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

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)操作形成負壓時，空氣就會從爐門、爐蓋等處進入爐體，導(dǎo)致焦炭燃燒、灰分增加、焦炭質(zhì)量下降；當(dāng)爐體內(nèi)的壓力過高時，荒煤氣將會從爐門、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題，但是在對現(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)明認為集氣系統(tǒng)受工況影響嚴重，很難用單一控制方法或控制策略來解決。因此，判斷集氣系統(tǒng)控制的具體問題，并采用具有針對性的解決方案，將是優(yōu)化集氣管壓力控制必須解決的問題之一。

技術(shù)實現(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)整體的壓力控制問題，保證集氣管壓力在工藝要求的范圍內(nèi)波動，保證了焦?fàn)t集氣管和鼓風(fēng)機的穩(wěn)定工作，使集氣管壓力迅速調(diào)到穩(wěn)定狀態(tài)，確保整個焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)的安全運行。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(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前饋控制：用于解決裝煤過程對集氣管壓力的沖擊；

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

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

9、所述單集氣管壓力的擾動前饋控制采用集氣管壓力擾動前饋判別系統(tǒng)對集氣管壓力變化的趨勢進行分析和預(yù)測，所述集氣管壓力擾動前饋判別系統(tǒng)包括前饋變量采集單元、裝煤干擾判別單元、前饋計算單元、前饋監(jiān)控單元、前饋評估單元和前饋參數(shù)更新單元，具體過程包括如下步驟：

10、s1.1、前饋變量采集單元采集各集氣管的壓力實時值、各集氣管的壓力設(shè)定值、各蝶閥的閥位反饋值和裝煤動作信號；

11、s1.2、裝煤干擾判別單元采用對集氣管出現(xiàn)高壓的時間點進行預(yù)測，把前饋計算單元的執(zhí)行標(biāo)識符置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、前饋計算單元由前饋計算單元的執(zhí)行標(biāo)識符觸發(fā)，當(dāng)前饋計算單元的執(zhí)行標(biāo)識符為1時，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，計算蝶閥增量；

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

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

15、s1.6、前饋參數(shù)更新單元包括對標(biāo)準(zhǔn)信號和前饋的調(diào)整參數(shù)重新計算。

16、進一步的，所述裝煤動作信號包括除塵連接管連接信號、外導(dǎo)套連接信號、爐蓋打開信號、內(nèi)導(dǎo)套連接信號、裝煤開始信號。

17、進一步的，所述鼓風(fēng)機穩(wěn)定生產(chǎn)協(xié)同方法采用鼓風(fēng)機穩(wěn)定生產(chǎn)協(xié)同系統(tǒng)確定鼓風(fēng)機前吸力與集氣管變量間的計算模型，根據(jù)計算模型估算鼓風(fēng)機前吸力值并更新計算模型的參數(shù)，所述鼓風(fēng)機穩(wěn)定生產(chǎn)協(xié)同系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機變量采集單元、鼓風(fēng)機前吸力設(shè)定值適用性評估單元、鼓風(fēng)機前吸力設(shè)定值計算單元、鼓風(fēng)機前吸力設(shè)定值控制單元、鼓風(fēng)機前吸力設(shè)定值監(jiān)控單元，具體過程包括如下步驟：

18、s4.1、鼓風(fēng)機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度均值、裝煤期間集氣管壓力均值、裝煤期間集氣管翻板開度均、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)機前吸力設(shè)定值和當(dāng)前鼓風(fēng)機前吸力上下限值；

19、s4.2、鼓風(fēng)機前吸力設(shè)定值適用性評估單元用于判斷當(dāng)非裝煤期間集氣管翻板開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時間小于最大全開時間，則當(dāng)前的鼓風(fēng)機前吸力設(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)機前吸力設(shè)定值計算單元根據(jù)步驟s4.2識別鼓風(fēng)機前吸力設(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，則對設(shè)定值進行重新計算；

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

22、s4.5、鼓風(fēng)機前吸力設(shè)定值監(jiān)控單元實時監(jiān)督鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速，當(dāng)鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常時，提示鼓風(fēng)機調(diào)節(jié)系統(tǒng)需要人工干預(yù)。

23、進一步的，所述步驟s4.5人工干預(yù)包括如下內(nèi)容：

24、1)若鼓風(fēng)機一臺自動一臺手動，那么自動鼓風(fēng)機最高轉(zhuǎn)速超過2650r/min時，手動增加鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速50～100r/min，或減少大循環(huán)管開度；

25、2)若鼓風(fēng)機一臺自動一臺手動，那么自動鼓風(fēng)機最低轉(zhuǎn)速低于2200r/min時，手動減少鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速50～100r/min，或增加大循環(huán)管開度；

26、3)若鼓風(fēng)機兩個自動鼓風(fēng)機最高轉(zhuǎn)速超過2600r/min，則減少大循環(huán)管開度；

27、4)若鼓風(fēng)機兩個自動鼓風(fēng)機最低轉(zhuǎn)速超過2300r/min，則增加大循環(huán)管開度。

28、一種焦?fàn)t集氣系統(tǒng)評估方法，包括焦?fàn)t集氣系統(tǒng)評估系統(tǒng)，所述焦?fàn)t集氣系統(tǒng)評估系統(tǒng)輔助用戶對集氣系統(tǒng)的工況進行監(jiān)督，判斷集氣系統(tǒng)的工況，對歷史集氣系統(tǒng)的特點進行提取，進而分析當(dāng)前工況的特點；

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

30、s1、評估變量采集單元采集各集氣管的壓力實時值、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、裝煤爐號信息、初冷器前吸力實時值、電捕前吸力實時值、鼓風(fēng)機前吸力實時值、煤氣發(fā)生量實時值；

31、s2、數(shù)據(jù)預(yù)處理單元根據(jù)每爐操作時間，實時計算每孔裝煤操作的統(tǒng)計量，檢修期不予考慮；

32、s3、特征提取單元采用數(shù)據(jù)挖掘方法對集氣管統(tǒng)計量進行分類，得到每個簇的統(tǒng)計特征，并評估每個簇內(nèi)集氣管壓力控制的效果；

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

34、進一步的，所述步驟s2張的統(tǒng)計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)機前吸力均值、煤氣發(fā)生量均值。

35、進一步的，所述步驟s3中統(tǒng)計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)機前吸力、煤氣發(fā)生量。

36、進一步的，所述步驟s4中包括，實時對數(shù)據(jù)預(yù)處理單元得到的統(tǒng)計量進行評估，把最新的統(tǒng)計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)機的穩(wěn)定工作，對裝煤操作造成的集氣管高壓、鼓風(fēng)機與集氣管控制耦合震蕩、集氣管本身的快速穩(wěn)定等問題，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)，確保整個焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)的安全運行，同時，提供針對集氣系統(tǒng)的評估方案，輔助用戶判別集氣管控制中的問題；通過合理的集氣系統(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)整體的壓力控制問題，保證集氣管壓力在工藝要求的范圍內(nèi)波動。