高炉出铁场烟尘浓度两种节能控制方式研究

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当代社会正面临着越来越严重的能源危机,在寻找新能源的同时,节能也是非常关键的。工业能耗一直是各国能源消耗的主要部分,2009年,我国工业能耗占全国一次能源消费的71.3%,因此迫切需要改善工业控制技术,降低工业能耗。高炉出铁场除尘系统中,当高炉出铁时,除尘风机按照设计负荷运行,而忽略了烟尘产生量的变化,浪费了许多能量,因此研究高炉出铁场除尘风机节能控制有重要的意义。除尘风机能耗是高炉出铁场除尘系统的主要耗能部分,本文主要研究除尘风机的控制算法,以实现除尘风力跟踪烟尘浓度控制,从而起到节能的效果。目前除尘风机的控制主要依靠人的判断来调节,出铁时一般高速运行,非出铁期间低速运行,自动化程度不高,未能充分利用变频器的调节能力,节能效果一般。为实现除尘风力自动跟踪烟尘浓度控制,本文提出对某些位置进行烟尘浓度的实时检测。由于出铁场烟尘范围广,存在多个尘源点,论文提出对多点尘源点进行烟尘浓度实时检测,从而得到多组反馈数据。为了科学地选择出合适的反馈数据,本文从控制的角度建立了三项评价指标,采用改进的熵值法对测点数据进行综合评价,选择评价值最高的一组数据作为反馈数据。考虑到反馈数据的不连续性,以及除尘系统模型的不精确性,采用模糊控制算法,并结合系统特点建立模糊规则。用MATLAB软件进行仿真,对比传统的PID控制和最大值反馈算法,仿真结果表明,本文所提出的检测方法和控制算法,能够实现除尘风力跟踪烟尘浓度控制,在保证出铁场环境的条件下,大大节省了风机能耗。且模糊控制的动态性能优于传统PID控制,反馈中采用综合评价算法比采用最大值反馈更节能。另外,烟尘产生速度能够在一定程度反映在温度上,在出铁场较为恶劣的环境下,温度检测比浓度检测更具实用性。本文研究了基于温度检测的控制算法,在明确系统结构而不清楚系统模型的情况下,提出采用自适应模糊滑模控制算法对除尘风机进行控制。设计了除尘风机的自适应模糊滑模控制器,并进行仿真实验,仿真结果表明,该方法在实现控制目标的同时,能够完成对系统的辨识。
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