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(diǎn)推優(yōu)對(duì)象入黨積極分子申請(qǐng)入黨青年重點(diǎn)推優(yōu)對(duì)象1、團(tuán)員青年向黨組織遞交入黨申請(qǐng)書，團(tuán)支部根據(jù)青年申請(qǐng)情況，建立“申請(qǐng)入黨青年信息庫”。2、黨支部為申請(qǐng)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(qǐng)入黨青年進(jìn)行談話，團(tuán)組織定期考察評(píng)價(jià)，并向黨支部匯報(bào)培養(yǎng)、考察情況。3、團(tuán)支部根據(jù)申請(qǐng)青年表現(xiàn)，在征求其所在區(qū)域大多數(shù)團(tuán)員青年意見的基礎(chǔ)上，每年初與黨支部討論研究，建立“申請(qǐng)入黨青年儲(chǔ)備庫”。4、申請(qǐng)入黨青年定期向黨組織匯報(bào)思想，進(jìn)入儲(chǔ)備庫的青年開始填寫《“推優(yōu)”工作程序冊(cè)》，并每半年遞交書面1、團(tuán)總支（支部）根據(jù)“申請(qǐng)入黨青年儲(chǔ)備庫”情況及申請(qǐng)青年表現(xiàn)，在征求團(tuán)員意見的基礎(chǔ)上，提出預(yù)推薦名單，報(bào)黨支部、團(tuán)委同意后，確定推薦名單，填寫《申請(qǐng)入黨青年“推優(yōu)”表》。2、“推優(yōu)”對(duì)象一般為申請(qǐng)入黨一年以上，思想、工作、學(xué)習(xí)等方面表現(xiàn)突出的團(tuán)員青年。3、團(tuán)總支（支部）在推優(yōu)過程中把握“兩個(gè)必須、三個(gè)原則”,一般每半年或者一年向黨支部集中推薦一次。4、團(tuán)支部“推優(yōu)”后，黨支部應(yīng)在一個(gè)月內(nèi)進(jìn)行討論研究，并向團(tuán)支部反饋意見。5、對(duì)未被列為入黨積極分子的申請(qǐng)者，團(tuán)支部要繼續(xù)對(duì)其實(shí)施談話、考察制度等工作。6、對(duì)于“推優(yōu)”三年及以上未發(fā)展的青年，團(tuán)組織要做好動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)管理工作，與黨支部共同填寫《“推優(yōu)”對(duì)象動(dòng)1、對(duì)已被列為積極分子的青年，黨、團(tuán)支部要進(jìn)一步落實(shí)教育培養(yǎng)措施，停止填寫《“推優(yōu)”工作程序冊(cè)》，轉(zhuǎn)向填寫《黨員發(fā)展工作程序冊(cè)》。2、做好崗位變動(dòng)青年入黨積極分子的連續(xù)培養(yǎng)工作。廣大團(tuán)員青年申請(qǐng)入黨1、開展雙學(xué)小組活動(dòng)。2、各級(jí)團(tuán)組織開展各類學(xué)習(xí)、培訓(xùn)活動(dòng)。3、各級(jí)團(tuán)組織開展主題教育活動(dòng)，積極引導(dǎo)青年向黨組織靠攏。推優(yōu)納優(yōu)入黨積極分子發(fā)展對(duì)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(lì)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(shí)現(xiàn)均熱爐群優(yōu)化控制的基礎(chǔ)，而燃燒控制的核心是空燃比控制。但煤氣熱值波動(dòng)、換熱器漏風(fēng)等現(xiàn)象均會(huì)影響空燃比的準(zhǔn)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(diǎn)，綜合運(yùn)用專家系統(tǒng)等方面的知識(shí)，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(guān)鍵詞均熱爐群空燃比尋優(yōu)計(jì)算機(jī)控制

Controlsystemforoptimizingratioofairtofuelofsoakingpitsof

BaosteelBloomingMill

XieLirenHanLihuiWenZhiGaoZhonglong

(DeptofThermalEngineering,UniversityofScienceandTechnologyBeijingBeijing

100083)

QianQinshengLeDalongZhouHongshengCaiBomingChenMinjun

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

我國(guó)現(xiàn)有22個(gè)初軋廠中已有14家實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)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(jìn)的均熱爐群計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，除燃燒控制外還有數(shù)模優(yōu)化和調(diào)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(dòng)和換熱器漏風(fēng)等現(xiàn)象嚴(yán)重影響了空燃比控制的準(zhǔn)確性，已成為制約均熱爐生產(chǎn)的瓶頸。

傳統(tǒng)的煙氣含氧量反饋控制法，對(duì)均熱爐群而言，不僅會(huì)大大增加設(shè)備投資，而且氧化鋯的使用壽命短又嚴(yán)重影響了該方法的推廣應(yīng)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(diǎn)，綜合運(yùn)用專家系統(tǒng)等方面的知識(shí)，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(gòu)成

寶鋼初軋廠均熱爐自動(dòng)燃燒控制系統(tǒng)是以TDCS－201*微處理機(jī)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(jì)算機(jī)內(nèi)存只有64KB，不可能在原有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中增加任何控制軟件。因此，為了既不影響正常生產(chǎn)，又不破壞現(xiàn)有控制系統(tǒng)中的軟件和硬件，增加了一臺(tái)工控機(jī)用以實(shí)現(xiàn)最佳空燃比尋優(yōu)控制。此外，由于煤氣熱值的波動(dòng)對(duì)空燃比也有較大影響，又增加一臺(tái)德國(guó)UNION公司生產(chǎn)的煤氣熱值在線測(cè)量?jī)x。1．1硬件組成

系統(tǒng)硬件與原有數(shù)字儀表計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連接見圖1。其工作流程如下：從每個(gè)爐坑中取出爐溫、空氣預(yù)熱溫度、煤氣預(yù)熱溫度、煤氣流量和混合煤氣熱值等信號(hào)，經(jīng)A／D板將信號(hào)傳送到新增加的工控機(jī)內(nèi)，調(diào)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(dòng)態(tài)輸出各個(gè)爐坑的最優(yōu)空燃比，該信號(hào)再經(jīng)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(shí)時(shí)多任務(wù)組態(tài)軟件Genie3．02開發(fā)平臺(tái)，主要完成數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)控制、圖形顯示、歷史記錄、人工干預(yù)、信號(hào)校驗(yàn)和參數(shù)修正等功能。

(1)參數(shù)顯示功能對(duì)爐溫、煤氣流量、空氣預(yù)熱溫度、煤氣預(yù)熱溫度、煤氣熱值等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)生產(chǎn)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(duì)每個(gè)爐坑所處狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(duì)所有的運(yùn)行參數(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示并能保持其歷史曲線。其中燒鋼曲線的動(dòng)態(tài)顯示，可以直觀地反映出空燃比尋優(yōu)結(jié)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(dòng)態(tài)變化情況。

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

(5)校驗(yàn)功能可以定期地對(duì)各接口板的精確度進(jìn)行校驗(yàn)。

(6)無擾切換功能具有自動(dòng)／手動(dòng)和手動(dòng)／自動(dòng)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中空燃比指的是空氣流量的實(shí)測(cè)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(biāo)準(zhǔn)燃料Qd0=2200×4．18kJ／m3所對(duì)應(yīng)的理論空氣需要量，L0=2．132；Vair為空氣流量的實(shí)測(cè)值,m3／h；Vfuel為煤氣流量的實(shí)測(cè)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(duì)寶鋼初軋廠均熱爐生產(chǎn)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(chǎn)中的異常情況等4個(gè)方面作為影響空燃比的主要因素，下面進(jìn)行詳細(xì)分析。2．1煤氣熱值對(duì)空燃比的影響

當(dāng)混合煤氣熱值為標(biāo)準(zhǔn)熱值Qd0時(shí)，式(1)為

Vair=n0L0Vfuel(2)

式中n0是標(biāo)準(zhǔn)燃料所對(duì)應(yīng)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(dāng)煤氣熱值有變化時(shí)空氣流量的變化只能通過調(diào)節(jié)空燃比來實(shí)現(xiàn)。假設(shè)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(duì)應(yīng)的煤氣成分，進(jìn)而計(jì)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(dòng)引起的空燃比修正系數(shù)。2．2鋼錠氧化對(duì)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(jīng)驗(yàn)計(jì)算式，利用鋼錠發(fā)生氧化反應(yīng)的方程式可以求出鋼錠氧化所需的空氣量Vya。設(shè)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(shí)間，h；Vya指在τ時(shí)間內(nèi)鋼錠氧化所需的空氣量，m3。由于Vya的變化會(huì)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(duì)空燃比的影響

隨著爐齡的增加，爐子的密封性會(huì)不斷下降，金屬換熱器的漏風(fēng)率也不斷加大，而測(cè)量的空氣量是指進(jìn)入換熱器前的冷風(fēng)量。冷空氣經(jīng)過換熱器后，由于換熱器漏風(fēng)，使實(shí)際進(jìn)入爐內(nèi)的空氣量小于實(shí)測(cè)空氣量，這就造成了實(shí)際爐內(nèi)空氣量的不足。上述現(xiàn)象歸結(jié)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(jì)算公式表達(dá)，這里采用多目標(biāo)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(yù)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(biāo)函數(shù)為爐溫上升速度、煤氣流量下降速度、空氣預(yù)熱溫度上升速度、煤氣預(yù)熱溫度上升速度。加熱期以“爐溫上升速度”為主目標(biāo)，均熱期以“煤氣流量下降速度”為主目標(biāo)。由于均熱爐是一個(gè)時(shí)變、分布參數(shù)、非線性系統(tǒng)，尋優(yōu)的目標(biāo)函數(shù)是非線性目標(biāo)函數(shù)，因此求解最佳空燃比問題屬于多目標(biāo)非線性規(guī)劃問題。

多目標(biāo)專家尋優(yōu)控制策略的基本思想是將工人的操作經(jīng)驗(yàn)與傳統(tǒng)的理論算法結(jié)合起來，建立知識(shí)庫。其中知識(shí)庫中的規(guī)則來自理論知識(shí)、現(xiàn)場(chǎng)工程師和操作工在長(zhǎng)期工作中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)。規(guī)則庫又分為3個(gè)子庫，分別為啟動(dòng)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(gè)子庫由大量的規(guī)則組成，每條規(guī)則分成條件和結(jié)論兩部分。啟動(dòng)條件規(guī)則根據(jù)主目標(biāo)確定。尋優(yōu)過程實(shí)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(diǎn)，所以空氣量可能有時(shí)給多，有時(shí)給少，造成燃燒處于非最佳狀態(tài)。一般盡量不輕易啟動(dòng)尋優(yōu)模塊。當(dāng)爐況變化后，才啟動(dòng)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(zhǎng)和尋優(yōu)周期等問題。根據(jù)空氣預(yù)熱溫度確定首次尋優(yōu)方向，再根據(jù)空氣預(yù)熱溫度升高速度應(yīng)大于煤氣溫度升高速度的原則確定尋優(yōu)步長(zhǎng)，距最佳點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)加大步長(zhǎng)，而當(dāng)接近最佳點(diǎn)時(shí)則減小步長(zhǎng)。然后根據(jù)主目標(biāo)確定尋優(yōu)方向是否正確，如果滿足主目標(biāo)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(biāo)專家尋優(yōu)控制策略是由過程參數(shù)處理、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫、推理機(jī)和結(jié)論等部分組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2多目標(biāo)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(duì)生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的異常情況及時(shí)處理。通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過程的分析和了解，總結(jié)出生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的異常情況，并提出了相應(yīng)的處理措施。(1)空氣預(yù)熱溫度TA>550℃

此時(shí)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(yù)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(dāng)煤氣預(yù)熱溫度過高時(shí)，可能發(fā)生煤氣結(jié)焦等現(xiàn)象。當(dāng)煤氣預(yù)熱溫度TF>495℃時(shí)，應(yīng)增大稀釋風(fēng)流量。

(4)空氣預(yù)熱溫度上升速度小于煤氣預(yù)熱溫度上升速度，即ΔTAΔTF；如果出現(xiàn)ΔTA3控制系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果

本系統(tǒng)自1998年8月投入運(yùn)行以來，效果很好。系統(tǒng)投運(yùn)前后的實(shí)際生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)見表1，氧化燒損的實(shí)測(cè)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(shí)現(xiàn)了既節(jié)能又降耗的控制目標(biāo)。

表1寶鋼初軋廠均熱爐生產(chǎn)能耗數(shù)據(jù)對(duì)比

試驗(yàn)前實(shí)績(jī)（1998-05～試驗(yàn)后實(shí)績(jī)（1998-08～1998-10）錠型代1998-07）碼傳擱時(shí)加熱時(shí)單耗傳擱時(shí)加熱時(shí)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(hào)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(duì)比試驗(yàn)自動(dòng)與手在爐氧化燒傳擱加熱在爐均熱動(dòng)相序制造命坑材料規(guī)高溫鐵皮鋼錠型時(shí)間時(shí)間時(shí)間燒損比氧號(hào)令號(hào)格時(shí)間厚度方/min/min/min/%化燒/min/mm式損降/%自11450708BP-28CG1312215693582893.811.36動(dòng)0.31人214507011BP-28CG1312215763652894.671.67工31953289RP-11CK1408161783212433.831.37自0.動(dòng)人419532813RP-11CK1408161983412435.241.87工自514503721BP-28CB1823215713893183.201.14動(dòng)0.74人614503724BP-28CB1823215813993185.271.88工4結(jié)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(chǎng)實(shí)際運(yùn)行了6個(gè)多月，生產(chǎn)實(shí)踐表明該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：(1)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)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(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，人機(jī)界面良好，操作簡(jiǎn)單可靠，滿足現(xiàn)場(chǎng)控制要求。(3)系統(tǒng)投運(yùn)前后的實(shí)際生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：空燃比尋優(yōu)結(jié)果正確合理，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，克服了人工調(diào)節(jié)不及時(shí)的缺點(diǎn)，實(shí)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(biāo)。

(編輯魏方)

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

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

1，溫治．我國(guó)初軋均熱爐計(jì)算機(jī)應(yīng)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(biāo)專家尋優(yōu)燃燒控制策略．工業(yè)爐，1993，15(1)：36～43

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