Model-based control of a thermal regenerator. Part 1: dynamic model

Muske, Kenneth R.; Howse, James W.; Hansen, Glen; Cagliostro, D.J.

doi:10.1016/s0098-1354(00)00614-1

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“…During the specification definition phase of CAPTURE, the partners decided that the type of ceramic regenerator to be modelled was to be a honeycomb with straight channels (see Figure 5). This model (CeramicRegenerativeBed1D) is based on the modelling approach presented by Muske et al (Muske, 2000). Even though it was originally meant for checkerwork regenerators, the model may be used for other regenerators with the same type of geometry, i.e.…”

Section: Dynamicpipe and Thementioning

confidence: 99%

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Modeling and simulation of fixed bed regenerators for a multi-tower decoupled advanced solar combined cycle

Mesonero

Febres

Pérez

2017

Linköping Electronic Conference Proceedings

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Two dynamic models of fixed bed regenerators for metallic and ceramic configurations have been developed in Modelica. These models have been both worked out within CAPTURE European project and will serve as design tool for a fixed bed regenerative heat exchange system. The present article describes in detail both models and presents a case study that compares experimental and simulation results for the testing of a ceramic honeycomb regenerative matrix.

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Section: Dynamicpipe and Thementioning

confidence: 99%

“…A new option was added to the list of classes for the heat transfer that describes the convective heat transfer with a correlation for rough pipes by Bhatti and Shah (Muske 2000).…”

Section: Fluid Phasementioning

confidence: 99%

Modeling and simulation of fixed bed regenerators for a multi-tower decoupled advanced solar combined cycle

Mesonero

Febres

Pérez

2017

Linköping Electronic Conference Proceedings

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Section: Introductionunclassified

“…Em (Amorim et al, 2010) testes de resposta do degrau e análise das fontes de distúrbio foram realizados com o objetivo de reduzir a variabilidade da malha de controle de temperatura. Melhores estraté-gias de controle podem ser utilizadas com modelos mais complexos, como os discutidos em (Muske et al, 2000a(Muske et al., e 2000b, porém com parâmetros mais difíceis de obter.Para possibilitar o estudo, em especial, do comportamento da vazão e temperatura do ar de saída do conjunto de regeneradores no momento da troca de ciclos, um piloto foi construído em Munaro et al (2011) e utilizado para vários levantamentos e testes de diferentes técnicas de controle (Munaro et al,2012). Entretanto, testes feitos posteriormente indicaram comportamentos diferentes do que ocorrem no processo original, levando a necessidade de modificações de seus atuadores e sensores.…”

unclassified

Instrumentação, modelagem e controle de vazão e temperatura deum piloto de regenerador de alto-forno

Dalmaso¹,

Munaro

2013

Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics

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AbstractThe control of temperature and flow in regenerators used in blast furnaces is a subject of great interest since its correct operation ensures the quality of the products generated in the blast furnace and minimizes energy costs. A pilot regenerator proposed in the literature has been redesigned with new instruments to correct undesirable behaviors observed in its operation, different from that of the real system it should emulate. New models were obtained, controllers were designed and with the new mass flow sensor installed, temperature control and flow presented good performance, even facing exchange of the regenerators that cause major disturbances.Keywords Modeling, blast furnace, process control, sensors and instrumentation.Resumo O controle de temperatura e vazão em regeneradores usados em altos-fornos é um assunto de grande interesse, pois sua correta operação garante a qualidade dos produtos gerados no alto-forno além de minimizar os custos com energia. Um piloto de regenerador proposto na literatura foi reprojetado e reinstrumentado de forma a corrigir comportamentos indesejáveis observados em sua operação, que diferiam do sistema real que deve emular. Novos modelos foram obtidos, controladores foram projetados, e com o novo sensor de vazão mássica instalado o controle de temperatura e vazão mostrou bom desempenho, mesmo face a trocas de regeneradores que causam grandes distúrbios.Palavras-chave Modelagem, alto-forno, controle de processos, sensores e instrumentação. IntroduçãoUma das matérias primas mais importantes utilizadas na produção do aço, presente em carros geladeiras, pontes, estruturas metálicas e em muitos outros itens, é o ferro gusa. O ferro gusa é produzido em um processo de oxirredução conduzido dentro de um equipamento chamado de alto-forno, onde alguns dos parâmetros mais importantes em sua produção são a temperatura e a vazão do ar quente insuflado através das ventaneiras dentro do corpo do forno, responsá-veis diretos pela qualidade do subproduto gerado. O processo de redução das matérias primas carregadas no forno a ferro gusa envolve temperaturas extremamente altas (superiores a 1000 o C) o que torna a condução de experimentos aplicados diretamente às instalações do processo, como feito em Jinsheng et al. (2008) e Choi et al. (2006), algo muito perigoso e potencialmente custoso, favorecendo assim o uso de um piloto que consiga, dentro de condições adequadas, o estudo de técnicas que possam ser posteriormente utilizadas no processo original.O equipamento responsável pela geração do ar quente no processo de fabricação de gusa é o regenerador. Uma torre cilíndrica revestida internamente de tijolos refratários com o objetivo de manter o calor gerado através da queima de gases, feita na câmara de mistura, e posteriormente conduzida por entre os refratários de suas paredes. Um alto-forno, dependendo de seu volume e geometria do regenerador, pode apresentar três ou quatro regenerados, os quais trabalham sempre alternando entre ciclos absorção de calor (aquecimento) e fornecime...

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“…Some researches were based on mathematical models, but they assumed uniform gas flow, and ignored the heat conduction in the height or radial directions. 5,[8][9][10] Zhong et al 11) predicted the inside temperature profile of brick in three dimensions, however, these models in the past are inadequate for performing a detailed design of hot stove. Since there is not a mathematical model that can simulate the temperature distribution of the whole region of the hot stove, a mathematical model that can estimate the phenomena exactly in the hot stove is strongly required.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%