高炉炉顶煤气余压回收透平发电装置(TRT)作为一种高效的二次能源回收装置,其运行的前提是必须确保高炉正常生产,即高炉炉顶压力的稳定。本课题设计和研究的重点立足于满足1350m3高炉生产实际的情况下,实现TRT静叶对高炉顶压的有效、稳定控制。本文的主要工作和成果如下:1.结合高炉生产工艺流程和TRT高炉顶压控制系统特点,确定1350m3高炉TRT装置顶压控制系统设计原则和总体的设计方案。2.根据TRT系统设计方案,进行1350m3高炉TRT自动控制系统硬件设计和软件设计;采用西门子S7-400H系列PLC,以梯形图为主要的逻辑表达方式,完成透平机组过程控制系统的主干程序编程,实现TRT对1350m3高炉顶压有效、稳定的控制。3.根据1350m3高炉生产工艺和设备装备条件,对TRT装置高炉顶压控制系统进行理论分析,采用机理建模和基于现场实际运行数据的系统辨识相结合的方法,分别建立了高炉正常生产和TRT故障停机紧急切换瞬间高炉顶压控制系统数学模型,并对模型进行了分析和仿真验证,仿真结果表明模型基本满足高炉实际运行状况。4.TRT高炉顶压控制系统优化控制算法研究,针对高炉正常生产情况下的TRT系统主回路,结合现代控制理论,提出并设计了Smith-Fuzzy PID控制算法,并利用MATLAB对系统进行仿真,实现高炉顶压控制系统的升级和优化。同时,将Smith-Fuzzy PID控制算法与其他控制算法进行了仿真比较,模拟验证该算法控制效果的有效性和鲁棒性。