礦漿預(yù)熱過程是高壓酸浸(HPAL)工藝中的基礎(chǔ)和關(guān)鍵部分,其過程工藝參數(shù)的穩(wěn)定與否決定了高壓酸浸冶煉過程能否安全高效的運行。目前對于高壓酸浸過程控制的研究主要集中在工程實施的設(shè)計層面,并沒有針對來自現(xiàn)場的復(fù)雜工況,缺乏現(xiàn)場數(shù)據(jù)的支撐,難免在實施過程中存在控制效果不理想的情形。某鎳鈷冶煉廠高壓酸浸區(qū)礦漿預(yù)熱部分,在現(xiàn)場冷水試車時,礦漿預(yù)熱器使用單閉環(huán)PID液位控制,系統(tǒng)能滿足要求,但進行熱水試車時,過程出現(xiàn)振蕩,嚴(yán)重影響試車運行,后改為液位-流量串級PID控制,效果有所改善,但仍未能徹底解決問題,現(xiàn)場曾經(jīng)出現(xiàn)泵損壞的情況。這就迫切需找到新的解決方案,穩(wěn)定礦漿預(yù)熱過程工藝技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。通過查閱分析相關(guān)的文獻和某冶煉廠的相關(guān)設(shè)計文件,在采集到大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,本文針對上述熱水試車過程中存在的問題,主要做了以下幾個方面的工作:(1)分析了引起預(yù)熱器液位和進料流量波動的原因和現(xiàn)有控制策略存在的不足。從整個高壓酸浸過程的變量之間的相互影響關(guān)聯(lián)因素出發(fā),以高溫預(yù)熱器作為分析對象,通過逐一查閱歷史曲線,觀察對比分析找出了壓力是影響預(yù)熱器進料流量和預(yù)熱器液位的原因,并進一步找出了閃蒸槽液位控制閥是預(yù)熱器壓力波動的影響因素。而現(xiàn)有的常規(guī)PID壓力控制,在上述干擾的作用下,其調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量不能滿足控制要求。(2)建立了高溫礦漿預(yù)熱器壓力穩(wěn)態(tài)值在600Kpa附近時的壓力簡化模型。(3)引入了兩種穩(wěn)定壓力的控制方法。一種是從抑制干擾的角度,采用基于擾動觀測器的PID壓力控制結(jié)構(gòu)可以在閉環(huán)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上,使系統(tǒng)在要求的低頻段逼近標(biāo)稱模型,進一步減少外部擾動對壓力的影響。另一種是從加快控制器控制動作的角度,采用模糊PID復(fù)合控制應(yīng)用于高壓酸浸礦漿預(yù)熱壓力控制,既可以充分發(fā)揮模糊控制的響應(yīng)速度快、適應(yīng)范圍寬的優(yōu)點,又可以充分發(fā)揮PID控制的靜態(tài)性能好、控制精度高的特點。(4)搭建了仿真實驗環(huán)境,進行了仿真實驗比較驗證。將在Matlab中建立的模糊控制器、擾動觀測器和壓力過程模型與PlantCruise系統(tǒng)建立的PID控制器通過OPC通訊的方式連接,仿真實驗驗證和比較常規(guī)PID控制、基于擾動觀測器的PID控制和模糊PID復(fù)合控制三種控制方法在穩(wěn)定壓力過程中的有效性和優(yōu)越性。
【學(xué)位單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TF35
【部分圖文】：

第２章高壓酸浸過程描述及閃蒸，進入到后續(xù)工段。??用三級礦漿預(yù)熱的形式。所謂礦漿預(yù)熱是指礦漿的底部進入，礦漿與從閃蒸回來進入預(yù)熱器的蒸。由于紅土鎳礦漿普遍存在粘度高的特性，這導(dǎo)致結(jié)垢，因此礦漿預(yù)熱過程適合采用直接換熱的方式示，采用的是逆流直接接觸換熱式預(yù)熱器，其中預(yù)預(yù)熱器中速度減慢，延長礦漿與蒸汽直接混合時圖２．１中，礦漿由高壓酸浸礦漿給料槽進入低溫預(yù)到９４°Ｃ左右，然后通過兩級串聯(lián)離心泵將礦漿送回進入中溫預(yù)熱器的蒸汽換熱到１６０°Ｃ左右，礦漿器的礦漿送至高溫礦漿預(yù)熱器內(nèi)，經(jīng)返回到高溫預(yù)右。??汽體入口?ｉ??

圖２．７預(yù)熱器水力學(xué)、熱力學(xué)集成模型??Ｆｉｇ．?２．７?Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ?ａｎｄ?ｄｙｎａｍｉｃｓ??——

東北大學(xué)碩士學(xué)位論文?第２章高壓酸浸過程描述及礦漿預(yù)熱過程分析??的高壓釜液位控制閥和高壓閃蒸槽液位控制閥通過影響高壓釜和高壓閃蒸內(nèi)的液位，其??液位高度的變化會影響進入預(yù)熱器蒸汽的變化，從而間接影響高溫預(yù)熱器壓力；不可測??的高壓閃蒸槽排汽壓力和高壓閃蒸槽進料和出料流量間接影響高溫預(yù)熱器壓力。??因此，可以進一步簡化為如圖２．１０所示的因素分析。??進料??
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李少龍;傅建國;殷書巖;;紅土鎳礦高壓酸浸工程設(shè)計綜述[J];中國有色冶金;2013年05期

2 孫亞民;張明;;高壓酸浸鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化[J];中國有色冶金;2013年05期

3 傅建國;劉誠;;紅土鎳礦高壓酸浸工藝現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)[J];中國有色冶金;2013年02期

4 王述彥;師宇;馮忠緒;;基于模糊PID控制器的控制方法研究[J];機械科學(xué)與技術(shù);2011年01期

5 王虹;鄧海波;路秀峰;;重要有色金屬資源——紅土鎳礦的現(xiàn)狀與開發(fā)[J];甘肅冶金;2009年01期

6 李小明;唐琳;劉仕良;;紅土鎳礦處理工藝探討[J];鐵合金;2007年04期

7 蘭興華;;從鎳紅土礦中回收鎳的技術(shù)進度[J];世界有色金屬;2007年04期

8 牛志剛;張建民;;應(yīng)用于直線電機的平滑切換模糊PID控制方法[J];中國電機工程學(xué)報;2006年08期

9 沈斌,劉麗丹,許偉明;基于MATLAB的模糊控制開發(fā)平臺[J];儀器儀表學(xué)報;2005年S1期

10 劉紅波,李少遠(yuǎn),柴天佑;一種基于模糊切換的模糊復(fù)合控制器及其應(yīng)用[J];控制與決策;2003年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李棟;低品位鎳紅土礦濕法冶金提取基礎(chǔ)理論及工藝研究[D];中南大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 劉琳琳;基于METSIM軟件的豎爐過程控制仿真系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[D];東北大學(xué);2014年

2 郭侃侃;高壓酸浸仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[D];東北大學(xué);2010年

3 趙字羽;礦漿預(yù)熱過程計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)[D];東北大學(xué);2010年

4 何忠亮;基于新擾動觀測器的魯棒控制系統(tǒng)設(shè)計[D];華南理工大學(xué);2010年

本文編號：2847210