[01076868]低能耗长炉龄焦炉烘炉智能控制系统

焦炉结构比较复杂，而且使用年限长，投资规模大，为了能顺利投产开工，必须对焦炉进行高质量的烘炉加热。焦炉烘炉是将整座庞大的炉体通过阶段干燥升温，保障炉体干燥期的干燥过程和控制均匀膨胀。如果温度控制不均匀或干燥速度过快,可能引起炉体膨胀不均匀而开裂,降低焦炉寿命；如果干燥期温度控制过低,则干燥期会延长,烘炉效率降低,即增加能耗又影响烘炉质量；干燥期完成后，在升温阶段将温度缓慢均匀升温至正常生产时的温度分布，因此,烘炉过程的温度不同于正常生产时焦炉各部位的温度是相对稳定的，由于各种耐火材料的膨胀过程和膨胀量不同，炉体干燥程度也有差别，要协调好各处的膨胀和多样化温度的复杂控制要求是焦炉生产企业难以解决的难题。 烘炉过程中，系统需完成400多个检测点的温度检测、显示、调整，由于不同耐火材料砌材的膨胀系数略有不同，不同类型、不同大小、不同砌材的焦炉最佳烘炉控制工艺曲线也有一定差别。为使焦炉在运行中状态稳定、达到最大限度延长炉龄的目的，就要求烘炉过程按照最佳烘炉工艺控制，输出稳定的、热值充分的热源。项目围绕焦炉节能、长寿、高效等关键技术难题，开展计算机精细化测控技术研究，研制了先进的焦炉烘炉智能控制系统。 主要解决的技术难题： 1.根据国内大量焦炉的类型、大小、炉体状况以及阶段干燥度等工艺问题，研发烘炉工艺模型（烘炉工艺曲线）专家库，通过炉型大小、干燥度和干燥时间等变量优化输出最佳烘炉模型曲线，通过智能控制系统控制入炉的煤气流量和压力达到焦炉烘炉合理控制的要求。 2.焦炉烘炉温度提升过程为非线性控制，项目根据理想工艺要求和经验温度数据分析，模拟得到蓄热室、燃烧室、小烟道的理想焦炉烘炉升温温度曲线；通过对焦炉烘炉智能控制系统建模，将机理建模和系统在线辨识建模方法相结合，构建辨识对象在线控制模型。 3.将干扰观测补偿变结构控制技术应用到焦炉烘炉过程控制系统中,优化控制率参数,提高控制精度,改善控制系统的动态响应品质，达到良好的动态品质。 4.项目将目标规划、最优烘炉工艺模型构建、温度控制系统自适应建模、变参数控制、神经网络及过程优化控制技术集成应用于焦炉烘炉智能控制系统，有效地解决了基于长炉龄低功耗烘炉工艺模型优化、烘炉系统动态模型在线辨识、神经网络温度在线预测控制等关键技术问题。 已取得的成果：通过省级科技成果鉴定和验收，达到国际先进水平；获得国家发明专利7项，实用新型专利7项，申请软件著作权3项，发表研究论文16篇（其中SCI一区论文2篇、二区论文8篇），培养研究生12人。项目在济南钢铁股份有限公司焦化厂、山东融鑫投资股份有限公司焦化技术咨询服务分公司、山东冶金设计院股份有限公司等单位推广应用后，产生了重大的经济和社会效益，即实现节能减排的目的又满足国家新旧动能转化需要的要求，已产生经济效益达3.069亿多元。