本發(fā)明涉及焦?fàn)t集氣管壓力自動(dòng)化控制，尤其涉及一種焦?fàn)t集氣系統(tǒng)控制和評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

1、焦?fàn)t集氣管壓力是煉焦生產(chǎn)中的重要參數(shù)，是焦?fàn)t的爐體內(nèi)壓的體現(xiàn)，它的穩(wěn)定性直接影響著焦?fàn)t的使用壽命和焦碳的生產(chǎn)。當(dāng)爐體內(nèi)操作形成負(fù)壓時(shí)，空氣就會(huì)從爐門、爐蓋等處進(jìn)入爐體，導(dǎo)致焦炭燃燒、灰分增加、焦炭質(zhì)量下降；當(dāng)爐體內(nèi)的壓力過(guò)高時(shí)，荒煤氣將會(huì)從爐門、爐蓋等處冒出，一方面造成跑煙冒火，污染環(huán)境。因此，集氣管壓力的控制在適度范圍內(nèi)對(duì)焦?fàn)t生產(chǎn)有著十分重要的意義，不僅能夠節(jié)約能源，而且還可減少環(huán)境污染，雖然目前有許多方法都在嘗試解決集氣管壓力的控制問(wèn)題，但是在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的研究和應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)控制效果不佳，本發(fā)明認(rèn)為集氣系統(tǒng)受工況影響嚴(yán)重，很難用單一控制方法或控制策略來(lái)解決。因此，判斷集氣系統(tǒng)控制的具體問(wèn)題，并采用具有針對(duì)性的解決方案，將是優(yōu)化集氣管壓力控制必須解決的問(wèn)題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種焦?fàn)t集氣系統(tǒng)控制和評(píng)估方法，輔助操作人員從根本上解決集氣系統(tǒng)整體的壓力控制問(wèn)題，保證集氣管壓力在工藝要求的范圍內(nèi)波動(dòng)，保證了焦?fàn)t集氣管和鼓風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定工作，使集氣管壓力迅速調(diào)到穩(wěn)定狀態(tài)，確保整個(gè)焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種焦?fàn)t集氣系統(tǒng)控制方法，包括如下內(nèi)容：

4、1)單集氣管壓力的擾動(dòng)前饋控制：用于解決裝煤過(guò)程對(duì)集氣管壓力的沖擊；

5、2)單集氣管壓力的基礎(chǔ)控制：用于控制集氣管調(diào)節(jié)閥；

6、3)平衡吸氣管的壓頭控制：用于調(diào)整集氣管手閥；

7、4)鼓風(fēng)機(jī)吸力控制范圍的調(diào)整：用于給出鼓風(fēng)機(jī)前吸力控制范圍，利用鼓風(fēng)機(jī)穩(wěn)定生產(chǎn)協(xié)同方法擬合鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值和系統(tǒng)參數(shù)；

8、5)鼓風(fēng)機(jī)吸力的基礎(chǔ)控制：用于控制鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；

9、所述單集氣管壓力的擾動(dòng)前饋控制采用集氣管壓力擾動(dòng)前饋判別系統(tǒng)對(duì)集氣管壓力變化的趨勢(shì)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，所述集氣管壓力擾動(dòng)前饋判別系統(tǒng)包括前饋?zhàn)兞坎杉瘑卧?、裝煤干擾判別單元、前饋計(jì)算單元、前饋監(jiān)控單元、前饋評(píng)估單元和前饋參數(shù)更新單元，具體過(guò)程包括如下步驟：

10、s1.1、前饋?zhàn)兞坎杉瘑卧杉骷瘹夤艿膲毫?shí)時(shí)值、各集氣管的壓力設(shè)定值、各蝶閥的閥位反饋值和裝煤動(dòng)作信號(hào)；

11、s1.2、裝煤干擾判別單元采用對(duì)集氣管出現(xiàn)高壓的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)，把前饋計(jì)算單元的執(zhí)行標(biāo)識(shí)符置1，初值為0，并提供前饋執(zhí)行單元所需要的參數(shù)；

12、s1.3、前饋計(jì)算單元由前饋計(jì)算單元的執(zhí)行標(biāo)識(shí)符觸發(fā)，當(dāng)前饋計(jì)算單元的執(zhí)行標(biāo)識(shí)符為1時(shí)，其根據(jù)集氣管最近1/20裝煤周期內(nèi)的壓力均值、壓力設(shè)定值，計(jì)算蝶閥增量；

13、s1.4、前饋監(jiān)控單元將前饋計(jì)算單元輸入到控制系統(tǒng)中，并對(duì)集氣管壓力實(shí)施監(jiān)控；

14、s1.5、前饋評(píng)估單元給出評(píng)定結(jié)果的問(wèn)題標(biāo)簽，用于前饋參數(shù)更新單元；

15、s1.6、前饋參數(shù)更新單元包括對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和前饋的調(diào)整參數(shù)重新計(jì)算。

16、進(jìn)一步的，所述裝煤動(dòng)作信號(hào)包括除塵連接管連接信號(hào)、外導(dǎo)套連接信號(hào)、爐蓋打開(kāi)信號(hào)、內(nèi)導(dǎo)套連接信號(hào)、裝煤開(kāi)始信號(hào)。

17、進(jìn)一步的，所述鼓風(fēng)機(jī)穩(wěn)定生產(chǎn)協(xié)同方法采用鼓風(fēng)機(jī)穩(wěn)定生產(chǎn)協(xié)同系統(tǒng)確定鼓風(fēng)機(jī)前吸力與集氣管變量間的計(jì)算模型，根據(jù)計(jì)算模型估算鼓風(fēng)機(jī)前吸力值并更新計(jì)算模型的參數(shù)，所述鼓風(fēng)機(jī)穩(wěn)定生產(chǎn)協(xié)同系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)變量采集單元、鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值適用性評(píng)估單元、鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值計(jì)算單元、鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值控制單元、鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值監(jiān)控單元，具體過(guò)程包括如下步驟：

18、s4.1、鼓風(fēng)機(jī)變量采集單元采集非裝煤期間集氣管壓力均值、非裝煤期間集氣管翻板開(kāi)度均值、裝煤期間集氣管壓力均值、裝煤期間集氣管翻板開(kāi)度均、集氣管翻板理想值上下限、集氣管壓力設(shè)定值、煤氣發(fā)生量均值、煤氣發(fā)生量上下限值、當(dāng)前鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值和當(dāng)前鼓風(fēng)機(jī)前吸力上下限值；

19、s4.2、鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值適用性評(píng)估單元用于判斷當(dāng)非裝煤期間集氣管翻板開(kāi)度均值處于集氣管翻板理想值上下限之間，且裝煤期間集氣管翻板全開(kāi)時(shí)間小于最大全開(kāi)時(shí)間，則當(dāng)前的鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值滿足集氣管蝶閥調(diào)整集氣管壓力的需要；

20、s4.3、鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值計(jì)算單元根據(jù)步驟s4.2識(shí)別鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值是否滿足集氣管蝶閥調(diào)整集氣管壓力的需要，若不滿足，則對(duì)設(shè)定值進(jìn)行重新計(jì)算；

21、s4.4、鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值控制單元用于對(duì)鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值計(jì)算單元得到的新鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值進(jìn)行限制，降低調(diào)整幅度，避免出現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)前吸力的震蕩；

22、s4.5、鼓風(fēng)機(jī)前吸力設(shè)定值監(jiān)控單元實(shí)時(shí)監(jiān)督鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常時(shí)，提示鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)需要人工干預(yù)。

23、進(jìn)一步的，所述步驟s4.5人工干預(yù)包括如下內(nèi)容：

24、1)若鼓風(fēng)機(jī)一臺(tái)自動(dòng)一臺(tái)手動(dòng)，那么自動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速超過(guò)2650r/min時(shí)，手動(dòng)增加鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速50～100r/min，或減少大循環(huán)管開(kāi)度；

25、2)若鼓風(fēng)機(jī)一臺(tái)自動(dòng)一臺(tái)手動(dòng)，那么自動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速低于2200r/min時(shí)，手動(dòng)減少鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速50～100r/min，或增加大循環(huán)管開(kāi)度；

26、3)若鼓風(fēng)機(jī)兩個(gè)自動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速超過(guò)2600r/min，則減少大循環(huán)管開(kāi)度；

27、4)若鼓風(fēng)機(jī)兩個(gè)自動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速超過(guò)2300r/min，則增加大循環(huán)管開(kāi)度。

28、一種焦?fàn)t集氣系統(tǒng)評(píng)估方法，包括焦?fàn)t集氣系統(tǒng)評(píng)估系統(tǒng)，所述焦?fàn)t集氣系統(tǒng)評(píng)估系統(tǒng)輔助用戶對(duì)集氣系統(tǒng)的工況進(jìn)行監(jiān)督，判斷集氣系統(tǒng)的工況，對(duì)歷史集氣系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行提取，進(jìn)而分析當(dāng)前工況的特點(diǎn)；

29、所述焦?fàn)t集氣系統(tǒng)評(píng)估系統(tǒng)包括評(píng)估變量采集單元、數(shù)據(jù)預(yù)處理單元、特征提取單元、工況評(píng)估單元和特征更新單元，具體過(guò)程包括如下步驟：

30、s1、評(píng)估變量采集單元采集各集氣管的壓力實(shí)時(shí)值、各集氣管的壓力設(shè)定值、各蝶閥閥位反饋值、裝煤操作信號(hào)、裝煤爐號(hào)信息、初冷器前吸力實(shí)時(shí)值、電捕前吸力實(shí)時(shí)值、鼓風(fēng)機(jī)前吸力實(shí)時(shí)值、煤氣發(fā)生量實(shí)時(shí)值；

31、s2、數(shù)據(jù)預(yù)處理單元根據(jù)每爐操作時(shí)間，實(shí)時(shí)計(jì)算每孔裝煤操作的統(tǒng)計(jì)量，檢修期不予考慮；

32、s3、特征提取單元采用數(shù)據(jù)挖掘方法對(duì)集氣管統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行分類，得到每個(gè)簇的統(tǒng)計(jì)特征，并評(píng)估每個(gè)簇內(nèi)集氣管壓力控制的效果；

33、s4、工況評(píng)估單元對(duì)各簇特點(diǎn)的分析與工藝聯(lián)系由人工給出工況特點(diǎn)描述。

34、進(jìn)一步的，所述步驟s2張的統(tǒng)計(jì)量包括各集氣管壓力均值、蝶閥閥位均值、初冷器前吸力均值、電捕前吸力均值、鼓風(fēng)機(jī)前吸力均值、煤氣發(fā)生量均值。

35、進(jìn)一步的，所述步驟s3中統(tǒng)計(jì)特征包括集氣管壓力、蝶閥閥位、初冷器前吸力、電捕前吸力、鼓風(fēng)機(jī)前吸力、煤氣發(fā)生量。

36、進(jìn)一步的，所述步驟s4中包括，實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理單元得到的統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行評(píng)估，把最新的統(tǒng)計(jì)量劃分至與其最近的簇，再在畫面中提示該簇所代表的工況特點(diǎn)描述。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

38、本發(fā)明方法自動(dòng)化程度高，控制效果明顯，穩(wěn)定可靠，能保證了焦?fàn)t集氣管和鼓風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定工作，對(duì)裝煤操作造成的集氣管高壓、鼓風(fēng)機(jī)與集氣管控制耦合震蕩、集氣管本身的快速穩(wěn)定等問(wèn)題，均給出相應(yīng)的解決方案，可使集氣管壓力迅速調(diào)到穩(wěn)定狀態(tài)，確保整個(gè)焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行，同時(shí)，提供針對(duì)集氣系統(tǒng)的評(píng)估方案，輔助用戶判別集氣管控制中的問(wèn)題；通過(guò)合理的集氣系統(tǒng)控制框架，清晰集氣系統(tǒng)各控制方法間的關(guān)系，以及制定適度的集氣系統(tǒng)控制評(píng)估指標(biāo)，輔助操作人員從根本上解決集氣系統(tǒng)整體的壓力控制問(wèn)題，保證集氣管壓力在工藝要求的范圍內(nèi)波動(dòng)。