高爐出鐵場煙塵濃度兩種節(jié)能控制方式研究

【摘要】：當代社會正面臨著越來越嚴重的能源危機，在尋找新能源的同時，節(jié)能也是非常關(guān)鍵的。工業(yè)能耗一直是各國能源消耗的主要部分，2009年，我國工業(yè)能耗占全國一次能源消費的71.3%，因此迫切需要改善工業(yè)控制技術(shù)，降低工業(yè)能耗。高爐出鐵場除塵系統(tǒng)中，當高爐出鐵時，除塵風機按照設計負荷運行，而忽略了煙塵產(chǎn)生量的變化，浪費了許多能量，因此研究高爐出鐵場除塵風機節(jié)能控制有重要的意義。 除塵風機能耗是高爐出鐵場除塵系統(tǒng)的主要耗能部分，本文主要研究除塵風機的控制算法，以實現(xiàn)除塵風力跟蹤煙塵濃度控制，從而起到節(jié)能的效果。目前除塵風機的控制主要依靠人的判斷來調(diào)節(jié)，出鐵時一般高速運行，非出鐵期間低速運行，自動化程度不高，未能充分利用變頻器的調(diào)節(jié)能力，節(jié)能效果一般。為實現(xiàn)除塵風力自動跟蹤煙塵濃度控制，本文提出對某些位置進行煙塵濃度的實時檢測。由于出鐵場煙塵范圍廣，存在多個塵源點，論文提出對多點塵源點進行煙塵濃度實時檢測，從而得到多組反饋數(shù)據(jù)。為了科學地選擇出合適的反饋數(shù)據(jù)，本文從控制的角度建立了三項評價指標，采用改進的熵值法對測點數(shù)據(jù)進行綜合評價，選擇評價值最高的一組數(shù)據(jù)作為反饋數(shù)據(jù)?？紤]到反饋數(shù)據(jù)的不連續(xù)性，以及除塵系統(tǒng)模型的不精確性，采用模糊控制算法，并結(jié)合系統(tǒng)特點建立模糊規(guī)則。用MATLAB軟件進行仿真，對比傳統(tǒng)的PID控制和最大值反饋算法，仿真結(jié)果表明，本文所提出的檢測方法和控制算法，能夠?qū)崿F(xiàn)除塵風力跟蹤煙塵濃度控制，在保證出鐵場環(huán)境的條件下，大大節(jié)省了風機能耗。且模糊控制的動態(tài)性能優(yōu)于傳統(tǒng)PID控制，反饋中采用綜合評價算法比采用最大值反饋更節(jié)能。 另外，煙塵產(chǎn)生速度能夠在一定程度反映在溫度上，在出鐵場較為惡劣的環(huán)境下，溫度檢測比濃度檢測更具實用性。本文研究了基于溫度檢測的控制算法，在明確系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而不清楚系統(tǒng)模型的情況下，提出采用自適應模糊滑?？刂扑惴▽Τ龎m風機進行控制。設計了除塵風機的自適應模糊滑?？刂破鳎⑦M行仿真實驗，仿真結(jié)果表明，該方法在實現(xiàn)控制目標的同時，能夠完成對系統(tǒng)的辨識。 【關(guān)鍵詞】：出鐵場 除塵 綜合評價 模糊控制 自適應模糊滑模控制
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TF54;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 課題背景及研究意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 出鐵場煙塵治理技術(shù)9-10
• 1.2.2 粉塵濃度檢測技術(shù)10-11
• 1.2.3 除塵風機的控制現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容12-13
• 2 除塵系統(tǒng)特性分析13-30
• 2.1 出鐵場煙塵特點13-15
• 2.2 除塵系統(tǒng)工藝流程15-16
• 2.3 除塵系統(tǒng)中的煙塵治理16-22
• 2.3.1 出鐵場一次除塵16-19
• 2.3.2 出鐵場二次除塵19-21
• 2.3.3 除塵設備21-22
• 2.4 風機調(diào)節(jié)22-24
• 2.5 管道風速模型24-29
• 2.5.1 風機的基本理論25-26
• 2.5.2 風速模型26-28
• 2.5.3 模型參數(shù)計算與仿真28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-30
• 3 改進熵值法在煙塵濃度控制中的應用30-47
• 3.1 煙塵濃度模型與控制策略分析30-32
• 3.2 熵值法及其在除塵控制系統(tǒng)中的應用32-36
• 3.2.1 信息熵的理論32-33
• 3.2.2 基于熵值法的客觀綜合評價33-34
• 3.2.3 功效系數(shù)法34
• 3.2.4 煙塵濃度綜合評價34-36
• 3.3 模糊控制在除塵系統(tǒng)中的應用36-40
• 3.3.1 模糊控制的基本原理36-37
• 3.3.2 除塵系統(tǒng)模糊控制器的設計37-40
• 3.4 仿真分析40-46
• 3.4.1 模糊控制與 PID 控制對比仿真40-42
• 3.4.2 綜合評價反饋與最大值反饋對比仿真42-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 4 基于溫度檢測的自適應模糊滑模控制47-64
• 4.1 反饋線性化47-48
• 4.2 滑模控制48-52
• 4.3 自適應模糊滑?？刂?/span>52-55
• 4.3.1 基本的模糊系統(tǒng)52-53
• 4.3.2 自適應模糊滑?？刂破鞯脑O計53-55
• 4.4 仿真研究55-63
• 4.4.1 系統(tǒng)分析及控制器的設計55-56
• 4.4.2 系統(tǒng)仿真56-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 5 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 全文總結(jié)64
• 5.2 進一步的工作展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-70
• 附錄70
• A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄70

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