Система автоматичної оптимізації процесу нагріву метала у методичних печах - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОЇ ОПТИМІЗАЦІЇ ПРОЦЕСУ НАГРІВУ МЕТАЛА У МЕТОДИЧНИХ ПЕЧАХНауковий керівник: доктор технічних наук, професор Качан Юрій Григорович Запорізька державна інженерна академія Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри енергетичного менеджменту. Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Моркун Володимир Станіславович Криворізький технічний університет Міністерства освіти і науки України, начальник науково-дослідної частини; доктор технічних наук, професор Кочура Євгеній Віталійович Національний гірничий університет Міністерства освіти і науки України (м. Захист відбудеться «27» 05 2010 р. о 13.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.080.07 при Національному гірничому університеті Міністерства освіти і науки України за адресою: 49027 м. З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Національного гірничого університету Міністерства освіти і науки України за адресою: 49027, м.З огляду на концепції реформування ринку природного газу, які передбачають поступове обмеження лімітів його споживання великими промисловими підприємствами, а ціна додаткового газу, що поставляється в цей час незалежними постачальниками може перевищувати регульований тариф, установлений органами виконавчої влади більш ніж в 1,5 рази, стає очевидною необхідність розробки інноваційних підходів до керування зазначеними печами. Вирішення цих задач призвело до створення каскадних систем, у яких завдання локальним регуляторам зон печі автоматично змінювались у залежності від ряду режимних параметрів роботи печі. Дослідження нагрівальних печей як обєктів керування дозволили визначити статичні і динамічні взаємозвязки витрат палива по зонам печі і температур в цих зонах, взаємовплив зон печі і т.д. Зміна схеми опалення в таких печах, а також режиму пересування металу у порівнянні з штовхаючими методичними печами поставило нові задачі керування, аналоги вирішення яких практично відсутні у літературі. Мета і завдання дослідження - розробка й випробування комплексу нових науково-технічних і алгоритмічних рішень, що дозволяють створити енергозберігаючу автоматичну систему керування процесом нагріву металу в методичній печі.Ілліча, оскільки в ній забезпечується більш висока якість нагріву металу в порівнянні з аналогами і більше можливостей з керування, яке здійснюється у часі шляхом зміни витрат наявного палива в пальниках. При виконанні аналізу математичних методів, що використовуються для побудови систем керування подібними обєктами у дисертаційній роботі був обраний метод динамічного програмування. Аналіз теперішнього стану питань з керування методичними печами дозволив зробити висновок, що існуючі підходи призводять до необхідності проектування систем керування кожного обєкту окремо. Lз, Sз, Нз, Lз, Sз, Нз - довжина, товщина і висота завантажувального та розвантажувального вікон печі; Liн, Нін, Lok, Нок - ширина та висота інспекційних і тих, що використовуються для видалення окалини люків; Sct, Sсв, Sп, Sи, Sok - товщина кладки стін, своду, поду, інспекційних і люків для видалення окалини; - температура західної, східної сторін і своду печі, де j - номер вимірювального пристрою; тв, тз - температури навколишнього середовища та металу, що завантажується; - нижча теплота спалювання палива; - тривалість часу на протязі якого відкриті завантажувальне та розвантажувальне вікна печі. Враховуючи те, що у процесі керування необхідно забезпечити мінімізацію витрат природного газу, то динамічна модель процесу нагріву металу у методичній печі представлена у вигляді полінома залежності температури металу на кожному кроці керування як функції сумарних витрат наявного палива по зонам і їх передісторії.В дисертаційній роботі, яка є завершеним науковим дослідженням, викладені науково-технічні та конструктивні рішення, впровадження яких дозволяє спростити структуру комплексу технічних засобів АСК ТП, скоротити строки розробки і витрати на створення АСК ТП, підвищити ефективність інформаційної автоматичної системи нагріву металу та супроводу при транзитній прокатці, за рахунок вирішення оптимізаційної задачі. Впровадження синтезованого алгоритму розпізнавальної динамічної оптимізації дозволяє знизити витрати природного газу на 11,443% від нормативних показників і економити при цьому 7,3 млн. грн. на рік. Отримані в результаті обчислювальних і натурних експериментів на методичній печі дані, свідчать про адекватність розробленої технологічної моделі і можливість її використання у якості інструменту обчислювальних досліджень. Застосування алгоритму керування методичною піччю, який розроблений на основі методу динамічного програмування, дозволяє знизити сумарні витрати природного газу на 10,869%.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ