高炉软水密闭循环系统的预估补水控制方法
【专利摘要】本发明提供高炉软水密闭循环系统的预估补水控制方法，预估从补水调节阀的动作开始到软水补给到膨胀罐整个过程为止的时滞值，建立高炉软水密闭循环系统的补水模型；建立补水调节阀补水流量的控制模式；分别在线采集kτ时刻和(k+1)τ时刻的膨胀罐液位高度和，使用迭代更新公式来实时更新下一个控制节点的补水调节阀补水流量，完成高炉软水密闭循环系统的补水控制；直到膨胀罐水位恢复到正常水位。本发明通过预估出控制输入时滞大小,进而有效克服控制输入时滞对高炉软水密闭循环系统所带来的不利影响，最终使补水量和泄漏量迅速达到平衡，维持好膨胀罐液位的正常状态，保证高炉正常生产，使之生产出高质量的铁水产品，提高当前高炉炼铁生产自动化水平。
【专利说明】高炉软水密闭循环系统的预估补水控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高炉炼铁领域，尤其涉及一种高炉软水密闭循环系统的预估补水控制 方法。
【背景技术】
[0002] 钢铁冶金工业中，高炉炼铁工艺过程占钢铁企业总能耗的70%以上，是钢铁企业 的耗能大户且其能源利用效率低，因此该环节的节能减排潜力巨大。众所周知，高炉的平稳 顺行是高炉炼铁生产过程中的关键环节。在冶炼过程中高炉软水密闭循环系统的补水控制 对于高炉生产的平稳运行至关重要。通常情况下补水分为2种情况：1)当造成膨胀罐液位 下降原因不是连续漏水时，高炉软水密闭循环系统的补水量是一个静态量且其值较小，补 水调节阀打开成小开度且补水调节器在初期作了限幅处理，膨胀罐液位会迅速上升至正常 水位；2)当造成膨胀罐液位下降原因是连续漏水时，此时补水量较大且具有持续性，即使 补水调节阀打开成小开度，膨胀罐液位并不一定上升，延时一段时间后，检测到的膨胀罐液 位仍可能未恢复到正常液位，此时需要解除调节器的限幅后投入到高炉软水密闭循环系统 的补水自动控制，最终使补水量和泄漏量达到平衡，维持好膨胀罐液位的正常状态。
[0003] 从控制技术角度上讲，高炉软水密闭循环系统的补水属于一个具有控制输入时滞 的被控系统，从补水调节阀的动作开始到软水补给到膨胀罐整个过程不可避免的需要一段 反应时间。由于存在控制输入时滞，传统的控制算法并不能很好的完成补水任务，无法补水 量和泄漏量达到平衡而使得膨胀罐液位常常处于不正常状态，更有甚者会影响到高炉正常 生产。因此，深入剖析高炉软水密闭循环系统的补水机理，研发出有效补偿控制输入时滞的 补水控制方法，最终使补水量和泄漏量达到平衡，维持好膨胀罐液位的正常状态，保证高炉 正常生产，是一个的富有前景和应用价值的研究方向。
[0004] 综上所述，研发适应高炉炼铁生产复杂工况调节下的高炉软水密闭循环系统的补 水控制方法，有效克服控制输入时滞所带来的不利影响，最终使补水量和泄漏量达到平衡， 维持好膨胀罐液位的正常状态，保证高炉正常生产，从而生产出高质量的铁水产品，是进一 步提高当前高炉炼铁生产自动化水平的一个亟待解决关键技术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是：提供一种高炉软水密闭循环系统的预估补水控制方 法，精确预估出控制输入时滞大小，进而有效克服控制输入时滞对高炉软水密闭循环系统 所带来的不利影响，最终使补水量和泄漏量迅速达到平衡，维持好膨胀罐液位的正常状态， 保证高炉正常生产，使之生产出高质量的铁水产品，提高当前高炉炼铁生产自动化水平。
[0006] 本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种高炉软水密闭循环系统的 预估补水控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：
[0007] S1、预估从补水调节阀的动作开始到软水补给到膨胀罐整个过程为止的时滞值 τ :
[0008]
【权利要求】
1. 一种高炉软水密闭循环系统的预估补水控制方法，其特征在于：它包括以下步骤： 51、 预估从补水调节阀的动作开始到软水补给到膨胀罐整个过程为止的时滞值T:
其中，L为补水调节阀到膨胀罐之间的管道距离；v为补水调节阀开启后软水的实时流 速； 52、 建立高炉软水密闭循环系统的补水模型：
这里，h(t)为t时刻的膨胀罐液位高度；ht_T为t-t时刻的膨胀罐液位高度；V2(r)为r时刻的膨胀罐连续漏水流量，为未知量A(r- 〇为r-t时刻的补水调节阀补水流量；S 为膨胀罐的横截面积； 53、 建立补水调节阀补水流量的如下控制模式： V: (t) =Vi(kT),kT^t^ (k+1)T,k= 0, 1, 2, --?； ' (t)为t时刻的补水调节阀补水流量A(kt)为kt时刻的补水调节阀补水流量； 54、 分别在线采集kT时刻和（k+1)T时刻的膨胀罐液位高度h(kT)和h((k+l)T)， 使用如下迭代更新公式来实时更新下一个控制节点的补水调节阀补水流量，完成高炉软水 密闭循环系统的补水控制：
直到膨胀罐水位恢复到正常水位，这里，f为补水补偿系数，取值范围为1.0?1. 1。
2. 根据权利要求1所述的高炉软水密闭循环系统的预估补水控制方法，其特征在于： 若补水过程中出现膨胀罐水位超过正常水位上限值，则顺控自动开启排放阀，使得水位下 降到正常水位后关闭排放阀。
【文档编号】C21B7/00GK104404184SQ201410687618
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】赵昊裔 申请人:中冶南方工程技术有限公司