微分、積分運算後通過線性組合構成控制量u(t)
權利要求
1.ー種TRT高爐頂壓控制衝壓過程反饋控制仿真方法，其特徵在幹它包括以下步驟 1)針對TRT系統的各組成部分，分別建立各部件類仿真模塊，並為各部件類仿真模塊編輯和設計參數、接ロ ； 2)通過各部件類仿真模塊的接ロ將部件類仿真模塊按實際TRT系統進行連接，並調節各模塊參數使系統達到穩態； 3)分析實際TRT系統衝壓過程的特點和控制方法，増加2個程序類仿真模塊，分別為衝壓幹擾模塊和PID反饋控制模塊，衝壓幹擾模塊用於仿真衝壓過程對高爐頂壓的影響，PID反饋控制模塊用於仿真實際PLC控制器對靜葉的控制； 其中P I D反饋控制模塊將頂壓設定值I與反饋值c(0進行比較構成控制偏差<1):
2.根據權利要求I所述的TRT高爐頂壓控制衝壓過程反饋控制仿真方法，其特徵在於所述步驟I)中的部件類仿真模塊包括 邊界A :為第一定壓節點，模擬進入高爐的熱風的壓カ； 管道A :包括a節管道，每節管道包括ー個固定開度的閥門和ー個容器； 高爐模型包括上容器和下容器，上容器和下容器之間由第一調節閥連接；第ー調節閥的開度為固定值； 管道B:包括b節管道，每節管道包括ー個固定開度的閥門和ー個容器； 靜葉包括第二調節閥，第二調節閥的開度由所述的PID反饋控制模塊輸出的控制量u(t)控制； 邊界B :為第二定壓節點，模擬經過靜葉之後的管網煤氣壓カ； 衝壓閥衝壓閥的開關由所述的衝壓幹擾模塊控制； 衝壓罐包括ー個容器； 邊界A、管道A、高爐模型、管道B、靜葉和邊界B順次連接，管道B與靜葉之間分出ー個分支與衝壓閥連接，衝壓閥的另一端與衝壓罐連接； PID反饋控制模塊中的頂壓設定值KO由エ藝專業確定；反饋值Ki)為實際所測得高爐頂壓值，即高爐模型中上容器壓カ值。
3.根據權利要求I或2所述的TRT高爐頂壓控制衝壓過程反饋控制仿真方法，其特徵在於它還包括步驟5)將仿真結果與預期效果比較，對系統仿真參數進行調試，以獲得最佳控制參數。
4.根據權利要求3所述的TRT高爐頂壓控制衝壓過程反饋控制仿真方法，其特徵在於所述步驟5)將仿真結果與預期效果比較，具體是比較高爐模型的上容器的頂部壓力實際值與其設定值。
5.ー種TRT高爐頂壓控制衝壓過程反饋控制仿真系統，其特徵在於它包括部件類模塊和程序類模塊； 其中部件類模塊包括 邊界A :為第一定壓節點，模擬進入高爐的熱風的壓カ； 管道A :包括a節管道，每節管道包括ー個固定開度的閥門和ー個容器； 高爐模型包括上容器和下容器，上容器和下容器之間由第一調節閥連接；第ー調節閥的開度為固定值； 管道B :包括b節管道，每節管道包括ー個固定開度的閥門和ー個容器； 靜葉包括第二調節閥； 邊界B :為第二定壓節點，模擬經過靜葉之後的管網煤氣壓カ； 衝壓閥為ー個具備開關功能的閥門； 衝壓罐包括ー個容器； 邊界A、管道A、高爐模型、管道B、靜葉和邊界B順次連接，管道B與靜葉之間分出ー個分支與衝壓閥連接，衝壓閥的另一端與衝壓罐連接； 程序類模塊包括 衝壓幹擾模塊，用於仿真衝壓過程對高爐頂壓的影響，控制衝壓閥的開關； PID反饋控制模塊，用於仿真實際PLC控制器對靜葉的控制； 其中PID反饋控制模塊將頂壓設定值r 與反饋值迸行比較構成控制偏差
6.根據權利要求5所述的TRT高爐頂壓控制衝壓過程反饋控制仿真系統，其特徵在於它是基於Modelica語言建立的。
全文摘要
本發明提供TRT高爐頂壓控制衝壓過程反饋控制仿真方法，包括步驟1)對TRT系統的各組成部分，分別建立部件類仿真模塊，並為各部件類仿真模塊編輯和設計參數、接口；2)通過各部件類仿真模塊的接口將其按實際TRT系統進行連接，並調節各模塊參數使系統達到穩態；3)分析實際TRT系統衝壓過程的特點和控制方法，增加衝壓幹擾模塊和PID反饋控制模塊，衝壓幹擾模塊用於仿真衝壓過程對高爐頂壓的影響，PID反饋控制模塊用於仿真實際PLC控制器對靜葉的控制；4)設置系統仿真參數，進行仿真運算。通過對高爐衝壓過程建立反饋仿真系統和方法，以確定更為合理的控制方案，避免直接在線測試不同的控制方案，對高爐的正常產生的影響。
文檔編號C21B5/00GK102676715SQ201210182279
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月5日 優先權日2012年6月5日
發明者萬磊, 葉理德, 李清忠 申請人:中冶南方工程技術有限公司