步进式加热炉汽化冷却系统及控制研究

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加热炉是轧钢生产线上关键的设备之一。步进炉由于具有加热速度快、生产能力大、温度均匀、烧损少、加热质量好、操作灵活、可步进送钢、步进退钢和踏步等优点,70年代以来已经成为热轧线上普遍采用的先进炉型。固定梁和移动梁均由钢管构成,外表由耐火绝热材料包裹,通过内部流过的循环水进行冷却,故又称为水梁。汽化冷却利用水变成蒸汽时吸收大量的汽化潜热,使水梁得到充分冷却。汽化冷却的介质为高温软水,不但可以避免水梁内结垢,降低加热钢坯出现黑印和温度不均的概率,提高加热炉使用寿命和钢坯的加热质量,而且具有节约水资源、蒸汽能量循环利用等优点。
　　汽包是汽化冷却系统中的核心设备,其液位是保证加热炉安全生产的关键。以某钢铁企业加热炉系统为背景,深入研究了汽化冷却系统汽包液位的静态、动态特性。在对汽包液位单冲量、双冲量、三冲量控制方案进行分析、比较、研究的基础上,确定了三冲量前馈—串级控制方案。基于常规PID控制器和二维模糊控制器,设计了模糊自整定PID控制器,实现了汽包液位三冲量模糊自整定PID前馈—串级复合控制系统。采用Simulink对汽包液位控制方案进行了较为全面的仿真。结果表明,汽包液位三冲量前馈—串级复合控制方案远优于单冲量和二冲量控制方案。前馈—串级复合控制方案使得系统响应速度快、超调量小、稳态误差小、抗干扰能力强、鲁棒性好。

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作者
汪红梅;
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作者单位

合肥工业大学;

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授予单位合肥工业大学;
学科控制理论与控制工程
授予学位硕士
导师姓名鲁照权;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类冶金炉设计和计算;
关键词
步进式加热炉; 汽化冷却系统; 液位控制; 响应速度; 稳态误差; 抗干扰能力; 仿真分析;

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