Парсункин Б.Н., Андреев С.М., Сухоносова Т.Г. Адаптивное поисково-динамическое управление подачей природного газа в дутье доменной печи

скачать PDF

Аннотация

Производительность современной доменной печи составляет 3–4 тыс. т/сут, поэтому поддержание ровного хода доменной печи, обеспечивающего максимальную производительность, является основной задачей технологического персонала. Много-численные факторы, действующие на процесс выплавки чугуна, нарушают ход процесса и требуют формирование компенси-рующих управляющих воздействий. Воздействия на ход доменного процесса возможны как изменением подачи материалов (воздействия «сверху»), так и изменением дутьевого режима (воздействия «снизу»). Воздействия через изменения дутьевого режима, по сравнению с воздействиями при изменении подачи шихты, позволяют оперативно компенсировать нарушения хода доменного процесса. Одним из главных параметров при управлении дутьевым режимом плавки является подача природного газа (ПГ) и кислорода (К) в фурменную зону печи. В зависимости от действий внешних факторов максимальная производительность доменной печи достигается при разном соотношении ПГ/К. В работе, используя метод экстремального регулирования, разработана система поискового динамического управления подачей природного газа, в которой в автоматическом режиме производится оценка изменения текущей производительности доменной печи и формируется управляющее воздействие на кор-рекцию соотношения ПГ/К в направлении максимизации текущей производительности доменной печи. Учитывая большую инерционность и запаздывание процесса производства чугуна, предложен способ шагового изменения управляющего воздействия с учетом динамики процесса. В работе приведена реализация поискового алгоритма и выполнено математическое моделирование работы системы поисково-динамического управления. Использование предложенного алгоритма позволит повысить оперативность управления подачей природного газа в доменную печь.

Ключевые слова

доменная печь, производство чугуна, поисково-динамическое управление, адаптивное управление, автоматическое управление, система автоматической оптимизации управления, оптимальное управление.

 

Парсункин Борис Николаевич – д-р техн. наук, профессор, кафедра автоматизированных систем управления, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0003-1822-2632

Андреев Сергей Михайлович – д-р техн. наук, доцент, заведующий кафедрой, кафедра автоматизированных систем управления, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0003-0735-6723

Сухоносова Татьяна Геннадьевна – старший преподаватель, кафедра автоматизированных систем управления, Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, Магнитогорск, Россия, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., https://orcid.org/0000-0002-1024-1612

  1. Цифровизация производства чугуна: состояние, научные проблемы и перспективы развития / Н.А. Спирин, В.В. Лавров, В.Ю. Рыболовлев, Шнайдер Д.А., Красно-баев А.В., Гурин И.А. // Моделирование и наукоемкие информационные технологии в технических и социально-экономических системах: труды V Международной научно-практической конференции, Новокузнецк, 14 апреля 2021 года. Новокузнецк: Сибирский государственный индустриальный университет, 2021. С. 23-31.
  2. Система поддержки принятия решений по управлению тепловым состоянием доменной плавки / Ю.С. Семенов, А.Л. Подкорытов, Е.И. Шумельчик, В.В. Горупаха, И.Ю. Семион, А.Ю. Оробцев // Сталь. 2021. № 4. С. 7-11.
  3. Донсков Е.Г., Лялюк В.П., Донсков А.Д. Некоторые аспекты состояния и перспектив технологии доменной плавки на примере печей «Криворожстали» // Металлург. 2014. № 4. С. 41-57.
  4. Новый уровень управления доменной плавкой в разработках ИЧМ / И.Г. Муравьева, Д.Н. Тогобицкая, А.С. Нестеров, Н.Г. Иванча // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической ин-формации. 2019. Т. 75. № 11. С. 1231-1237. doi: 10.32339/0135-5910-2019-11-1231-1236.
  5. Семенов Ю.С. Разработка и реализация новых подходов к диагностике и управлению доменной плавкой // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2020. Т. 76. № 2. С. 123-132. doi: 10.32339/0135-5910-2020-2-123-131.
  6. Совершенствование хода доменного процесса повышением расхода природного газа по газодинамике в верхней ступени теплообмена / С.К. Сибагатуллин, А.С. Харченко, В.А. Бегинюк, В.Н. Селиванов, В.П. Чернов // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2017. Т. 15. № 1. С. 37-44. doi:10.18503/1995-2732-2017-15-1-37-44.
  7. Стабилизация соотношения расходов природного газа и дутья по фурмам доменной печи / С.К. Сибагатуллин, А.С. Харченко, А.А. Полинов, А.В. Павлов, М.А. Семенюк, В.А. Бегинюк // Теория и технология металлургического производства. 2014. № 1(14). C. 26-26.
  8. Интенсификация работы доменных печей путем оптимального соотношения расходов природного газа и ки-слорода / В.А. Гостенин, С.Н. Пишнограев, А.А. Поли-нов, В.П. Гридасов // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2011. №6(1338). С. 16-23.
  9. Парсункин Б.Н., Андреев С.М. Ахметов У.Б. Оптимизация управления технологическими процессами в металлургии: монография. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2009. 198 с.
  10. Повышение производительности доменной печи при оп-тимизации автоматического управления подачей природ-ного газа и технического кислорода в дутье / Б.Н. Парсункин, Б.К. Сеничкин, С.М. Андреев, М.Ю. Рябчиков // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2011. №4. С. 69-73.
  11. Повышение эффективности доменной плавки с вдуванием природного газа за счет его подогрева / С.А. Фещенко, В.И. Плешков, Б.Н. Лизунов, А.А. Лапшин, К.Н. Совейко, В.Н. Логинов, Л.Е. Васильев // Металлург. 2007. № 11. С. 44-48.
  12. Парсункин Б.Н., Андреев С.М., Сухоносова Т.Г. Авто-матизация и оптимизация управления процессом вы-плавки чугуна в доменных печах: учеб. пособие. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2018. 215 с.
  13. Сеничкин Б.К., Бахчеев Н.Ф., Гостенин В.А. Энергетическая эффективность вдуваний в доменную печь при-родного и коксового газов // Проблемы развития метал-лургии Урала на рубеже XXI века: Всерос. сб. науч. тр. Магнитогорск: МГМА, 1996. Т 2. 198 с. 
  14. Казакевич В.В., Родов А.Б. Системы автоматической оптимизации. М.: Энергия, 1977. 288 с.
  15. Казакевич В.В., Щербина Ю.В. О построении непрерыв-но-дискретных систем экстремального регулирования, устойчивых при действии низкочастотных возмущений // Автоматика и телемеханика. 1979. № 2. С. 59-64.
  16. Фрер Ф., Ортенбургер Ф. Введение в электронную тех-нику регулирования. М.: Энергия, 1973. 190 с.
  17. Андреев С.М., Парсункин Б.Н. Оптимизация режимов управления нагревом заготовок в печах проходного типа: монография. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2013. 376 с.
  18. Парсункин Б.Н., Логунова О.С. Автоматизация и оптимизация управления производством шихтовых компонентов в металлургии: монография. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2020. 199 с.

Парсункин Б.Н., Андреев С.М., Сухоносова Т.Г. Адап-тивное поисково-динамическое управление подачей природного газа в дутье доменной печи // Электротех-нические системы и комплексы. 2022. № 2(55). С. 40-46. https://doi.org/10.18503/2311-8318-2022-2(55)-40-46

Подробности
Просмотров: 387