142 北京科技大学学报 2003年第2期 12 3结论 10 混合煤气热值 本文分析了燃气加热炉热工特点，建立了热 值前馈和烟气氧含量反馈相结合的空气燃料比 6 第五回路空气燃料比 寻优模型，并将模糊控制技术用于所建立的空气 烟气中含氧量 燃料比寻优模型，减少了不确定因素对空气燃料 比的影响，合理控制了炉内的含氧量，在线运行 2口 y 结果表明，所建立的空气燃料比寻优模型是正确 0 300600900120015001800 可信的，对保证钢坯的加热质量有着重要的作 加热时间min 图5空气燃料比及烟气中含氧量控制效果示意图 用，单位燃耗下降了4.8%，氧化烧损下降了 Fig.5 Control effect of air and fuel ratio and oxygen con- 14.8%.该系统的成功实施，对国内同类加热炉有 centration of exhaust gas 着重要的借鉴作用. 围内，提高了钢坯的加热质量 参考文献 22氧化烧损比较 1陈勇，陈海耿，杨泽宽.加热炉待轧策略[]工业炉， 由系统投运前一个月的数据和投运后一个 1998,20(4):29. 月的数据的比较（见表5），加热炉的单位燃耗下 2韩丽辉，谢励人，温治，等.均热炉最佳燃烧控制系 降了4.8%，钢坯的氧化烧损降低了14.8%，从而提 统).工业加热，19992)：4 高了钢坯的成材率. 3陈鸿复，冶金炉热工与构造[M.北京：冶金工业出 版社，1990. 表5系统投运前后两个月实测数据结果比较 4 卿济民，张邦元，曹长修，等.模糊控制器在线材活 Table 5 Comparison between data measured for one month 套计算机控制系统中的应用[刀.自动化与仪器仪表， before and after the operation 1996(1):6 测试时间平均燃耗/QMt)平均在炉时间h烧损率% 5杨明贵，张元，赵炎.全自动带锯床智能模糊控制系 投运前一月 1229 2.39 0.61 统).哈尔滨理工大学学报，1998,3(2)：9 投运后一月 1170 6窦振中.模糊逻辑控制技术及其应用M.北京：北 2.40 0.52 京航空航天大学出版社，1995. Application of Feedforward and Feedback Optimization Technique for Air/Fuel Ratio to Heating Furnace ZHU Hongxiang",WEN Zhi,XU Hai,TAO Shuming" 1)Mechanical Engineering School,University of Sinece and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Baoshan Iron and Steel Ltd,Shanghai 201900,China ABSTRACT Thermal characteristics of the heating furnace using gas as fuel were discussed.Combining the tech- nique of fuzzy control with calorific value feedforward and oxygen concentration feedback,an optimization model for air/fuel ratio was developed and utilized in practice to keep it reasonable.It is proved that the model can effec- tively control the oxygen concentration of exhaust gas,enhance the quality of product and decrease the fuel con- sumption. KEY WORDS heating furnace:air/fuel ratio;feed forward;feedback;fuzzy control. 142 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 03 年 第 2 期 l 2 l 0 、 叭州 \ ’ 气 混 合煤 气热 值 第五 回路 空气燃 料 比 { 烟气 中含 氧 量 石UR4 芝ū乙一ǎ从芝à己 ,喊三 Z t - - 二二工二 二- - J 一 -一二二二` 石` 一 - 乙 二二止勿已巴 止 - 一 1 0 30 0 6 0 0 90 0 12 0 0 1 5 00 1 80 0 加 热时 间 m/ in 图 5 空 气燃 料 比及烟 气 中含氟 量控 制效 果示 意 图 F ig · 5 C o n t or l e fe e t o f a i r a n d fu e l ar it o a n d o xy g e n e o n - e e n t r a iot n o f e x h a u s t g a s 围 内 , 提 高 了钢 坯 的 加热 质量 . .2 2 氧化 烧损 比较 由系 统 投 运 前 一 个 月 的 数据 和 投 运 后 一 个 月的 数据 的 比较 ( 见 表 5) , 加热 炉 的单 位 燃 耗下 降了 .4 8% , 钢 坯 的氧化烧 损 降低 了 14 . 8% , 从 而提 高 了钢坯 的成 材 率 . 表 5 系统投 运前 后 两个 月实测 数据 结 果 比较 aT b k 5 C o m P a isr o n b e wt e e n d a t a m e a s u 代d fo r o n e m o n t h b e fo er a n d a ft e r t h e o P e r a tot n 测 试时 间 平 均燃 耗汉M J · t 一 ’ ) 平均 在炉 时 间小 烧 损 率% 投 运前 一 月 1 2 2 9 2 . 3 9 0 . 6 1 投 运后 一 月 1 17 0 2 . 4 0 0 . 52 3 结 论 本 文分 析 了燃 气 加热 炉 热工 特 点 , 建 立 了热 值 前馈 和 烟 气氧 含 量 反 馈 相 结 合 的 空气 燃 料 比 寻优 模型 , 并 将模糊控 制 技术 用 于所建 立 的空 气 燃 料 比 寻优 模 型 , 减 少 了不确 定 囱素对 空气 燃 料 比 的影 响 , 合 理控 制 了炉 内的 含氧 量 . 在 线运 行 结果 表 明 , 所 建立 的 空气燃 料 比寻 优模 型 是正确 可 信 的 , 对保 证 钢 坯 的 加 热质 量 有着 重 要 的 作 用 , 单 位 燃耗 下 降 了 .4 8% , 氧 化 烧 损 下 降 了 1.4 8% . 该系 统 的成 功实 施 , 对 国 内同类 加热 炉 有 着 重 要 的借 鉴作 用 . 参 考 文 献 1 陈 勇 , 陈海 耿 , 杨 泽宽 . 加热 炉待轧策 略 [J] . 工业炉 , 1 9 9 8 , 2 0 ( 4 ) : 29 . 2 韩丽 辉 , 谢 励人 , 温治 , 等 . 均热 炉最 佳燃 烧控 制 系 统 [J . 工业 加热 , l 9 9( 2) : 4 3 陈鸿 复 . 冶 金炉 热 工与构 造 [M ] . 北 京 : 冶金 工业 出 版社 , 1 99 0 . 4 卿济 民 , 张邦元 , 曹 长修 , 等 . 模 糊控 制 器在 线材 活 套计算机 控制 系统 中的应用 [J] . 自动化 与仪器 仪表 , 19 9 6 ( l ) : 6 5 杨 明贵 , 张元 , 赵 炎 . 全 自动 带锯 床 智能模糊控 制 系 统 [J ] . 哈尔滨 理 工大 学学 报 , 19 9 8 , 3( 2 ) : 9 6 窦振 中 . 模 糊逻 辑控 制技 术及 其应 用 [Mj . 北京 : 北 京航 空航天 大 学 出版社 , 19 95 . AP P li e at i o n o f F e e d fo wr ar d an d F e e db a c k O P t im i z at i o n eT c hn iqu e fo r A i亦 u e l R a t i o t o H e at i n g F um a e e Z H U oH n g 戈 ia 衅 , 矽万厅 hZ ’i) , 曰 YU aH il) , AT O hS u m i n了 { l ) M e e h an i e al E n g ine e r l n g S e h o o l , nU i v ers ity o f s in e c e an d 介 c h n o l o gy B e ij i n g , B e ij in g 10 0 0 8 3 , C h in a 2 ) B ao s h an l r o n an d S et e l L td , S h an gh a i 2 0 1 90 0 , C h in a A B S T R A C T hT e mr a l c h ar a c t e ir st i c s o f ht e he at ing fu m a e e u s ing g as as fue l w er d i s e u s s e d . C o m b lin ng het t e c h - in q u e of fu 石守 co n t r o l iw ht ca l ior ifc v a l u e fe ed fo wr a r d a n d o xy g en c on ce ntr iat on fe e db ac k , an o Pt加i atZ ion m o de l fo r ia r/ fu e l r iat o was d e v e l o P e d a n d iut li ez d in P acr t i e e t o ke eP it er a s o n ab l e . tI 1 5 P voer d ht at het m o d e l e an e fe e - ti v e ly e o n tr o l ht e o 材g e n e ocn e ntr iat o n o f e hx a u s t g as , e n h an c e ht e q砰a liyt o f P r o du c t an d d e er as e ht e fu e l e o n - s um tP i o n . K E Y WO R D S h e at ign fu m a c e ; a ir/ fu e l art i o ; fe e d fo , 吸 r d ; fe e d b a ck ; 加发 y c o n t r o l