豎爐焙燒過程混合智能控制的研究.pdf

1、豎爐焙燒生產(chǎn)過程作為選礦廠整個生產(chǎn)流程中的一個重要環(huán)節(jié)，其主要任務是將弱磁性的赤鐵礦通過高溫還原處理轉(zhuǎn)變?yōu)閺姶判缘蔫F礦石，以滿足磁選管回收率(MTRR)、臺時產(chǎn)量、煤氣消耗等綜合生產(chǎn)指標的要求。由于焙燒生產(chǎn)過程具有綜合復雜性，如：一些關(guān)鍵工藝參數(shù)(如磁選管回收率)不能連續(xù)檢測，還原帶溫度、燃燒室中心溫度難以在線檢測，運行工況(如邊界條件、參數(shù))變化頻繁，多變量強耦合，強非線性等，使得焙燒過程難以實現(xiàn)自動控制，因而造成難以準確控制豎爐還原

2、帶溫度而引起“欠還原”或“過還原”的現(xiàn)象，使得產(chǎn)品質(zhì)量差、能耗高，因而實現(xiàn)焙燒過程的自動控制和綜合生產(chǎn)指標(磁選管回收率、臺時產(chǎn)量、煤氣消耗)的優(yōu)化控制對于提高選礦生產(chǎn)過程的產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減少資源消耗有著重要的意義。本文結(jié)合“酒鋼選礦廠綜合自動化系統(tǒng)”的工程項目，開展了豎爐焙燒過程建模、控制與優(yōu)化的研究，取得如下成果： 1、針對具有綜合復雜性的豎爐焙燒過程，將智能控制與常規(guī)控制方法相結(jié)合、建模與控制相集成

3、、軟測量、故障診斷與優(yōu)化控制相結(jié)合，提出了以提高磁選管回收率和臺時產(chǎn)量、降低煤氣消耗量為目標的由智能優(yōu)化設定和智能過程控制兩層結(jié)構(gòu)組成的混合智能優(yōu)化控制技術(shù)，該技術(shù)通過自動調(diào)整豎爐焙燒過程控制回路(燃燒室中心溫度、還原煤氣流量和礦石搬出制度)的設定值，并對設定值通過前饋及反饋補償方法進行校正，使控制回路跟蹤設定值，從而保證焙燒過程的磁選管回收率、臺時產(chǎn)量、煤氣消耗量的實際值處于其目標值范圍內(nèi)； 2、提出了由還原帶溫度、燃燒室中心

4、溫度、還原煤氣流量、礦石搬出制度的預設定模型、機理模型、補償模型、爐況智能故障診斷系統(tǒng)、工況識別選擇模型和設定值判別輸出模型組成的以磁選管回收率、臺時產(chǎn)量、煤氣消耗量為目標的優(yōu)化設定方法，其中，預設定模型采用專家規(guī)則、案例推理和機理分析近似計算相結(jié)合的方法實現(xiàn)過程控制回路的初步設定，工況識別選擇模型和設定值判別輸出模型采用專家規(guī)則分別實現(xiàn)工況的判別、預設定模型的選擇以及過程控制回路預設定值的閾值判別輸出，診斷系統(tǒng)采用案例推理、專家規(guī)則等

5、智能方法，將磁選管回收率預報、故障預報與故障分析相集成而實現(xiàn)爐況的智能診斷，補償模型通過總結(jié)專家長期積累的經(jīng)驗，并編制出相應的補償規(guī)則而實現(xiàn)還原帶溫度預設定值及燃燒室中心溫度、還原煤氣流量、礦石搬出制度預設定值的補償校正。該設定方法可以在線對焙燒過程控制回路的設定值進行設定并調(diào)整，適應了運行工況的頻繁變化，優(yōu)化了綜合生產(chǎn)指標； 3、將專家規(guī)則、案例推理、模糊控制等智能方法與常規(guī)控制相結(jié)合、燃燒室中心溫度預報模型與控制相集成提出了

6、由帶有燃燒室中心溫度預報模型的溫度串級模糊控制和帶有煤氣和空燃比補償模型的空氣流量比值控制組成的燃燒室溫度分布智能控制方法，提出的方法可以解決諸如大滯后、非線性等對溫度穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響的問題，并能避免燃燒過程中故障的發(fā)生，可以在線對加熱煤氣用量和空燃比進行實時校正，從而對燃燒室溫度的分布實現(xiàn)了穩(wěn)定化控制并降低了煤氣消耗量； 4、研制了實現(xiàn)上述控制技術(shù)的由過程監(jiān)控層和過程控制層(優(yōu)化設定、過程回路)組成的豎爐焙燒過程智能控制系統(tǒng)