10-01寶鋼分公司“推優(yōu)”工作流程圖

寶鋼分公司“推優(yōu)”工作流程圖

育優(yōu)選優(yōu)重點推優(yōu)對象入黨積極分子申請入黨青年重點推優(yōu)對象1、團員青年向黨組織遞交入黨申請書，團支部根據(jù)青年申請情況，建立“申請入黨青年信息庫”。2、黨支部為申請入黨青年指定1名正式黨員為聯(lián)系人，聯(lián)系人每半年與申請入黨青年進行談話，團組織定期考察評價，并向黨支部匯報培養(yǎng)、考察情況。3、團支部根據(jù)申請青年表現(xiàn)，在征求其所在區(qū)域大多數(shù)團員青年意見的基礎上，每年初與黨支部討論研究，建立“申請入黨青年儲備庫”。4、申請入黨青年定期向黨組織匯報思想，進入儲備庫的青年開始填寫《“推優(yōu)”工作程序冊》，并每半年遞交書面1、團總支（支部）根據(jù)“申請入黨青年儲備庫”情況及申請青年表現(xiàn)，在征求團員意見的基礎上，提出預推薦名單，報黨支部、團委同意后，確定推薦名單，填寫《申請入黨青年“推優(yōu)”表》。2、“推優(yōu)”對象一般為申請入黨一年以上，思想、工作、學習等方面表現(xiàn)突出的團員青年。3、團總支（支部）在推優(yōu)過程中把握“兩個必須、三個原則”,一般每半年或者一年向黨支部集中推薦一次。4、團支部“推優(yōu)”后，黨支部應在一個月內進行討論研究，并向團支部反饋意見。5、對未被列為入黨積極分子的申請者，團支部要繼續(xù)對其實施談話、考察制度等工作。6、對于“推優(yōu)”三年及以上未發(fā)展的青年，團組織要做好動態(tài)評價管理工作，與黨支部共同填寫《“推優(yōu)”對象動1、對已被列為積極分子的青年，黨、團支部要進一步落實教育培養(yǎng)措施，停止填寫《“推優(yōu)”工作程序冊》，轉向填寫《黨員發(fā)展工作程序冊》。2、做好崗位變動青年入黨積極分子的連續(xù)培養(yǎng)工作。廣大團員青年申請入黨1、開展雙學小組活動。2、各級團組織開展各類學習、培訓活動。3、各級團組織開展主題教育活動，積極引導青年向黨組織靠攏。推優(yōu)納優(yōu)入黨積極分子發(fā)展對象

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寶鋼初軋廠均熱爐群最佳空燃比尋優(yōu)控制系統(tǒng)

謝勵人韓麗輝溫治高仲龍錢勤生樂大龍周鴻生蔡伯明陳敏軍摘要燃燒控制是實現(xiàn)均熱爐群優(yōu)化控制的基礎，而燃燒控制的核心是空燃比控制。但煤氣熱值波動、換熱器漏風等現(xiàn)象均會影響空燃比的準確性。筆者從理論上分析了影響空燃比的諸多因素，并根據(jù)各影響因素的特點，綜合運用專家系統(tǒng)等方面的知識，開發(fā)和建立了寶鋼初軋廠均熱爐群最佳空燃比尋優(yōu)控制系統(tǒng)。關鍵詞均熱爐群空燃比尋優(yōu)計算機控制

Controlsystemforoptimizingratioofairtofuelofsoakingpitsof

BaosteelBloomingMill

XieLirenHanLihuiWenZhiGaoZhonglong

(DeptofThermalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijingBeijing

100083)

QianQinshengLeDalongZhouHongshengCaiBomingChenMinjun

(ShanghaiBaosteelGroupCorporation)AbstractThebasisforrealizingtheoptimizingcontrolofsoakingpitsiscombustioncontrol,thekeyinwhichistocontroltheratioofairtofuel.Buttheaccuracyoftheratioofairtofuelisreducedbysomephenomenasuchasthefluctuationofheatvalueofgas,theairleakageofheatexchangerandsoon.Thefactorsthathaveinfluenceontheratioofairtofuelaretheoreticallyanalyzedindetailandthecontrolsystemforoptimizingratioofairtofuelofsoakingpitsisdevelopedbyuseofexpertsystem.Keywordssoakingpits;optimizingratioofairtofuel;computercontrol

我國現(xiàn)有22個初軋廠中已有14家實現(xiàn)了計算機控制，但控制水平基本上屬于燃燒控制[1]。寶鋼初軋廠從日本引進的均熱爐群計算機控制系統(tǒng)，除燃燒控制外還有數(shù)模優(yōu)化和調度管理等方面的功能，但空燃比控制仍然采用人工控制。由于混合煤氣熱值波動和換熱器漏風等現(xiàn)象嚴重影響了空燃比控制的準確性，已成為制約均熱爐生產的瓶頸。

傳統(tǒng)的煙氣含氧量反饋控制法，對均熱爐群而言，不僅會大大增加設備投資，而且氧化鋯的使用壽命短又嚴重影響了該方法的推廣應用。為此，我們避開了傳統(tǒng)的控制方法，從理論上分析了影響空燃比的諸多因素，并根據(jù)各影響因素的特點，綜合運用專家系統(tǒng)等方面的知識，開發(fā)出寶鋼初軋廠均熱爐群最佳空燃比尋優(yōu)控制系統(tǒng)。

1控制系統(tǒng)的構成

寶鋼初軋廠均熱爐自動燃燒控制系統(tǒng)是以TDCS－201*微處理機為核心的綜合分散控制系統(tǒng)。但是由于目前均熱爐使用的計算機內存只有64KB，不可能在原有計算機系統(tǒng)中增加任何控制軟件。因此，為了既不影響正常生產，又不破壞現(xiàn)有控制系統(tǒng)中的軟件和硬件，增加了一臺工控機用以實現(xiàn)最佳空燃比尋優(yōu)控制。此外，由于煤氣熱值的波動對空燃比也有較大影響，又增加一臺德國UNION公司生產的煤氣熱值在線測量儀。1．1硬件組成

系統(tǒng)硬件與原有數(shù)字儀表計算機系統(tǒng)的連接見圖1。其工作流程如下：從每個爐坑中取出爐溫、空氣預熱溫度、煤氣預熱溫度、煤氣流量和混合煤氣熱值等信號，經A／D板將信號傳送到新增加的工控機內，調用新開發(fā)的寶鋼初軋廠均熱爐群最佳空燃比尋優(yōu)控制軟件，每分鐘動態(tài)輸出各個爐坑的最優(yōu)空燃比，該信號再經D／A板直接送給原有數(shù)字儀表系統(tǒng)TDCS－201*，以便控制空燃比的值。

圖1均熱爐控制系統(tǒng)框圖（虛線部分為新增加的硬件）

1．2軟件組成及功能

系統(tǒng)采用Windows95操作系統(tǒng)和實時多任務組態(tài)軟件Genie3．02開發(fā)平臺，主要完成數(shù)據(jù)采集、實時控制、圖形顯示、歷史記錄、人工干預、信號校驗和參數(shù)修正等功能。

(1)參數(shù)顯示功能對爐溫、煤氣流量、空氣預熱溫度、煤氣預熱溫度、煤氣熱值等實現(xiàn)自動檢測，對生產過程中工藝參數(shù)起到正常巡檢監(jiān)視作用。

(2)爐況顯示功能將均熱爐的工作狀況分為加熱期、均熱期、均熱后期和爐休止期等4種爐況，并對每個爐坑所處狀態(tài)進行實時跟蹤，通過不同顏色很直觀地觀察到該坑爐況狀態(tài)。

(3)圖形顯示功能對所有的運行參數(shù)實現(xiàn)動態(tài)顯示并能保持其歷史曲線。其中燒鋼曲線的動態(tài)顯示，可以直觀地反映出空燃比尋優(yōu)結果的正確與否，煤氣熱值曲線可以直觀地反映出煤氣熱值的動態(tài)變化情況。

(4)歷史數(shù)據(jù)記錄及報表打印功能該軟件具有強大的數(shù)據(jù)記憶功能，能將所有檢測參數(shù)按規(guī)定的時間記錄和存盤，并能隨時打印。

(5)校驗功能可以定期地對各接口板的精確度進行校驗。

(6)無擾切換功能具有自動／手動和手動／自動無擾切換功能。2影響空燃比因素的分析及其控制策略

所謂空燃比指的是空氣量與煤氣量之比，但在寶鋼初軋廠原有計算機控制系統(tǒng)中空燃比指的是空氣流量的實測值與理論空氣需要量之比，即通常所說的空氣過剩系數(shù)，即

n=Vair／Vair0=Vair/(L0Vfuel)(1)

式中L0為標準燃料Qd0=2200×4．18kJ／m3所對應的理論空氣需要量，L0=2．132；Vair為空氣流量的實測值,m3／h；Vfuel為煤氣流量的實測值，m3／h。

為了敘述方便，仍將n稱為空燃比。由式(1)可以看出：影響空燃比n的因素很多，通過對寶鋼初軋廠均熱爐生產過程的分析，最終確定混合煤氣熱值、鋼的氧化、爐子的自然狀況及生產中的異常情況等4個方面作為影響空燃比的主要因素，下面進行詳細分析。2．1煤氣熱值對空燃比的影響

當混合煤氣熱值為標準熱值Qd0時，式(1)為

Vair=n0L0Vfuel(2)

式中n0是標準燃料所對應的空燃比。

從式(2)可以看出：L0為已知常數(shù)，Vfuel的變化是由溫度控制回路的輸出決定的。因此，當煤氣熱值有變化時空氣流量的變化只能通過調節(jié)空燃比來實現(xiàn)。假設煤氣熱值儀輸出的煤氣熱值為Qdn，通過理論分析可以估算出在該熱值條件下所對應的煤氣成分，進而計算出在該熱值條件下的理論空氣需要量Ln0，即式(2)可以寫成：

Vair=n0Ln0Vfuel(3)

如將空氣需要量Vair的變化通過改變空燃比n來表示，則式(3)可以寫成：

Vair=nL0Vfuel(4)

比較(3)和(4)式，可以得出：

n=n0Ln0/L0(5)

由于L0和Ln0分別是煤氣熱值為Qd0和Qdn的函數(shù)，因此，可將空燃比的修正式(3)寫成：

n=n0×fQdn(6)

式中fQdn為由于煤氣熱值Qdn波動引起的空燃比修正系數(shù)。2．2鋼錠氧化對空燃比的影響

根據(jù)寶鋼初軋廠提供的氧化鐵皮厚度和氧化燒損率的經驗計算式，利用鋼錠發(fā)生氧化反應的方程式可以求出鋼錠氧化所需的空氣量Vya。設n是考慮了鋼錠氧化的空燃比，則有：

nL0Vfuelτ=n0L0Vfuelτ＋Vya(7)

即有

n=n0[1＋Vya／(n0L0Vfuelτ)](8)

式中τ為均熱時間，h；Vya指在τ時間內鋼錠氧化所需的空氣量，m3。由于Vya的變化會影響氧化鐵皮的厚度，則(8)式可寫成：

n=n0×fδ(9)

式中fδ指由于鋼錠氧化引起的空燃比修正系數(shù)。2．3爐子自然狀況對空燃比的影響

隨著爐齡的增加，爐子的密封性會不斷下降，金屬換熱器的漏風率也不斷加大，而測量的空氣量是指進入換熱器前的冷風量。冷空氣經過換熱器后，由于換熱器漏風，使實際進入爐內的空氣量小于實測空氣量，這就造成了實際爐內空氣量的不足。上述現(xiàn)象歸結為爐況影響因素。爐況因素引起的空燃比修正值不能用具體的計算公式表達，這里采用多目標專家尋優(yōu)控制策略[2]來尋求由于爐況引起的空燃比修正系數(shù)k。

所謂最佳空燃比，其含義就是：加熱期爐膛升溫速度合理，均熱期煤氣流量下降速度合理，空氣和煤氣預熱溫度上升速度合理，滿足這些條件的空燃比就是最佳空燃比。因此，尋優(yōu)的目標函數(shù)為爐溫上升速度、煤氣流量下降速度、空氣預熱溫度上升速度、煤氣預熱溫度上升速度。加熱期以“爐溫上升速度”為主目標，均熱期以“煤氣流量下降速度”為主目標。由于均熱爐是一個時變、分布參數(shù)、非線性系統(tǒng)，尋優(yōu)的目標函數(shù)是非線性目標函數(shù)，因此求解最佳空燃比問題屬于多目標非線性規(guī)劃問題。

多目標專家尋優(yōu)控制策略的基本思想是將工人的操作經驗與傳統(tǒng)的理論算法結合起來，建立知識庫。其中知識庫中的規(guī)則來自理論知識、現(xiàn)場工程師和操作工在長期工作中積累的豐富經驗。規(guī)則庫又分為3個子庫，分別為啟動尋優(yōu)條件規(guī)則庫、尋優(yōu)算法規(guī)則庫、停止尋優(yōu)條件規(guī)則庫。每個子庫由大量的規(guī)則組成，每條規(guī)則分成條件和結論兩部分。啟動條件規(guī)則根據(jù)主目標確定。尋優(yōu)過程實際上是非最佳燃燒過程，它不斷改變空燃比，從而改變空氣量，使燃燒過程出現(xiàn)極值點，所以空氣量可能有時給多，有時給少，造成燃燒處于非最佳狀態(tài)。一般盡量不輕易啟動尋優(yōu)模塊。當爐況變化后，才啟動尋優(yōu)模塊。尋優(yōu)算法規(guī)則庫主要是用來解決尋優(yōu)方向、尋優(yōu)步長和尋優(yōu)周期等問題。根據(jù)空氣預熱溫度確定首次尋優(yōu)方向，再根據(jù)空氣預熱溫度升高速度應大于煤氣溫度升高速度的原則確定尋優(yōu)步長，距最佳點較遠時加大步長，而當接近最佳點時則減小步長。然后根據(jù)主目標確定尋優(yōu)方向是否正確，如果滿足主目標的要求則沿原方向繼續(xù)尋優(yōu)，反之改變尋優(yōu)方向。最終確定出由于爐況引起的空燃比修正系數(shù)k。由此可見，多目標專家尋優(yōu)控制策略是由過程參數(shù)處理、靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)庫、推理機和結論等部分組成，其系統(tǒng)結構見圖2。

圖2多目標專家尋找控制系統(tǒng)的組成

2．4異常情況的處理

考慮到系統(tǒng)的完整性和安全性，因此必須對生產過程中可能出現(xiàn)的異常情況及時處理。通過對現(xiàn)場生產過程的分析和了解，總結出生產中可能出現(xiàn)的異常情況，并提出了相應的處理措施。(1)空氣預熱溫度TA>550℃

此時為了充分利用廢氣余熱以及防止換熱器被燒紅，須將空燃比增大Δn，即nn=nn－1＋Δn，直到空氣預熱溫度不再升高為止。

(2)混合煤氣熱值Qd>9629kJ/m3或Qd>9629KJ/m3或Qd495℃

當煤氣預熱溫度過高時，可能發(fā)生煤氣結焦等現(xiàn)象。當煤氣預熱溫度TF>495℃時，應增大稀釋風流量。

(4)空氣預熱溫度上升速度小于煤氣預熱溫度上升速度，即ΔTAΔTF；如果出現(xiàn)ΔTA3控制系統(tǒng)實際運行結果

本系統(tǒng)自1998年8月投入運行以來，效果很好。系統(tǒng)投運前后的實際生產能耗數(shù)據(jù)見表1，氧化燒損的實測數(shù)據(jù)見表2。從表中不難看出：均熱爐平均燃耗和氧化燒損率均有顯著下降，實現(xiàn)了既節(jié)能又降耗的控制目標。

表1寶鋼初軋廠均熱爐生產能耗數(shù)據(jù)對比

試驗前實績（1998-05～試驗后實績（1998-08～1998-10）錠型代1998-07）碼傳擱時加熱時單耗傳擱時加熱時單耗燃耗降間/min間/min/m3/t間/min間/min/m3/t低/%2180188228018222802503201*72782027989204076110182218002201*22800328006110078201*56567158971608137635936336632731768456170082274620219124026518079625914965150693393363233312982966495606377356865.10.29.010.58.0序號123456789101112131069473111540420620216302458023990211201941010462.210545.519893.5188912.723384.9215210.320512.918246.0表2寶鋼初軋廠均熱爐最佳空燃比氧化燒損對比試驗自動與手在爐氧化燒傳擱加熱在爐均熱動相序制造命坑材料規(guī)高溫鐵皮鋼錠型時間時間時間燒損比氧號令號格時間厚度方/min/min/min/%化燒/min/mm式損降/%自11450708BP-28CG1312215693582893.811.36動0.31人214507011BP-28CG1312215763652894.671.67工31953289RP-11CK1408161783212433.831.37自0.動人419532813RP-11CK1408161983412435.241.87工自514503721BP-28CB1823215713893183.201.14動0.74人614503724BP-28CB1823215813993185.271.88工4結束語

寶鋼初軋廠均熱爐群最佳空燃比尋優(yōu)控制系統(tǒng)已在現(xiàn)場實際運行了6個多月，生產實踐表明該系統(tǒng)具有如下特點：(1)控制系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、實時控制、圖形顯示、歷史記錄、參數(shù)修正等功能，可以方便地移植到其它工業(yè)爐上。(2)系統(tǒng)設計合理，結構簡單，人機界面良好，操作簡單可靠，滿足現(xiàn)場控制要求。(3)系統(tǒng)投運前后的實際生產統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明：空燃比尋優(yōu)結果正確合理，大大減輕了工人的勞動強度，提高了勞動生產率，克服了人工調節(jié)不及時的缺點，實現(xiàn)了均熱爐綜合節(jié)能大于3％，氧化燒損平均減少0．3％的控制目標。

(編輯魏方)

謝勵人男1974年生助理工程師主要從事工業(yè)過程數(shù)學模型及控制方面的研究。

作者單位：謝勵人(北京科技大學熱能工程系北京100083)韓麗輝(北京科技大學熱能工程系北京100083)溫治(北京科技大學熱能工程系北京100083)高仲龍(北京科技大學熱能工程系北京100083)錢勤生(上海寶鋼集團公司)樂大龍(上海寶鋼集團公司)周鴻生(上海寶鋼集團公司)蔡伯明(上海寶鋼集團公司)陳敏軍(上海寶鋼集團公司)參考文獻

1，溫治．我國初軋均熱爐計算機應用情況．工業(yè)爐，1991，13(4)：49～51

2，劉新平，溫治，楊玉璞．均熱爐群多目標專家尋優(yōu)燃燒控制策略．工業(yè)爐，1993，15(1)：36～43

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