豎爐焙燒過(guò)程優(yōu)化控制方法的研究.pdf

1、豎爐焙燒生產(chǎn)過(guò)程作為選礦廠整個(gè)生產(chǎn)流程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其主要任務(wù)是將弱磁性的鐵礦石通過(guò)高溫還原處理轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)磁性的鐵礦石，其焙燒效果的好壞直接關(guān)系到衡量選礦效果的金屬回收率與精礦品味等生產(chǎn)指標(biāo)。豎爐焙燒過(guò)程的總體控制目標(biāo)是使一次溢流回收率、總時(shí)產(chǎn)量等生產(chǎn)指標(biāo)滿足期望要求。由于焙燒生產(chǎn)過(guò)程具有綜合復(fù)雜性，如：一些關(guān)鍵工藝參數(shù)(如磁選管回收率)不能連續(xù)檢測(cè)，運(yùn)行工況(如邊界條件、參數(shù))變化頻繁，多變量強(qiáng)耦合，強(qiáng)非線性等，使得焙燒過(guò)程難以實(shí)現(xiàn)

2、優(yōu)化控制，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量差、效率低等問(wèn)題，因而實(shí)現(xiàn)面向總體生產(chǎn)指標(biāo)(一次溢流回收率、總時(shí)產(chǎn)量等)的優(yōu)化控制對(duì)于提高生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率等方面有著重要的意義。 本文依托國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目“選礦工業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)”，結(jié)合某選礦廠生產(chǎn)過(guò)程，開(kāi)展了豎爐焙燒過(guò)程優(yōu)化控制方法的研究。主要研究工作歸納如下： (1)在豎爐焙燒過(guò)程總體生產(chǎn)指標(biāo)的角度上，提出將建模與控制相集成的優(yōu)化控制方法。該方法通過(guò)生產(chǎn)指標(biāo)協(xié)調(diào)優(yōu)化模

3、型給出單臺(tái)豎爐的生產(chǎn)指標(biāo)，然后根據(jù)單臺(tái)豎爐的生產(chǎn)指標(biāo)及相關(guān)條件由控制回路設(shè)定模型自動(dòng)調(diào)整基礎(chǔ)控制回路(燃燒室溫度、還原煤氣流量和礦石搬出制度)的設(shè)定值，并對(duì)設(shè)定值通過(guò)前饋及反饋補(bǔ)償方法進(jìn)行校正，使控制回路跟蹤設(shè)定值，從而保證焙燒過(guò)程的總體生產(chǎn)指標(biāo)的實(shí)際值處于其目標(biāo)范圍內(nèi)。 (2)針對(duì)關(guān)鍵工藝指標(biāo)磁選管回收率難以在線測(cè)量、化驗(yàn)結(jié)果滯后的問(wèn)題，提出了基于改進(jìn)的最小二乘支持向量機(jī)(LS-SVM)的磁選管回收率軟測(cè)量建模方法。該方法引入

4、了樣本的加權(quán)系數(shù)，提高了模型的精度；設(shè)計(jì)了相應(yīng)的訓(xùn)練算法，加快了訓(xùn)練速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了所建立的磁選管回收率軟測(cè)量模型性能良好。 (3)針對(duì)豎爐焙燒過(guò)程的綜合復(fù)雜性，而難以進(jìn)行基礎(chǔ)控制回路優(yōu)化設(shè)定的問(wèn)題，建立了控制回路設(shè)定模型。此模型由控制回路預(yù)設(shè)定模型和設(shè)定值補(bǔ)償模型等組成。其中，控制回路預(yù)設(shè)定模型采用基于遺傳禁忌算法的案例推理與專(zhuān)家規(guī)則相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)控制回路的設(shè)定，設(shè)定值補(bǔ)償模型采用模糊PI等方法對(duì)控制回路的設(shè)定值進(jìn)行

5、補(bǔ)償校正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了所用方法的先進(jìn)性。 (4)針對(duì)人工經(jīng)驗(yàn)操作的主觀性大，難以實(shí)現(xiàn)焙燒過(guò)程總體生產(chǎn)指標(biāo)到單臺(tái)豎爐生產(chǎn)指標(biāo)的協(xié)調(diào)分解的問(wèn)題，建立了生產(chǎn)指標(biāo)協(xié)調(diào)優(yōu)化模型。此模型是一個(gè)規(guī)劃模型，目標(biāo)是使一次溢流回收率和總時(shí)產(chǎn)量滿足約束，達(dá)到工藝師的期望。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此協(xié)調(diào)優(yōu)化模型達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。 (5)對(duì)所提出的優(yōu)化控制方法，在豎爐焙燒過(guò)程控制仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明了該優(yōu)化控制方法在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)面向生