窯爐風係統工程中的風壓控製對於窯爐的穩定運行、能源利用效率以及產品質量都至關重要。以下是一些常見的風壓控製策略:
基於模糊控製的策略
原理:模糊控製是一種基於模糊邏輯的智能控製方法,它不依賴於精確的數學模型,而是通過模擬人類的模糊推理和決策過程來實現控製。在風壓控製中,將風壓偏差和偏差變化率作為輸入變量,通過模糊化、模糊推理和去模糊化等過程,得出風機的控製量。
應用方式:將風壓偏差和偏差變化率劃分為不同的模糊子集,如 “正大”“正小”“零”“負小”“負大” 等,並確定相應的隸屬度函數。然後,根據經驗製定模糊控製規則,例如 “若風壓偏差為正大且偏差變化率為正小,則風機轉速增加較大”。當窯爐運行時,實時獲取風壓偏差和偏差變化率,經過模糊化處理後,依據控製規則進行模糊推理,通過去模糊化方法得到具體的風機轉速調節量,實現對風壓的智能控製。這種策略能夠較好地處理窯爐風係統中的非線性、不確定性因素,具有較強的魯棒性和適應性。
基於 PID 控製的策略
原理:PID(比例 - 積分 - 微分)控製器是一種常用的反饋控製算法。在窯爐風係統中,它通過不斷監測實際風壓與設定風壓之間的偏差,利用比例環節快速響應偏差,積分環節消除穩態誤差,微分環節預測偏差變化趨勢並提前進行調節,從而使風壓穩定在設定值附近。
應用方式:在風機的變頻調速係統中應用 PID 控製較為廣泛。將風壓傳感器安裝在窯爐的關鍵部位,如窯頭、窯尾等,實時采集風壓數據並反饋給 PID 控製器。控製器根據偏差信號輸出控製指令,調節風機的變頻器頻率,進而改變風機的轉速,實現對風壓的精確控製。例如,當窯頭風壓低於設定值時,PID 控製器會增大變頻器頻率,使風機轉速提高,增加風量,從而提高風壓;反之則降低風機轉速。
多變量解耦控製策略
原理:窯爐風係統中的風壓與其他參數(如溫度、流量等)之間存在相互耦合的關係,多變量解耦控製策略旨在通過一定的算法將這些耦合關係解除,使每個變量能夠獨立地進行控製,提高控製的精度和穩定性。
應用方式:采用現代控製理論中的解耦控製算法,如前饋解耦、狀態反饋解耦等。以風壓與溫度的解耦控製為例,建立風壓 - 溫度的耦合模型,通過前饋解耦算法,根據溫度的變化提前調整風機的風量,以補償溫度變化對風壓的影響,同時根據風壓的反饋信號實時調整風機轉速,實現風壓的穩定控製,且減少溫度變化對風壓的幹擾。這種策略需要對窯爐風係統的動態特性有深入的了解,並結合先進的傳感器技術和控製算法,以實現多變量的精確解耦和獨立控製。
分段控製策略
原理:根據窯爐的不同工作階段或不同區域的風壓需求,將風壓控製分為多個區段,每個區段設置不同的風壓設定值和控製參數,以適應窯爐在不同工況下的要求。
應用方式:在窯爐的升溫階段、保溫階段和降溫階段,由於窯內熱量傳遞和氣體流動特性不同,對風壓的要求也有所差異。升溫階段需要較大的風量來加速燃料燃燒,可設定較高的風壓值;保溫階段則適當降低風壓,維持熱量平衡;降溫階段進一步減小風壓,避免過度冷卻。此外,對於窯爐的不同區域,如預熱區、燒成區和冷卻區,也可根據工藝要求設置不同的風壓,形成分段控製。通過在不同區域安裝風壓傳感器和調節風門,實現對各段風壓的獨立控製,確保窯爐內氣流分布合理,溫度均勻。