模糊高炉出铁场烟尘浓度两种节能制约方式

摘要：当代社会正面对着越来越严重的能源危机，在寻找新能源的同时，节能也是非常关键的。工业能耗一直是各国能源消耗的主要部分，2009年，我国工业能耗占全国一次能源消费的71.3%，由此迫切需要改善工业制约技术，降低工业能耗。高炉出铁场除尘系统中，当高炉出铁时，除尘风机按照设计负荷运转，而忽略了烟尘产生量的变化，浪费了许多能量，由此探讨高炉出铁场除尘风机节能制约有重要的作用。除尘风机能耗是高炉出铁场除尘系统的主要耗能部分，本论文主要探讨除尘风机的制约算法，以实现除尘风力跟踪烟尘浓度制约，以而起到节能的效果。目前除尘风机的制约主要依靠人的判断来调节，出铁时一般高速运转，非出铁期间低速运转，自动化程度不高，未能充分利用变频器的调节能力，节能效果一般。为实现除尘风力自动跟踪烟尘浓度制约，本论文提出对某些位置进行烟尘浓度的实时检测。由于出铁场烟尘范围广，有着多个尘源点，论文提出对多点尘源点进行烟尘浓度实时检测，以而得到多组反馈数据。为了科学地选择出合适的反馈数据，本论文以制约的角度建立了三项评价指标，采取改善的熵值法对测点数据进行综合评价，选择评价值最高的一组数据作为反馈数据。考虑到反馈数据的不连续性，以及除尘系统模型的不精确性，采取模糊制约算法，并结合系统特点建立模糊规则。用MATLAB软件进行仿真，比较传统的PID制约和最大值反馈算法，仿真结果表明，本论文所提出的检测策略和制约算法，能够实现除尘风力跟踪烟尘浓度制约，在保证出铁场环境的条件下，大大节省了风机能耗。且模糊制约的动态性能优于传统PID制约，反馈中采取综合评价算法比采取最大值反馈更节能。另外，烟尘产生速度能够在一定程度反映在温度上，在出铁场较为恶劣的环境下，温度检测比浓度检测更具实用性。本论文探讨了基于温度检测的制约算法，在明确系统结构而不清楚系统模型的情况下，提出采取自适应模糊滑模制约算法对除尘风机进行制约。设计了除尘风机的自适应模糊滑模制约器，并进行仿真实验，仿真结果表明，该策略在实现制约目标的同时，能够完成对系统的辨识。关键词：出铁场论文除尘论文综合评价论文模糊制约论文自适应模糊滑模制约论文

摘要3-4

ABSTRACT4-8

1 绪论8-13

1.1 课题背景及探讨作用8-9

1.2 国内外探讨近况9-12

1.2.1 出铁场烟尘治理技术9-10

1.2.2 粉尘浓度检测技术10-11

1.2.3 除尘风机的制约近况11-12

1.3 本论文主要探讨内容12-13

2 除尘系统特性浅析13-30

2.1 出铁场烟尘特点13-15

2.2 除尘系统工艺流程15-16

2.3 除尘系统中的烟尘治理16-22

2.3.1 出铁场一次除尘16-19

2.3.2 出铁场二次除尘19-21

2.3.3 除尘设备21-22

2.4 风机调节22-24

2.5 管道风速模型24-29

2.5.1 风机的基本论述25-26

2.5.2 风速模型26-28

2.5.3 模型参数计算与仿真28-29

2.6 本章小结29-30

3 改善熵值法在烟尘浓度制约中的运用30-47

3.1 烟尘浓度模型与制约对策浅析30-32

3.2 熵值法及其在除尘制约系统中的运用32-36

3.2.1 信息熵的论述32-33

3.2.2 基于熵值法的客观综合评价33-34

3.2.3 功效系数法34

3.2.4 烟尘浓度综合评价34-36

3.3 模糊制约在除尘系统中的运用36-40

3.3.1 模糊制约的基本原理36-37

3.3.2 除尘系统模糊制约器的设计37-40

3.4 仿真浅析40-46

3.4.1 模糊制约与 PID 制约比较仿真40-42

3.4.2 综合评价反馈与最大值反馈比较仿真42-46

3.5 本章小结46-47

4 基于温度检测的自适应模糊滑模制约47-64

4.1 反馈线性化47-48

4.2 滑模制约48-52

4.3 自适应模糊滑模制约52-55

4.3.1 基本的模糊系统52-53

4.3.2 自适应模糊滑模制约器的设计53-55

4.4 仿真探讨55-63

4.4.1 系统浅析及制约器的设计55-56

4.4.2 系统仿真56-63

4.5 本章小结63-64

5 总结与展望64-66

5.1 全文总结64

5.2 进一步的工作展望64-66

致谢66-67