[发明专利]一种基于预测控制的蓄热式冶金熔炼炉安全节能方法

权利要求书

1.一种基于预测控制的蓄热式冶金熔炼炉安全节能方法，其特征在于包括以下步骤：

分别通过预测控制器对炉膛温度、燃烧效率和炉膛安全进行控制，实现冶金熔炼炉的安全节能控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于预测控制的蓄热式冶金熔炼炉安全节能方法，其特征在于通过预测控制器对炉膛温度进行控制包括以下步骤：

预先根据输入参数和输出参数得到熔炼炉装置炉膛温度调节控制器模型；

将炉膛温度、铝液温度、切片温度作为预测控制器的输入、燃气阀开度作为预测控制器的输出，建立炉膛温度调节预测控制器；

通过炉膛温度预测控制器控制燃气阀开度，实现炉膛温度控制。

3.根据权利要求2所述的一种基于预测控制的蓄热式冶金熔炼炉安全节能方法，其特征在于所述预先根据输入参数和输出参数得到熔炼炉装置炉膛温度调节控制器模型具体为：

根据燃气阀开度的输入数据、炉膛温度的输出数据得到燃气阀开度与炉膛温度之间的模型；

根据燃气阀开度的输入数据、铝液温度的输出数据得到燃气阀开度与铝液温度的模型；

根据燃气阀开度的输入数据、切片温度的输出数据得到燃气阀开度与切片温度的模型；

上述三个模型构成熔炼炉装置炉膛温度调节控制器模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于预测控制的蓄热式冶金熔炼炉安全节能方法，其特征在于通过预测控制器对炉膛温度进行调节包括以下步骤：

a.通过调节燃气阀开度使炉膛温度达到1000～1050摄氏度对铝片进行加热；

b.当铝液预测温度达到700-750摄氏度时，提前减少燃气阀开度，利用炉膛余热将铝液加热至工艺温度755-765摄氏度，达到铝液生产的工艺要求，防止铝液过烧；

c.当切片温度高于上限时，自动触发控制器降低燃气阀开度值。

5.根据权利要求1所述的一种基于预测控制的蓄热式冶金熔炼炉安全节能方法，其特征在于通过预测控制器对燃烧效率进行控制包括以下步骤：

预先根据输入参数和输出参数得到熔炼炉装置燃烧效率调节控制器模型；

将空燃比、烟气氧含量、排烟温度作为预测控制器的输入，助燃风开度与引风机转速作为预测控制器的输出，建立燃烧效率预测控制器；

通过燃烧效率预测控制器控制助燃风开度与引风机转速，实现燃烧效率控制。

6.根据权利要求5所述的一种基于预测控制的蓄热式冶金熔炼炉安全节能方法，其特征在于所述预先根据输入参数和输出参数得到熔炼炉装置燃烧效率调节控制器模型具体为：

根据助燃风开度的输入数据、烟气氧含量的输出数据得到助燃风开度与烟气氧含量之间的模型；

根据助燃风开度的输入数据、空燃比的输出数据得到助燃风开度与空燃比之间的模型；

根据引风机转速的输入数据、排烟温度的输出数据得到引风机转速与排烟温度之间的模型；

上述三个模型构成熔炼炉装置燃烧效率调节控制器模型。

7.根据权利要求5所述的一种基于预测控制的蓄热式冶金熔炼炉安全节能方法，其特征在于通过预测控制器对炉膛温度进行调节包括以下步骤：

a.炉膛升温时，燃料阀开大，燃料流量增加至设定的空燃比目标，控制器将同步调节助燃风开度保证空气与燃气的配比设定值；

b.当空燃比达到设定范围之内时，控制器调节助燃风开度，降低烟气氧含量，用于提高燃烧效率；

c.通过调节引风开度将排烟温度控制在设定范围内。

8.根据权利要求1所述的一种基于预测控制的蓄热式冶金熔炼炉安全节能方法，其特征在于通过预测控制器对炉膛安全进行控制包括以下步骤：

预先根据输入参数和输出参数得到熔炼炉装置安全调节控制器模型；

将炉膛压力作为预测控制器的输入，引风机转速作为预测控制器的输出，建立炉膛安全调节预测控制器；

将助燃风流量作为前馈扰动变量，通过炉膛安全调节预测控制器控制引风机转速，实现炉膛安全控制。