钢铁行业二氧化硫排放量约占全国工业二氧化硫排放总量的8％,仅次于火电行业,位居第二位。钢铁行业排放的二氧化硫主要是烧结(球团)工序产生的,因此烧结烟气脱硫在钢铁行业节能减排中占重要地位。在烧结循环流化床烟气脱硫工艺中,塔顶温度稳定控制对提高脱硫效率具有重要意义。然而,喷水减温是一个复杂的工业过程,具有非线性、时滞、大扰动等控制难点。如何实现塔顶温度的稳定控制,是实现提高脱硫效率的关键性问题。
本文在分析循环流化床烟气脱硫工艺的基础上,总结出塔顶温度的控制难点。通过应用智能控制理论,提出了一种基于动态矩阵预测结合前馈补偿控制的塔项温度智能控制策略,实现了塔顶温度的稳定控制。
首先,针对喷水减温过程的惯性、时滞特性,应用自回归模型(ARX)描述喷水减温过程,并采用最小二乘法辨识模型。然后利用该模型的阶跃响应系数建立塔顶温度动态矩阵预测控制器的预测模型,并设计控制器参数。为了解决预测控制中模型失配的问题,采用模糊在线校正的方法,实现在线闭环校正的功能。同时,为了抑制扰动波动对系统的影响,采用前馈补偿的方法,将前馈和反馈的控制方式相结合,当扰动因素发生变化时,通过前馈模型进行补偿调节。实验仿真过程中,以建立的ARX模型为对象,仿真实验验证了本文所提出的控制策略的有效性。
为了验证控制算法实际应用价值,针对国内某大型钢铁企业的循环流化床烟气脱硫系统,开发塔顶温度控制系统。运行结果表明:该系统实现了塔顶温度的稳定控制,有效抑制了扰动对系统造成的影响,提高了脱硫效率。
- 作 者：
- 徐艳阳
- 学科专业：
- 控制科学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 中南大学
- 导师姓名：
- 曹卫华徐福仓
- 学位年度：
- 2011
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
