高炉出铁场除尘智能控制方案研究

论文摘要

在钢铁厂的转炉、平炉、高炉等车间,烟气污染都十分严重,尤其是高炉出铁场,在出铁期间所散发的烟尘是钢铁厂对大气主要污染源之一。随着高炉强化冶炼和大型化,如果不采取有效的烟尘捕集及净化措施,那么,所带来的环境污染将会日益严重。为降低工人的劳动强度,保护工人身体的健康,以及随着环境保护排放标准的日益严格,迫切需要对高炉出铁场的烟尘进行治理。本论文首先介绍了国内外出铁场烟尘治理的发展概况,分析了出铁场除尘存在的问题,针对出铁场除尘工艺,分析了出铁场烟尘特点以及各种除尘设备的工作特性。其次,针对目前出铁场除尘中存在的24小时全压全速运行以及除尘管道阀门不能自动“开”、“闭”问题,提出出铁场环境烟尘智能控制方案,方案提出对尘源点烟尘浓度进行检测,使得系统在出铁期间根据烟尘浓度大小进行调速控制,非出铁期间自动低速运行;根据工艺需要,自动判断阀门“开”,“闭”,对除尘管道阀门各蝶阀实行远程自动开闭控制;提出了基于T-S模型的烟尘浓度检测综合的方案,建立了模糊规则以及环境烟尘浓度检测综合模型,根据检测得到的铁口上悬罩浓度、铁水罐罩浓度、下渣罐罩浓度、上渣罐罩浓度和屋顶除尘罩浓度综合得到环境烟尘浓度反馈量。然后文章分析了环境烟尘智能综合控制器的结构及影响控制信号的因素,设计了环境烟尘智能控制编程思想,分析了开口机、电动泥泡状态、除尘罩阀门开闭状态、环境烟尘浓度反馈量、除尘器入口烟尘温度和除尘器阻力对控制信号决策的影响,综合得到控制信号Uc,最后分析了高炉出铁场环境烟尘控制系统的节能效果。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 国外部分大型高炉出铁场烟尘治理概况
• 1.2.1 日本的治理简况
• 1.2.2 美国的治理简况
• 1.2.3 德国的治理简况
• 1.2.4 英国的治理情况
• 1.2.5 法国的治理情况
• 1.3 我国高炉出铁场除尘技术的发展
• 1.3.1 宝钢1#高炉出铁场的烟尘治理
• 1.3.2 首钢高炉出铁场烟尘治理
• 1.4 我国高炉出铁场除尘系统目前仍存在的一些问题与不足
• 1.5 论文的研究内容
• 2 出铁场除尘工艺及其特点分析
• 2.1 烟尘特点及其参数
• 2.1.1 烟尘特点
• 2.1.2 污染物参数
• 2.2 上悬式伞形除尘罩
• 2.3 除尘系统工艺流程
• 2.4 出铁场除尘系统划分
• 2.4.1 系统划分
• 2.4.2 处理好一次、二次除尘的关系
• 2.5 出铁场一次除尘
• 2.5.1 加强沟槽、设备密闭罩盖
• 2.5.2 出铁口烟尘捕集罩
• 2.5.3 固定铁水/渣罐的除尘罩
• 2.5.4 铁沟、渣沟、撇渣器捕集罩
• 2.6 出铁场二次除尘
• 2.6.1 垂幕
• 2.6.2 屋顶除尘罩捕集装置
• 2.6.3 屋顶直接电除尘装置
• 2.7 除尘设备
• 2.8 本章小结
• 3 出铁场除尘控制系统方案设计
• 3.1 出铁场除尘控制系统方案设计
• 3.2 烟尘浓度检测
• 3.3 基于T-S 模型的烟尘浓度检测综合
• 3.3.1 基于 T-S 模型的烟尘浓度综合系统的结构
• 3.3.2 输入变量及其模糊化
• 3.3.3 建立模糊规则
• 3.3.4 推理机制
• 3.3.5 环境烟尘浓度输出
• 3.3.6 环境烟尘浓度综合模型
• 3.4 本章小结
• 4 出铁场环境烟尘模糊综合控制设计
• 4.1 出铁场环境烟尘模糊综合控制器结构
• 4.2 出铁场环境烟尘模糊综合控制编程思想
• 4.2.1 高低速运行控制量决策
• 4.2.2 调速运行控制量区域划分
• 4.2.3 环境烟尘模糊控制量决策
• 4.2.4 除尘器入口烟尘温度对控制信号修正量的确定
• 4.2.5 除尘器阻力对控制信号修正量的确定
• 4.3 高炉出铁场环境烟尘模糊控制仿真
• 4.3.1 高炉出铁场环境烟尘模糊控制仿真模型的建立
• 4.3.2 仿真及节能效果分析
• 4.4 本章小结
• 5 结论和展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 后续研究工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读学位期间发表的论文