CN102888488B - 一种转炉煤气干法除尘引风机控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供转炉煤气干法除尘引风机控制方法，在除转炉吹氧以外的阶段，采用烟气流量控制方式，将转速百分比设定值发送给引风机变频器；在转炉吹氧阶段，设置吹氧启动时间，当吹氧时间超过吹氧启动时间时，采用烟气流量控制+转炉炉口烟罩微差压控制的串级控制方式，采用压力PID控制器和烟气流量PID控制器，用压力PID控制器的输出量来补偿烟气流量PID控制器的设定值，再用烟气流量PID控制器的输出值来控制引风机变频器的转速。本方法能使引风机处于良好的工作状态，确保了转炉煤气的回收量，保证了转炉煤气干法除尘引风机具有高动态响应，高跟踪精度和很好的稳定性。

Description

一种转炉煤气干法除尘引风机控制方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金行业电气控制领域，尤其涉及一种转炉煤气干法除尘引风机控制方法。 
背景技术
转炉煤气干法除尘系统引风机是转炉煤气回收系统的重要设备，它是把转炉冶炼过程中产生的大量一氧化碳的烟气变废为宝的重要设施。引风机把吹氧期间产生的转炉煤气送至转炉煤气柜，以保证炉前炼钢的工作环境。引风机设变频调速，不但有利于系统的泄爆，而且可实现流量跟踪调节，以保证煤气回收的数量与质量，以及节约能源。 
现有的转炉煤气干法除尘引风机仍主要采用炉口微差压经典PID控制策略。然而转炉烟气的波动性大，烟气量及烟气成分随冶炼周期的变化而变化，转炉微压差控制系统具有时滞，时变等复杂非线性特征，单纯的炉口微差压PID控制难以获得理想的控制效果。近年来，针对微压差控制的非线性特征，国内学者提出了诸如滑模控制、非线性PID控制及模糊控制等非线性补偿策略，虽取得了一定的效果，但仍存在着诸多问题，如：滑模控制中存在着“陡振”、“寄生震颤”等现象，非线性PID及模糊控制等存在着超调量与响应时间的矛盾。 
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：提供一种转炉煤气干法除尘引风机控制方法，使引风机处于良好的工作状态，确保转炉煤气的回收量。 
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种转炉煤气干法除尘引风机控制方法，其特征在于：将转炉的炼钢过程划分为转炉等待、转炉预热、转炉加料、转炉吹氧、转炉吹氧中断、转炉出钢和转炉溅渣护炉七个阶段； 
在转炉等待、转炉预热、转炉加料、转炉吹氧中断、转炉出钢、转炉溅渣护炉这六个阶段，引风机采用烟气流量控制方式，将预先载入的转速百分比设定值发送给引风机变频器，引风机按照设定值运行；
在转炉吹氧阶段，设置吹氧启动时间，当吹氧时间小于等于吹氧启动时间时，引风机采用烟气流量控制方式；当吹氧时间超过吹氧启动时间时，引风机采用烟气流量控制+转炉炉口烟罩微差压控制的串级控制方式，采用压力PID控制器和烟气流量PID控制器，预设压力PID控制器的压力设定值、以及烟气流量设定值，将采集到的转炉炉口压力过程值输入压力PID控制器，并将压力PID控制器的输出值与烟气流量设定值叠加作为烟气流量PID控制器的设定值，将采集到的静电除尘器出口的烟气流量过程值输入烟气流量PID控制器，再用烟气流量PID控制器的输出值来控制引风机变频器的转速。
按上述方案，所述的压力PID控制器有两个压力设定值，分别为：转炉在吹氧阶段不加熔剂时压力设定值SPt= -15Pa；转炉在吹氧阶段且加熔剂时压力设定值SPt= -40Pa。 
按上述方案，所述的烟气流量设定值由以下公式计算得到： 
在吹氧阶段，如果渣裙落下大于等于60％，SPf=RF*2.1438；
在吹氧阶段且加熔剂时，SPf=RF*2.1438*1.07；
式中，SPf为烟气流量设定值，RF为氧气流量值。
按上述方案，在转炉等待、转炉预热、转炉加料、转炉吹氧中断、转炉出钢、转炉溅渣护炉这六个阶段时，预先载入的转速百分比设定值优选如下：转炉等待阶段转速百分比设定值20%；转炉预热阶段转速百分比设定值70%；转炉加料阶段转速百分比设定值65%；转炉吹氧中断阶段转速百分比设定值95%；转炉出钢阶段转速百分比设定值20%；转炉溅渣护炉阶段转速百分比设定值60%。 
本发明的有益效果为： 
1、本发明采用了烟气流量控制和转炉炉口烟罩微差压控制两种控制方式相结合的控制方法，将转炉的炼钢过程划分为转炉等待、转炉预热、转炉加料、转炉吹氧、转炉吹氧中断、转炉出钢和转炉溅渣护炉七个阶段；在除了转炉吹氧阶段的其它阶段，转炉生产过程中的烟气流量较为容易跟踪，因此引风机采用烟气流量控制方式，将预先载入的转速百分比设定值发送到引风机变频器，引风机按照此设定值运行即能很好的满足生产需要；在吹氧阶段且吹氧时间超过某一预先设定值后，此时生产过程中的烟气流量随吹氧进程变化较快且具有非线性特征，单纯的按照某预先设定值的控制方式已经完全不能满足控制需要，因此引风机采用烟气流量控制+转炉炉口烟罩微差压控制的串级控制方式，用压力PID控制器的输出量来补偿烟气流量PID控制器的设定值，再用烟气流量PID控制器的输出值来控制引风机变频器的转速；此方式能使引风机处于良好的工作状态，确保转炉煤气的回收量，保证了转炉煤气干法除尘引风机具有高动态响应，高跟踪精度和较好的稳定性。
2、在吹氧阶段，根据是否加熔剂的情况来设置压力PID控制器的压力设定值，使得效果更佳。 
3、在吹氧阶段，根据是否加熔剂和渣裙落下度的情况来设置烟气流量设定值，使得效果更佳。 
4、根据经验和调试，得到在转炉等待、转炉预热、转炉加料、转炉吹氧中断、转炉出钢、转炉溅渣护炉这六个阶段时，预先载入的转速百分比设定值的优选值。使得效果更佳。 
附图说明
图1为本发明一实施例的控制系统结构示意图。 
图2为本发明一实施例的控制原理图。 
图中：1.转炉，2. 微差压测量装置，3. 烟气流量测量装置，4. 电机，5.引风机，6. 汽化冷却烟道。 
具体实施方式
图1为本发明一实施例的控制系统结构示意图，图中的实线表示烟气的传递方向，烟气从转炉1炉口经汽化冷却烟道6进入除尘器并从除尘器散出，再经过引风机5去放散烟囱。在原系统的基础上，在转炉炉口烟罩设置微差压测量装置2，用于检测转炉炉口微差压压力过程值；在除尘器出口设置烟气流量测量装置3，用于检测烟气流量过程值；图中的虚线表示控制的逻辑关系，微差压测量装置2和烟气流量测量装置3采集的过程值经过控制器处理后的输出量用于控制用于驱动引风机5的电机4，从而达到控制引风机转速的效果。 
转炉煤气干法除尘引风机控制方法将转炉的炼钢过程划分为转炉等待、转炉预热、转炉加料、转炉吹氧、转炉吹氧中断、转炉出钢和转炉溅渣护炉七个阶段； 
在转炉等待、转炉预热、转炉加料、转炉吹氧中断、转炉出钢、转炉溅渣护炉这六个阶段，引风机采用烟气流量控制方式，将预先载入的转速百分比设定值发送给引风机变频器，引风机按照设定值运行；
在转炉吹氧阶段，设置吹氧启动时间（根据实际情况与经验值调整，本实施例优选为1分钟，即氧气阀打开1分钟），当吹氧时间超过吹氧启动时间时，引风机采用烟气流量控制+转炉炉口烟罩微差压控制的串级控制方式，如图2所示，采用压力PID控制器和烟气流量PID控制器，预设压力PID控制器的压力设定值SPt、以及烟气流量设定值SPf，将采集到的转炉炉口压力过程值PVt输入压力PID控制器，并将压力PID控制器的输出值OP1与烟气流量设定值SPf叠加作为烟气流量PID控制器的设定值SP，将采集到的静电除尘器出口的烟气流量过程值PVf输入烟气流量PID控制器，再用烟气流量PID控制器的输出值来控制引风机变频器的转速。当吹氧时间未超过吹氧启动时间时，引风机依然采用烟气流量控制方式，按设定的转速百分比设定值运行，转速百分比设定值优选为90%。
本实施例中，压力PID控制器有两个压力设定值，分别为：转炉在吹氧阶段不加熔剂时压力设定值SPt= -15Pa；转炉在吹氧阶段且加熔剂时压力设定值SPt= -40Pa。 
本实施例中，烟气流量设定值由以下公式计算得到：在吹氧阶段，如果渣裙落下大于等于60％，SPf=RF*2.1438；在吹氧阶段且加熔剂时，SPf=RF*2.1438*1.07；式中，SPf为烟气流量设定值，RF为氧气流量值。 
在转炉等待、转炉预热、转炉加料、转炉吹氧中断、转炉出钢、转炉溅渣护炉这六个阶段时，预先载入的转速百分比设定值优选如下：转炉等待阶段转速百分比设定值20%；转炉预热阶段转速百分比设定值70%；转炉加料阶段转速百分比设定值65%；转炉吹氧中断阶段转速百分比设定值95%；转炉出钢阶段转速百分比设定值20%；转炉溅渣护炉阶段转速百分比设定值60%。 

Claims (3)

1.一种转炉煤气干法除尘引风机控制方法，其特征在于：将转炉的炼钢过程划分为转炉等待、转炉预热、转炉加料、转炉吹氧、转炉吹氧中断、转炉出钢和转炉溅渣护炉七个阶段；
在转炉等待、转炉预热、转炉加料、转炉吹氧中断、转炉出钢、转炉溅渣护炉这六个阶段，引风机采用烟气流量控制方式，将预先载入的转速百分比设定值发送给引风机变频器，引风机按照设定值运行；
在转炉吹氧阶段，设置吹氧启动时间，当吹氧时间小于等于吹氧启动时间时，引风机采用烟气流量控制方式；当吹氧时间超过吹氧启动时间时，引风机采用烟气流量控制+转炉炉口烟罩微差压控制的串级控制方式，采用压力PID控制器和烟气流量PID控制器，预设压力PID控制器的压力设定值、以及烟气流量设定值，将采集到的转炉炉口压力过程值输入压力PID控制器，并将压力PID控制器的输出值与烟气流量设定值叠加作为烟气流量PID控制器的设定值，将采集到的静电除尘器出口的烟气流量过程值输入烟气流量PID控制器，再用烟气流量PID控制器的输出值来控制引风机变频器的转速；
所述的压力PID控制器有两个压力设定值，分别为：转炉在吹氧阶段不加熔剂时压力设定值SPt= -15Pa；转炉在吹氧阶段且加熔剂时压力设定值SPt= -40Pa。
2.根据权利要求1所述的转炉煤气干法除尘引风机控制方法，其特征在于：所述的烟气流量设定值由以下公式计算得到：
在吹氧阶段，如果渣裙落下大于等于60％，SPf=RF*2.1438；
在吹氧阶段且加熔剂时，SPf=RF*2.1438*1.07；
式中，SPf为烟气流量设定值，RF为氧气流量值。
3. 根据权利要求1所述的转炉煤气干法除尘引风机控制方法，其特征在于：在转炉等待、转炉预热、转炉加料、转炉吹氧中断、转炉出钢、转炉溅渣护炉这六个阶段时，预先载入的转速百分比设定值优选如下：转炉等待阶段转速百分比设定值20%；转炉预热阶段转速百分比设定值70%；转炉加料阶段转速百分比设定值65%；转炉吹氧中断阶段转速百分比设定值95%；转炉出钢阶段转速百分比设定值20%；转炉溅渣护炉阶段转速百分比设定值60%。
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