專利名稱：一種余熱回收三通閥開度模糊專家控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燒結余熱回收過程控制技術領域，特別是一種余熱回收三通閥開度模糊專家控制方法。
背景技術：
鋼鐵燒結工序能耗很高，研究節(jié)能技術和開發(fā)余熱利用技術是目前燒結研究的重點。目前余熱回收廣泛采用的是通過環(huán)冷機將燒結礦余熱收集起來，傳送給余熱鍋爐，在余熱鍋爐中將煙氣轉化為蒸汽再進行長距離的輸送，用于供熱、供暖、發(fā)電等的方法。 然而在燒結過程中，隨著燒結礦在燒結機上的燒結情況不同，其冷卻過程產生的煙氣溫度也有很大不同。生產過程中煙氣溫度的不穩(wěn)定造成余熱鍋爐產生蒸汽的溫度波動幅度很大，對后續(xù)的設備運行效率及安全，蒸汽并網或發(fā)電都構成了嚴重影響。
三通閥位于環(huán)冷機之后，決定煙氣是排向大氣還是進入余熱鍋爐。調節(jié)三通閥的開度可以調節(jié)三通閥前煙氣進入三通閥后管道的流量，從而調節(jié)進入余熱鍋爐的煙氣熱量。目前，在燒結余熱回收控制與優(yōu)化方面國內外所做的研究較少，燒結煙氣溫度一直沒有有效的方法控制，國內大部分燒結廠依然采用人工控制或簡單的查表控制，或是采取廢氣回收系統管路改進，改善帶冷機臺車密封，降低漏風率，優(yōu)化燒結生產操作新模式等方法進行改進，并沒有考慮到從控制方面解決余熱回收熱效率低且運行不穩(wěn)定的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種余熱回收三通閥開度模糊專家控制方法，有效降低煙氣波動幅度大對蒸汽溫度產生的影響，保證蒸汽溫度的穩(wěn)定，在燒結煙氣溫度波動的情況下使余熱鍋爐內部的熱量保持穩(wěn)定，提高余熱回收的熱效率。為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是一種余熱回收三通閥開度模糊專家控制方法，該方法包括以下步驟
O設定控制周期T，每隔時間T采集三通閥前檢測溫度、三通閥后檢測溫度，并計算三通閥后溫度變化率；
2)根據采集到的三通閥前檢測溫度、三通閥后檢測溫度，將三通閥前煙氣溫度的波動范圍劃分為3個階段對應3種煙氣工況，將三通閥后煙氣溫度劃分成3種工況，三通閥前煙氣溫度和三通閥后煙氣溫度劃分如下
三通閥前煙氣溫度={200-360，360-460，460-500}；
三通閥后煙氣溫度={200-340, 340-440,440-500}；
三通閥前煙氣溫度和三通閥后煙氣溫度的工況如下
三通閥前煙氣溫度={低，正常，高};
三通閥后煙氣溫度={低，正常，高};
3)如果三通閥前煙氣溫度和三通閥后煙氣溫度都正常，那么使用溫度模糊控制方法控制三通閥開度；如果三通閥前煙氣溫度和三通閥后煙氣溫度有一個不正常，那么使用溫度專家控制方法控制三通閥開度；
4)根據選擇的溫度控制方法，在線調整三通閥開度，實現三通閥的自動控制并有效穩(wěn)定三通閥后的煙氣溫度。作為優(yōu)選方案，溫度模糊控制方法的步驟為
1)確定溫度模糊控制方法為雙輸入單輸出的結構，輸入為三通閥后煙氣溫度的偏差 及其偏差的變化率ΔΙ ,輸出為三通閥開度的修正量；
2)確定模糊變量、模糊狀態(tài)及其論域滿應HT、hTc、ta的模糊變量分別為、A3個過程變量萬、&、V的模糊化過程為模糊化采用的量化因子均為1，隸屬度函數均采用三角形隸屬函數；
3個過程變量選取的論域如下
E= {>-80，>-50>，-20，>0，>10 }；
Ec — {_7，_5，_2，0，2，5，7}；
U = {-15%, -10%, -5%, 0%, +5%, +10%, +15%}
3個過程變量的模糊語言變量如下
E的模糊變量為{ NB，NM，NS，Z0, PS}；
Ec 的模糊變量為，{NB, NM，NS, Z0, PS, PM，PB}；
"的模糊變量為{ NB, NM，NS, Z0, PS, PM，PB }；
3)總結以下控制規(guī)則表
表I模糊控制規(guī)則表
權利要求
1.一種余熱回收三通閥開度模糊專家控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 1)設定控制周期T，每隔時間T采集三通閥前檢測溫度、三通閥后檢測溫度，并計算三通閥后溫度變化率； 2)根據采集到的三通閥前檢測溫度、三通閥后檢測溫度，將三通閥前煙氣溫度的波動范圍劃分為3個階段對應3種煙氣工況，將三通閥后煙氣溫度劃分成3種工況，三通閥前煙氣溫度和三通閥后煙氣溫度劃分如下 三通閥前煙氣溫度={200-360，360-460，460-500}； 三通閥后煙氣溫度={200-340, 340-440,440-500}； 三通閥前煙氣溫度和三通閥后煙氣溫度的工況如下 三通閥前煙氣溫度={低，正常，高}; 三通閥后煙氣溫度={低，正常，高}; 3)如果三通閥前煙氣溫度和三通閥后煙氣溫度都正常，那么使用溫度模糊控制方法控制三通閥開度；如果三通閥前煙氣溫度和三通閥后煙氣溫度有一個不正常，那么使用溫度專家控制方法控制三通閥開度； 4)根據選擇的溫度控制方法，在線調整三通閥開度，實現三通閥的自動控制并有效穩(wěn)定三通閥后的煙氣溫度。
2.根據權利要求I所述的余熱回收三通閥開度模糊專家控制方法，其特征在于，所述步驟3)中，溫度模糊控制方法的步驟為 1)確定溫度模糊控制方法為雙輸入單輸出的結構，輸入為三通閥后煙氣溫度的偏差ΔΓ及其偏差的變化率Δ7 ,輸出為三通閥開度的修正量ΔΛ ； 2)確定模糊變量、模糊狀態(tài)及其論域對應ΔΤ'ΔΚ、ΔΛ的模糊變量分別為、A3個過程變量萬、&、V的模糊化過程為模糊化采用的量化因子均為1，隸屬度函數均采用三角形隸屬函數； 3個過程變量選取的論域如下E二 {>-80，>-50>，-20，>0，>10 }；Ec — {_7，_5，_2，0，2，5，7}；U = {-15%, -10%, -5%, 0%, +5%, +10%, +15%} 3個過程變量的模糊語言變量如下 E的模糊變量為{ NB，NM，NS，ZO, PS}； Ec 的模糊變量為，{NB, NM，NS, Z0, PS, PM，PB}； "的模糊變量為{ NB, NM，NS, Z0, PS, PM，PB }； 3)總結以下控制規(guī)則表
3.根據權利要求I所述的余熱回收三通閥開度模糊專家控制方法，其特征在于，所述步驟3)中，所述溫度專家控制方法的專家控制規(guī)則如下 如果三通閥前檢測溫度高且三通閥后檢測溫度高，那么三通閥全關； 如果三通閥前檢測溫度高且三通閥后檢測溫度正常，那么三通閥開度為70% ； 如果三通閥前檢測溫度高且三通閥后檢測溫度低，那么三通閥全開； 如果三通閥前檢測溫度正常且三通閥后檢測溫度高，那么三通閥全開； 如果三通閥前檢測溫度正常且三通閥后檢測溫度低，那么三通閥全開； 如果三通閥前檢測溫度低且三通閥后檢測溫度高，那么三通閥全開； 如果三通閥前檢測溫度低且三通閥后檢測溫度正常，那么三通閥全關； 如果三通閥前檢測溫度低且三通閥后檢測溫度低，那么三通閥全關。
4.根據權利要求I所述的余熱回收三通閥開度模糊專家控制方法，其特征在于，所述步驟I)中，控制周期T為3分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種余熱回收三通閥開度模糊專家控制方法，采集三通閥前檢測溫度、三通閥后檢測溫度并計算三通閥后溫度變化率；根據采集到的三通閥前檢測溫度、三通閥后檢測溫度，基于工況判斷規(guī)則得到當前煙氣溫度處于何種工況；對應兩條專家規(guī)則選擇不同的溫度控制策略；根據選擇的溫度控制策略，在線調整三通閥開度，實現三通閥的自動控制并有效穩(wěn)定三通閥后的煙氣溫度；本發(fā)明的方法能有效地降低煙氣波動幅度大對蒸汽溫度產生的影響，保證蒸汽溫度的穩(wěn)定，在燒結煙氣溫度波動的情況下使余熱鍋爐內部的熱量保持穩(wěn)定，提高余熱回收的熱效率。
文檔編號F16K31/00GK102829226SQ20121032681
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權日2012年9月6日
發(fā)明者熊永華, 吳敏, 曹衛(wèi)華, 王春生, 蔡伊青, 安劍奇 申請人:中南大學