一种高炉冷却壁检漏的模糊控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及冶金炼铁高炉冷却壁检漏技术领域，具体为一种高炉冷却壁检漏的模糊控制系统。


背景技术：

2.在高炉冷却壁进、出水支管分别安装气动球阀，在进水支管安装压力变送器。采用巡检模式定期自动关闭冷却壁其中一串冷却通道的进出水气动球阀一定时间t(≤3s)，监测压力变化值δp的变化。当δp明显上升时，表示被监测的该串冷却壁未发生泄漏；当δp快速下降时，表示被监测的该串冷却壁发生泄漏，报警提醒操作人员到现场进一步确认处理(例如：适当减小该串供水流量，使水压稍低于炉内压力，通过安装在各段冷却壁联络管上的检漏球阀点火确认损坏的具体冷却壁，再进一步通过设置在各平台上的备用水系统将该冷却壁与系统隔离处理)。
3.在高炉冷却壁进水管和出水管安装高精度的流量计，实时地监测进、出水流量并计算出流量差。当被监测的冷却壁发生泄漏时会出现进水流量大于出水流量，流量差值变大超过设定的报警值，表示被监测的该串冷却壁发生泄漏。或者进、出水流量差有长期增大的趋势，反映出冷却水泄露量逐渐增加，也提醒操作人员进一步确认。
4.一般的压力检漏技术采用人工检测方式，它基于人工检测、排查，管路排查需要4～6人日，并且炉身处于煤气层，人工排查还有着一定的安全隐患。压力检漏技术，对于流量计的精度、模块的一致性和稳定性、安装时的直管段距离等等都有一定的要求，安装工期相当漫长，其设备成本和施工成本相对较高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种高炉冷却壁检漏的模糊控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种高炉冷却壁检漏的模糊控制系统，包括有炉体，所述炉体的上表面一侧固定设置有压力电磁阀，所述压力电磁阀的一侧设置有一氧化碳浓度监测器，所述一氧化碳浓度监测器的一侧设置有液位计，所述液位计、所述一氧化碳浓度监测器、所述压力电磁阀与炉体的内部相通，所述炉体远离所述一氧化碳浓度监测器的一侧固定设置有阀门。
8.通过上述技术方案，通过一氧化碳浓度监测器的作用，可实时检测炉体内部所释放的一氧化碳浓度，避免使用者中毒，同时通过液位计的作用，可观察炉体内部液体水平面有多高，防止出现溢出的现象，在高炉冷却壁进水管和出水管安装高精度的流量计，实时地监测进、出水流量并计算出流量差；当被监测的冷却壁发生泄漏时会出现进水流量大于出水流量，流量差值变大超过设定的报警值，表示被监测的该串冷却壁发生泄漏，或者进、出水流量差有长期增大的趋势，反映出冷却水泄露量逐渐增加，也提醒操作人员进一步确认。
9.优选的，所述阀门远离所述炉体的一端固定设置有管道。
10.优选的，所述阀门设置在所述管道的内部。
11.优选的，所述液位计、所述一氧化碳浓度监测器、所述压力电磁阀与外部控制器电性相连。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.该一种高炉冷却壁检漏的模糊控制系统，根据一氧化碳(co)偏差和偏差变化率来实时调整识别煤气泄露参数，以实际运行中co煤气成分值与其期望设定限值之间的偏差作为输入量，煤气泄露识别作为输出量，建立一个优化控制器，然后将其用于泄露自适应控制中，设计一种适用于泄露识别控制的模糊控制器，来对检漏效果进行在线自调整。
附图说明
14.图1为本实用新型的模糊控制系统结构示意图；
15.图2为本实用新型中设备检漏装置整体结构示意图。
16.图中：1、管道；2、阀门；3、炉体；4、压力电磁阀；5、一氧化碳浓度监测器；6、液位计。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
20.请参阅图1
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图2所示，本实用新型提供的一种技术方案：
21.一种高炉冷却壁检漏的模糊控制系统，包括有炉体3，所述炉体3的上表面一侧固定设置有压力电磁阀4，所述压力电磁阀4的一侧设置有一氧化碳浓度监测器5，所述一氧化碳浓度监测器5的一侧设置有液位计6，所述液位计6、所述一氧化碳浓度监测器5、所述压力电磁阀4与炉体3的内部相通，所述炉体3远离所述一氧化碳浓度监测器5的一侧固定设置有阀门2。
22.优选的，所述阀门2远离所述炉体3的一端固定设置有管道1。
23.优选的，所述阀门2设置在所述管道1的内部。
24.优选的，所述液位计6、所述一氧化碳浓度监测器5、所述压力电磁阀4与外部控制器电性相连。
25.本实施例的一种高炉冷却壁检漏的模糊控制系统在使用时，采用二阶模糊控制
器，其输入为误差e和误差变化率ec，输出为电压调节信号u；
26.三者的模糊语言变量均采用{负大，负中，负小，零，正小，正中，正大}，对应英文为{nb，nm，ns，z，ps，pm，pb}，对应论域为{
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6，
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5，
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4，
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3，
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2，
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1，0，1，2，3，4，5，6}；针对炉温控制系统的特性，选择模糊控制表如表1所示，其量化因子为ke，kd，比例因子为ku；
27.表1模糊控制规则表
[0028][0029]
模糊控制系统的结构和单纯形法寻优的实现如图1所示
[0030]
单纯形法是一种多变量函数的寻优方法，其主要思想是先找一个基本可行解，判断是否为最优解，如果不是则找另外一个解，再进行判定，如此迭代运算，直至找到最优解或者判定其无界；单纯形法具有收敛快、计算工作量小、简单使用的特点，
[0031]
从几何意义上说，单纯形算法就是从多胞形的某个顶点出发，沿着下降上升边的方向反射另一个新的顶点然后迭代下去，直到到达最优值；一个单纯型是一个几何体，需要对量化因子ke、kd和和比例因子ku这三个参数寻优，是在3维参数情况下，由4个点、相互连接的线段及各个面构成的一个四面体，这4个点构成初始单纯形；
[0032]
把给定的一个基本可行解x0x0可看作是一个三维向量作为初始点，按照单纯形法选择步长λ为等距步长l，步长是对问题的特征长度的估计值，则另外三个点可取为xi＝x0 l*eii＝1,2,3，其中l为常数，ei为3维单位向量，那么初始单纯形的四个点可构成一个等边三棱锥体；
[0033]
按比例选择步长把x0作为初始点，而步长λ不再是常数，而是根据ke，kd和ku的数值大小，按照比例选择λ＝l*ej，则另外三个点可选择为xj＝x0 l*ejj＝1，2，3，其中ej是一个三维对角矩阵，对角线上的元素分别为x0的三个元素；
[0034]
单纯形法的寻优过程就是给定参数的不断迭代运算的过程，其迭代过程具有一定的随机性，但并非完全没有规律，最优点附近的点所表示的参数控制效果一般比稍远的点所表示的参数控制效果好，保持其他参数不变，针对某一参数而言，控制效果和这一参数的大小变化存在一定的规律；
[0035]
单纯形法选择的等距步长λ＝1对于某一参数而言，只有其几十分之一，而对于另外一个参数来说，又是其几十倍,这样的话初始单纯形中有些点控制效果很差，参考意义不大，在此基础上进行迭代运算必然需要更多的运算，并且很难寻得最优点；
[0036]
按比例选择的步长对所有初始参数的一定比例，初始单纯形的各个点的参考意义比较大，有利于向最优参数迭代运算，通常能减少计算量并且找到控制效果最好的参数；
[0037]
当检测到冷却通道内的气体成分含有co煤气时，该冷却管路一定发生泄漏，气体分析装置成为冷却壁智能检漏比较直观的方式；co气体的体积密度小于冷却水的密度，在冷却通道流向转变点设置一段高位管道1收集管道1内的气体，安装气液分离装置和co气体检测装置，可精准判断该冷却通道是否发生破损漏水。
[0038]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。