基于模糊控制的煤调湿系统建模与控制(2)
2.6.5 模糊控制规则的设计和模糊化方法 12
2.6.6 模糊控制器的设计 12
2.7 模糊系统的设计方法[17] 13
2.7.1 查表法设计模糊系统 13
2.7.2 梯度下降法设计模糊系统 14
2.7.3 递推最小二乘法设计模糊系统 15
2.7.4聚类法设计模糊系统 16
3 煤调湿系统的模糊控制模型 17
3.1 模糊控制模型的建立 17
3.2 模糊规则的总结[18] 21
4 结论 26
4.1 模拟输出的计算 26
4.2 模拟输出与实际输出误差 27
4.3 结果 28
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
1.1 选题的意义和目的
煤调湿[1](Coal Moisture Control，CMC)是“装炉煤水份控制工艺”的简称，即通过炼焦煤在焦炉外的干燥来降低并稳定装炉煤的水分，以达到降低炼焦能耗、提高焦炉生产能力、改善焦炭质量和稳定焦炉操作的一项技术，为炼焦过程节省能源、减少污染并提高生产效率和焦炭质量。
CMC通过直接或间接加热来降低并稳定控制入炉煤的水分[2]，不追求最大限度地去除入炉煤的水分，而只把水分稳定在相对低的水平，既可达到增加效益的目的，又不因水分过低而引起焦炉和回收系统操作的困难。
图1.1 炼焦工艺流程示意图
影响焦炉热效率和炼焦耗热量的因素很多[3]，主要有：
1) 温度操作制度。
2) 焦炉供热燃烧空气过剩系数。
3) 煤的水分。
4) 加热煤气种类。
5) 焦炉周转时间。
其中水分变化不仅对焦炭的质量和数量、焦炉加热制度有影响，而且对炼焦耗热量有较大影响。减少装入煤水分是降低炼焦耗热量的有效途径。要想降低配煤水分，主要是加强煤厂管理，搞好防水、排水工作。此外，保持稳定的配煤水分，可确保焦炉正常操作，从而避免因煤水分的波动，造成调火工作跟不上，从而产生焦饼过火或不熟，最后导致推焦困难而增加炼焦耗热量。当配煤水分波动频繁时，为保证正常生产，势必采用较高的标准火道温度，这就会进一步增加炼焦耗热量。目前炼焦生产所用炼焦煤的水分一般都在10~15 %，如果焦炉装炉煤含水量以10 %计，年产100万吨。
煤调湿工艺主要是通过把装炉煤水分在装炉前控制在规定的目标值，常为5~10 %，从而保证焦炉能在装炉煤含水量稳定的状态下生产。这不仅可大大节约能源，减少加热煤气的总需要量，而且可以提高装炉煤的堆密度，使焦炭与化工产品增加、焦炭质量提高以及焦炉操作稳定，也为企业带来巨大的经济效益。具体如下：
1) 提高焦炉生产能力。（装炉煤水分降低后堆密度增大，装煤量增加结焦时间缩短，从而提高了焦炭产量）
2) 降低炼焦耗热量。（入炉煤含水量的多少，直接影响到炼焦过程的能耗。据测算，入炉煤水分含量每增加1%，炼焦耗热量相应增加约60~80 kJ/kg）
3) 可多配弱粘结性煤,降低用煤成本。（炼焦用煤最重要的特性是要求具有一定的粘结性,因此炼焦煤中都需要配入一定量的强粘结性煤以保证焦炭的质量）
4) 焦炭质量提高。（由于调湿煤流动性好，在炭化室内的煤料高向及长向分布均匀，焦炭粒度分布更为合理，大、中块焦炭产量更多，产率更高）
5) 延长焦炉使用寿命。（入炉煤水分的变化影响着焦炉加热制度的稳定，煤调湿技术能很好地控制入炉煤的水分，保证焦炉的加热稳定，对焦炉炉体起到了很好的保护作用，并且便于炉温管理，使焦炉各项指标稳定）