热风炉送风温度控制系统的设计

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1、学号：课程设计题目热风炉送风温度控制系统设计学院自动化学院专业自动化卓越工程师班级自动化zy1201班姓名指导教师傅剑2015年12月8日课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化zy1201指导教师：傅剑工作单位：武汉理工大学题目:热风炉送风温度控制系统的设计初始条件：炼钢高炉采用内燃式热风炉,燃烧所采用的燃料为高炉煤气和转炉煤气。两种燃料混合后进入热风炉燃烧室,再与助燃空气一起燃烧,要求向高炉送风温度达到1350℃，则炉顶温度必须达到1400℃±10℃。要求完成的主要任务:1、了解内燃式热风炉工艺设备2、绘制内燃式热风炉温度控制系统方案图

2、3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数4、撰写系统调节原理及调节过程说明书时间安排11月3日选题、理解课题任务、要求11月4日方案设计11月5日-11月8日参数计算撰写说明书11月9日答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录前言11.热风炉工艺21.1主要结构............................................................................................................................21

3、.2工作方式31.2.1直接式高净化热风炉31.2.2间接式热风炉31.3工作原理31.4高炉炼铁、转炉炼钢工艺流程42.热风炉温度控制方案设计72.1熟悉工艺过程，确定控制目标72.2选择被控变量72.3选择操纵变量72.4确定控制方案72.5温度传感器的选择82.6执行器的选择92.7调节器的选择103.小结124.参考文献13前言热风炉是现代大型高炉主体的一个重要组成部分，其作用是把从鼓风机来的冷风加热到工艺要求的温度形成热风，然后从高炉风口鼓入，帮助焦炭燃烧。所以热风炉的热风温度大小或稳定与否都对于整个高炉炼铁有着很大的影响。所以我

4、们要做一套设计，控制热风炉的温度，保证生产的正常进行。本次课程设计正是针对于转炉炼钢生产中热风炉的单炉送风系统，利用单闭环系统进行负反馈控制，使得热风炉的热风温度能够达到转炉炼钢生产的工艺要求。国内大部分高炉均采用每座高炉带3至4台热风炉并联轮流送风方式，保证任何瞬时都有一座热风炉给高炉送风，而每座热风炉都按：燃烧-休止-送风-休止-燃烧的顺序循环生产。当一座或多座热风炉送风时，另外的热风炉处于燃烧或休止状态。送风中的热风炉温度降低后，处于休止状态的热风炉投入送风，原送风热风炉即停止送风并开始燃烧、蓄热直至温度达到要求后，转入休止状态等待下

5、一次送风。131.热风炉工艺1.1主要结构热风炉是将鼓风机送出的冷风加热成热风的设备。通过提高高炉鼓风温度，可以增加喷煤量，降低燃料比。热风炉的原理是借助煤气燃烧将热风炉格子砖烧热，然后再将冷风通入格子砖。冷风被加热并通过热风管道送往高炉。目前蓄热式热风炉有三种基本结构形式，即内燃式热风炉、外燃式热风炉、顶燃式热风炉。如下使用的是双球形内燃式热风炉。传统内燃式热风炉及主要组织部分（如图1-1所示[4]）包括燃烧室和蓄热室两大部分，并由炉基、炉底、炉衬、炉箅子、支柱等构成。热风炉主要尺寸决定于高炉有效容积、冶炼强度要求的风温。拱顶构造主体结构

6、燃烧室构造图13图11.2工作方式1.1.1直接式高净化热风炉　　就是采用燃料直接燃烧，经高净化处理形成热风，而和物料直接接触加热干燥或烘烤。该种方法燃料的消耗量约比用蒸汽式或其他间接加热器减少一半左右。因此，在不影响烘干产品品质的情况下，完全可以使用直接式高净化热风。1.1.2间接式热风炉　　主要适用于被干燥物料不允许被污染，或应用于温度较低的热敏性物料干燥。如：奶粉、制药、合成树脂、精细化工等。此种加热装置，即是将蒸气、导热油、烟道气等做载体，通过多种形式的热交换器来加热空气。1.3工作原理高炉热风炉按工作原理可分为蓄热式和换热式两种。

7、蓄热式热风炉，按热风炉内部的蓄热体分球式热风炉（简称球炉）和采用格子砖的热风炉，按燃烧方式可以分为顶燃式，内燃式，外燃式等几种，提高热风炉热风温度是高炉强化冶炼的关键技术。如何提高风温，是业内人士长期研究的方向。常用的办法是混烧高热值煤气，或增加热风炉格子砖的换热面积，或改变格子砖的材质、密度，或改变蓄热体的形状（如蓄热球），以及通过种种方法将煤气和助燃空气预热。热风炉主要有三种工作状态：即燃烧状态、送风状态和闷炉工作状态。(1)热风炉燃烧状态热风炉处于燃烧状态时，通过热风炉煤气管道和助燃空气管道向热风炉送入高炉煤气和助燃空气，高炉煤气和助

8、燃空气燃烧产生热烟气使热风炉蓄热；热风炉处于燃烧状态时，其废气阀、烟道阀、助燃空气燃烧阀、高炉煤气燃烧阀、高炉煤气切断阀等阀均处于开启状态，其它各阀（切断阀）均处于关闭状态。(2