Синтез системы оптимального управления газовым режимом горизонтальных конвертеров

• Автор: Анашкин, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 189 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Горизонтальные конвертеры в цветной металлургии.

1.2 Декомпозиция задачи управления газовым режимом конвертеров

1.3 Анализ существующих способов управления газовым режимом конвертеров.

1.4 Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ

ПАРАМЕТРАМИ КОНВЕРТЕРНОГО АГРЕГАТА

2.1 Математическое описание элементов системы стабилизации разрежения в пылевой камере.

2.1.1 Математическое описание газового тракта, как объекта управления.

2.1.2 Математическое описание электропривода дымососа.
2.2 Синтез системы стабилизации разрежения в пылевой камере.
2.3 Локальные системы стабилизации расхода дутья и управления загрузкой флюса.
Выводы по 2 главе.
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГАЗОУДАЛЕНИЯ ИЗ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО
КОНВЕРТЕРА КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.
3.1 Струкзура статической модели объекта управления.
3.2 Математическое описание процесса разубоживания конвертерных газов
3.3 Математическое описание теплообмена конвертерных газов
3.4 Оценка режима газоудаления
3.5 Методика расчета содержания ЯО, с помощью статической модели
3.6 Проверка адекватности статической модели
3.7 Исследование процесса газоудалення как объекта управления.
3.8 Определение динамических параметров объекта.
Выводы по 3 главе.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГАЗОУДАЛЕННЯ
ИЗ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО КОНВЕРТЕРА.
4.1 Выбор структуры системы управлення среднего уровня
4.2 Разработка методики нечеткой оценки характера газоудалення
4.3 Разработка алгоритмического обеспечения нечеткого регулятора
4.3.1 Блок оценки процесса газоудалення.
4.3.2 Блок формирования управляющего воздействия
4.4 Идентификация параметров нечеткого регулятора.
4.5 Моделирование работы нечеткого регулятора.
4.6 Обобщенная структура системы управлении газовым режимом конвертерного передела
Выводы по 4 главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Указанные обстоятельства делают автоматизацию управления газовым режимом горизонтальных конвертеров и обеспечение оптимальных режимов эвакуации образующихся газов и их подачи на сернокислотное производство приоритетным направлением в совершенствовании конвертерных агрегатов. Остановимся на этом вопросе более подробно. Как известно, конвертерный процесс основан на продувке расплавов кислородосодержащим дутьем с целью окисления и ошлакован и я сульфида железа. Поэтому конвертерные газы, образующиеся в значительных объемах вследствие окисления серы, освобождающейся при продувке сульфидного расплава, являются одним из важнейших продуктов конвертерного процесса, что обуславливает актуальность залами утилизации содержащегося в них диоксида серы. В качестве базового предприятия при проведении исследований выбран ГМК «Печенганикель», входящий в состав Кольской горно-металлургической компании. На данном комбинате существуют мощное конвертерное производство на базе 0-тонных горизонтальных конвертеров и цех производства серной кислоты (СКЦ), перерабатывающий газы конвертерного отделения. Примерный состав технологических газов (то есть газов, образующихся з ванне агрегата в результате взаимодействия воздушной струи с расплавом) при конвертировании медно-никелевых штейнов в горизонтальных конвертерах, по данным ГМК «Печенганикель», следующий, %: БО: ,0 - ,0; N2 ,0 -,0; Н2О 1,0-3,0;О,5-2,0; БОз 0,1-0,5 [7]. Многочисленными замерами, проведенными специалистами комбината и Санкт-Петербургского горного института, показано, что вследствие подсоса воздуха в бочку конвертера через горловину, содержание диоксида серы в конвертерных газах на уровне горловины снижается в 1,5-2 раза и составляет 5,0 - 8,0%. Конвертерные газы удаляются через водоохлаждаемый напыльник под действием разрежения, создаваемого дымососами или дымовой трубой, и следуют по газовому тракту на пылеочистку. Схема газового тракта горизонтального конвертера плавильного цеха ГМК «Печенганикель» представлена на рис. Заметим, что в зависимости от производственных условий и типа конвертера (горизонтальный, вертикальный), конструкция газового тракта может меняться, в ней могут добавляться устройства для охлаждения газов (например, кулера), пылевые камеры могут заменяться циклонами, однако общий порядок следования газов: конвертер - напыльник - газоочистка - дымососы - сернокислотное производство сохраняется. Поэтому многие выводы, приводимые далее, справедливы и для ряда других конвертерных производств. Примципоаплая cw. ЭДМММО тракта /«ужпмтиимм«» климртера I иопылъитс, 2 - пылевая камера, 3 Дымосос, ¦) Сгрекселышй китам; 5 - сборный . Напыльник, применяемый для удаления конвертерных газов, представляет собой подвижный водоохлаждаемый газоход, примыкающий к горловине конвертера, но не соединенный с ней герметично для обеспечения возможности поворота конвертера при загрузке флюса и холодных присадок, заливке штейна, или сливе продуктов процесса. Следствием нестационарности конвертерного агрегата является неплотное примыкание напыльника к горловине конвертера, с зазором от до 0 мм. При этом линейные размеры и конфигурация зазора непрерывно меняются по ходу продувки из-за образования настылей на горловине конвертера и краях напыльника. При прохождении конвертерных газов через напыльник, происходит их двух - трехкратное разбавление подсасываемым через зазор между горловиной агрегата и напыльником воздухом, вследствие чего содержание диоксида серы в газах снижается до 3 - 4 %, но нередко и ниже 3%. Величина подсоса воздуха через зазор напыльник - горловина конвертера определяется разрежением в газовом тракте конвертера и величиной самого зазора. Разрежение в газовом тракте конвертера создается дымососами или тягой дымовой грубы и составляет от 5 до мм. В случае, если разрежения в напыльиике недостаточно для эвакуации всего объема конвертерных газов, возможно запирание газового потока и выбивание его из-под напыльника в цех, со всеми негативными последствиями. При этом, существенное влияние на характер движения газового потока оказывает стабильность разрежения в газовом тракте. Поэтому задача стабилизации разрежения в газоходах конвертерного отделения является одной из приоритетных в комплексе мер по улучшению работы конвертеров.