高爐壓縮機系統(tǒng)效率優(yōu)化與控制策略研究.pdf

1、高爐壓縮機送風(fēng)系統(tǒng)是高爐煉鐵生產(chǎn)流程中能源消耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是整個生產(chǎn)過程中的動力樞紐。根據(jù)國家對高耗能企業(yè)提出的節(jié)能減排要求，利用控制理論方法對高爐壓縮機系統(tǒng)進行優(yōu)化控制，提高壓縮機送風(fēng)效率并節(jié)約能源。目前高爐壓縮機送風(fēng)系統(tǒng)存在性能曲線隨入口環(huán)境變化發(fā)生偏移，且壓縮機性能特性曲線與管網(wǎng)特性曲線不匹配的問題。因此，對壓縮機系統(tǒng)效率優(yōu)化與控制策略的研究具有重要意義。
　　本文首先對該領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀做了具體的分析。目前針對壓縮機入

2、口環(huán)境的補償方法過于粗略，且傳統(tǒng)的PID控制方法無法達到節(jié)約能源的要求。本文通過分析壓縮機性能曲線隨入口環(huán)境的變化規(guī)律，結(jié)合風(fēng)機相似定律推導(dǎo)出了壓縮機風(fēng)量風(fēng)壓修正系數(shù)，再根據(jù)熱力學(xué)原理建立了壓縮機溫度補償模型，得到補償后的壓縮機轉(zhuǎn)速，提出了壓縮機入口環(huán)境分級溫度補償方案。
　　其次，在MG模型的基礎(chǔ)上，通過分析壓縮機系統(tǒng)的工作機理，推導(dǎo)出了適合壓縮機控制器設(shè)計的雙輸入雙輸出非線性動力學(xué)模型。對壓縮機非線性模型進行了處理，并利用非線

3、性狀態(tài)反饋精確線性化設(shè)計了壓縮機系統(tǒng)控制律，提出了基于非線性狀態(tài)反饋的壓縮機跟蹤控制方案。
　　基于上述分析和設(shè)計結(jié)果，借助Matlab/simulink仿真平臺對壓縮機入口環(huán)境補償方法和非線性狀態(tài)反饋跟蹤控制方案進行了仿真驗證。仿真結(jié)果表明，本文提出的入口環(huán)境補償方法可以有效補償因環(huán)境因素變化引起的壓縮機工況改變問題，達到了節(jié)約能源的目的。通過對壓縮機工況變得仿真，證明了非線性狀態(tài)反饋跟蹤控制方案的穩(wěn)定性和跟隨性，通過調(diào)節(jié)壓縮機