【doc】燃气加热炉空气过剩系数的在线诊断与调节

【doc】燃气加热炉空气过剩系数的在线诊断与调节 燃气加热炉空气过剩系数的在线诊断与调 节 李雎玉 包头钢铁学院自动花写矸算而工程系,包头014010 关键调空气过剩幂数I模糊诊断;统计检验 中圈法分类号TK122:TP274 摘要讨论了掳l气加热)乒空气过剩弄}数的模糊诊断 并 合诊断与调节的思想和实现手段 Diagnosisonlineandregulatingofairexcess coefficientofgasheatingfurnace LiShengyu DepartmentofAutomationandComputerEngineeringtUISTBaotou,Baotou01401O.Chin a Keywordsexcessaircoefficient{fuzzydiagnosis;stastisticaltest AbstractInthipaper,thecomplexmethodandrealizationarediscussedtthatareusedtOtesting andregu]atingexcessar coetficientingasheater,withfuzzydiagnosisandstastistica[test. 引言 燃气加热炉在生产过程中必须将空燃比控制合 适,使空气过剩系数维持在合理范围内,以保证合理 燃烧,满足工艺要求,降低能耗,减轻环境污染.使空 气过剩系数偏离合理范围的主要扰动是燃气热值偏 离而没有及时调节空燃比所致.在燃气热值波动较 大的条件下,及时掌握空气过剩系数的情况和及时 调节空燃比是非常重要的.燃气热值偏离是其成分 改变的表现,它使单位体积燃气充分燃烧时放出的 热量改变,空气需要量也随之改变. 常用的空气过剩系数的检测与控制手段有根据 燃烧产物的残氧量进行反馈控制和依热值仪测量结 果实行前馈控制两种.由于这两种方法的检测仪表 的寿命,可靠性,价格的关系,限制了它们的广泛应 用.根据燃气成分 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 的前馈控制,其控制及时,但 是,由于在线分析发展尚不成熟,尚不能满足需要. 由于上述原因,仍然有相当数量的燃气加热炉采用 靠经验的人工调整空燃比,这样,生产的稳定性,降 耗和产品质量都受到影响. 本文提出燃气加热炉空气过剩系数的在线模糊 199712—30收到 作者:男,5O岁讲师 诊断和统计检验与试探结合的综合检验方法,并在 此基础上实现空燃比的自校正. 1燃气加热炉空气过剩系数的在线诊 断的依据 1.1模糊诊断 当燃气热值改变(即其成分改变)较大时,空燃 比不改变则使空气过剩系数偏离合理范围,必将出 现相应的"症状","症状"的显着程度与?,n的大 小有关,但症状"有时也会被某些因素部分甚至全 部掩盖.因此,需要从各有关角度去"诊断". "症状"反映热值偏离的真度,即 G—W.(J).+W2(m)+…,一1??1. (】) 式中,.表征该"症状对诊断的重要度加权系觏 0?W,?1~gt(ij)为i条件下,.症状"对应热值偏 离程度的真度,一1<()<1;()为条件 下,"症状"对应热值偏离程度的真度.一l< ()<1;G>0为空气量大的可信度;G<0为空 气量小的可信度. 26包头钢铁学院1998年3月第17卷第l期 可信度越高,即症状"越显着,空燃比的调整 力度可以越大.因此可以按可信度G调整,即空燃 比的修正系数为 C一,(G).(2) "症状"显着程度有时会被某些因素掩盖,如产 量的改变,原空燃比小等.此时会由于"误诊"引起 系统的误动作,因此诊断系统必须具有避免"误诊" 的能力或自纠正的能力. 1.2统计检验 加热炉在工作点附近炉温一燃气流量的动态特 性可近似由下式表达: Td0/dt+0一ku0一r)+Q(3) 燃气热值渡动可以分为确定性扰动及随机性扰 动两类.确定性扰动将作为内扰影响K.随机性扰 动归于干扰,,它的统计平均值趋于零的特点,是热 值统计检验的基本依据,即通过平均值检验可以将 确定性扰动突出出来. 确定性扰动主要包括产量,燃气热值的时间较 长和幅值较大的扰动. 在自动控制条件下,指标I一(Td0/dt+O)/u0 一 r)的波动不应超出某范围,即事件?J?J的概 率为 P(?J?J)一,(4) 式中,?I—I—I,I为由了1一P,Q—P模型计算 的约定指标. 在置信度n下事件?J?L为小概率事件.一 旦进入该区间(拒绝域)则可以认为扰动是非随机 扰动,有理由认为存在确定性扰动.通过平均值检 验,使确定性扰动突出. 由于需要确定确定性扰动的方向,因此要进行 双向检验. 1.2.1产量扰动影响的排除 由钢坯在炉内运动及停留时间的检测确定加热 炉的产量. 根据了1一P模型,Q—P模型给出在产量P下 的约定指标』, 1.2.2检验步骤. (1)将过去2m个指标按时间顺序分为两组, 计算各组方差S,S. (2)检验统计量F: F—S1/s2.(5) 若F>1则F一F,若F<1则F一1/F. 若F'>F…则可以认定两组问存在显着差 异,其方向取决于F是否大于1. (3)J=?I.,其中,为组指标的平均 值,一1,2. 进行平均值检验时,如采用极差法检验其统计 量,则 M=l?一?Jpl/(R一R2),(6) 式中,Rt,Rz分别为两组的极差.若M大于拒绝域 的临界值M则平均值之间有显着差异. 根据其显着程度决定空燃比修改的力度. 热值统计检验过程如图1所示.- 开始 l塾塑.竺璺I 计算j2 1- 平均值检验 回 囝1统计投验流程囝 Fig.1Theflowsheetofeolort~|~test 1.3综合检验 上述两种方法是从不同的角度来检验热值的状 态,综合检验有利于检验可信度的提高. C=?,A, 式中,q为加权系数,q?1,且嘶一1;A为不同 检验方法的检验结果,其符号的正负反映偏离的方 向. 在综合分析中,会有如下不同情况: (1)两者检验结论显着性相当且方向一致,此时 可以直接根据此检验的结果修改空燃比. (2)两者检验结论不一致,显着性有明显差异, 以显着性高的检验结果为空燃比修正的依据. (3)两者检验结论不一致,显着性相当,按空燃 比合适处理,有待于进一步的检验. 2检验的实施 笔者在步进式连续加热炉中,利用N一90,通过 李胜玉:燃气加热炉空气过剩系数的在线诊断与调节27 ()一sgn{maxU(),J()]}max{i()l,l() 2.2统计检验的组态 统计检验的组悉如图2所示. 』 定 圈2N一90熟值检驻组态图 Fig.2N一9Oconfiguregraphofcolortfictest 2.3检验趋势图 从图3趋势记录可以看出: (1)各种检验方法对热值的阶跃有显着的反映. 模糊诊断反应快于统计检验.它的波动比较频繁. . (2)负荷变化剧烈时,各趋势表现出明显的振 荡,其中模糊诊断振荡更为严重.显然.它的滤波能 力明显低于统计检验. 因此.在工况有较大变化的过渡过程中暂停诊 断避免"误诊".如进入待轧,或转入快速加热的过渡 过程中,燃气流量的大幅度改变,已不能用丁一P,0 一 P模型描述其特性,同时,在此短暂时间内热值改 变的概率极小.过渡过程结束后,重新开始检验.过 渡过程中的数据由结束后的数据代替(或用过渡过 程前,后的平均值代替). (3)通过综合,检验比较平稳.而且提高了检验 速度. 热值检验系统如图4所示. 2.4避免"误诊"的对策 诊断中.虽然可以通过采用几种不同方法综合 来提高诊断的可信性,但是,不论误诊的概率多小, 一 旦发生,虽然经过一段时间可以暴露,但终究会带 来一定的不良后果,因此,避免误诊"是必要的. 为了避免误诊",可采取试探对策. 在上述 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 基础上,采取增大空燃比的扰动提 高检验诊断的真度.在这样的扰动下.空燃比合理的 将会出现空气量过大的症状",空气量不足的将会 出现温度基本稳定而燃气量减小的情况,前者恢复 原空燃比,后者保留新空燃比并继续检验.通过试探 可以将被掩盖的"症状显现出来. 28包头钢铁学院1998年3I呵第17卷第l期 (a)匐幢验方法趋势比较 …… 负荷曲线 —— 值诊.断曲线 ~,rrun b)负荷查化太时检验趋势 圉3热值拯驻趋势圉 Fig.3Thetrendgraphofcoloriflctest 围4热值拴驻系统框图 Fig.4Theskeletondiagramofcolorifictestsystem 产量尸的改变将影响流量一温度关系的改变. 根据Q—P和一尸模型给出约定热值下的流量和 炉温基准值,在此基准上进行诊断.同时,据此修改 检验参考模型. 采取燃气流量和助燃空气流量的温度一压力补 正措施,并应考虑两者带入的物理热的影响,保证诊 断的稳定条件. 上述方法是在尚无简单,易行,可靠的手段的条 件下的策略.通过该方法的实施,可明显提高操作效 果.即使是手动操作,由于检验提供丁空燃比建议, 减少丁人为因素的影响. 空燃比不应频繁调整,检测数据需采用移位平 均,以求减弱短时的异常值干扰诊断.. 该方法是建立在对系统的特性有基本的先验知 识的基础上的,因此,对其认识的程度对诊断的功效 有一定的影响.为此,参考模型具备一定的自校正能 力对提高诊断的功效有益. 参考文献 1别人达冶金炉热工基础.北京:糟金工业出皈_杜-l08O. 2邓勃.分析测试数据的统计处理方法.北宗:清华大学出 扳耐.1994.