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一种钢铁企业转炉煤气优化控制系统

发布时间:2019/11/14  责任编辑:www.itb97.com  点击次数:87

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【申请号】  CN201810000290.8  【申请日】  2018-01-01
 【公开号】  CN108193012B  【公开日】  2019-10-25
 【申请人】  冶金自动化研究设计院  【地址】  100071 北京市丰台区西四环南路72号
 【发明人】  贾天云;徐化岩
 【专利代理机构】  北京华谊知识产权代理有限公司  【代理人】  刘月娥
 【国省代码】  11
 【摘要】  一种钢铁企业转炉煤气优化控制系统,属于流程工业优化控制技术领域。该系统包括:模型仿真模块、优化模型及求解模块、离线指导模块、在线控制模块四个部分。模型仿真模块、优化模型及求解模块、离线指导模块运行在客户端,在线控制模块运行在服务器端。模型仿真模块建立煤气柜、加压机、阀门、管网等设备的数学模型并进行仿真,仿真结果给优化模型及求解;优化模型及求解模块建立加压机的启停及转速模型、阀门开关及开度模型、煤气柜柜容与压力模型、发电机能源消耗模型、管网模型等设备的优化数学模型,优化模型及求解模块的结果需要模型仿真模块的验证;离线指导模块,利用优化模型及求解模块验证通过的优化结果给出设备运行方案。优点在于,解决多转炉煤气柜、多用户、多加压机、不同压力等级的转炉煤气供应问题。
 【主权项】  1.一种钢铁企业转炉煤气优化控制系统,其特征在于,包括:模型仿真模块、优化模型及求解模块、离线指导模块、在线控制模块;模型仿真模块、优化模型及求解模块、离线指导模块运行在客户端,在线控制模块运行在服务器端;模型仿真模块建立煤气柜、加压机、阀门、管网设备的数学模型并进行仿真,仿真结果给优化模型及求解模块;优化模型及求解模块建立加压机的启停及转速模型、阀门开关及开度模型、煤气柜柜容与压力模型、发电机能源消耗模型、管网模型设备的优化数学模型,优化模型及求解模块的结果需要模型仿真模块的验证;离线指导模块,利用优化模型及求解模块验证通过的优化结果给出设备运行方案;在线控制模块包括:数据采集和远程控制,数据采集把采集到的数据发送给模型仿真模块、优化模型及求解模块、离线指导模块,远程控制利用离线指导模块的方案给设备下发控制指令;在线控制模块采集煤气柜、加压机、阀门、发电机设备信息;模型仿真模块、优化模型及求解模块、离线指导模块向在线控制模块请求数据,在线控制模块接收离线指导模块的方案并下发控制指令到煤气柜、加压机、阀门、发电机设备,装在客户端的模块与装在服务器端的模块通过webapi方式通讯;模型仿真模块利用仿真工具建立包括:煤气柜、加压机、阀门、管网设备的数学模型,利用实际数据对数学模型进行验证;利用柜容变化方向增减、柜容变化速度、柜容变化加速度能够预判转炉煤气系统的变化趋势,当变化超出调整限时对加压机的转速进行调整;对转炉煤气管网模型进行水力学计算,计算出用户侧的流量和压力;生产系统不允许进行试验,必须先在仿真模型上对优化控制算法进行验证,仿真模型是与用户进行交互的重要手段;优化模型及求解模块建立设备优化数学模型,设备优化数学模型包括:加压机的启停及转速模型、阀门开关及开度模型、煤气柜柜容与压力模型、发电机能源消耗模型、管网模型;设备优化数学模型的约束包括:管网压力范围、加压机出口压力范围、阀门开度、柜容上下限;目标函数:转炉煤气发电效益-转炉煤气加压耗电成本-维修成本,综合效益最大;采用ILOG优化求解工具进行求解,并与模型仿真模块进行集成,设置数据接口,具备与现场自动化系统对接的条件,此时可以到现场进行方案交流;离线指导模块,经过现场同意,接上自动化信号,对现场人员进行操作指导,验证系统的有效性;最后,在线控制模块,经过离线运行考核后,各项结果满足预期指标后,切换到在线自动优化控制模式;并实时采集煤气柜、加压机、阀门、管网设备信息;转炉煤气优化控制的步骤如下:第一步,模型仿真模块建立包括:煤气柜、加压机、阀门、管网的模型,使用实际数据对仿真模型进行验证;第二步,优化模型及求解模块建立包括:煤气柜柜容与压力模型、加压机的启停及转速模型、阀门开关及开度模型、发电机能源消耗模型、管网模型的优化模型,采用ILOG优化求解工具进行求解;第三步,离线指导模块根据优化结果对现场人员进行操作指导,验证系统的有效性;第四步,在线控制模块实时采集设备数据,对离线运行考核后,满足预期指标后,下发控制指令到煤气柜、加压机、阀门。
 【页数】  8
 【主分类号】  C21C5/40
 【专利分类号】  C21C5/40
 

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