加热炉燃烧控制系统的改进

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1、2002年9月控制工程Sep.2002第9卷第5期ControlengineeringofChinaVol.9，No.5!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：1671-7848（2002）05-0030-04加热炉燃烧控制系统的改进汤秀琴，陶军（鞍山科技大学电信学院，辽宁鞍山114044）摘要：以某厂板材热处理加热炉为研究对象，从产量和节能两个方面的要求设计了合理的热工制度及控制方案。采用双交叉限幅燃烧控制方式，经仿真实验和初步投入运行结果表明，这种控制策略能大幅度地改变控制性能。关键词：加热炉

2、燃烧控制；热处理；系统仿真中图分类号：TP273文献标识码：B的安全性也低。按图1所示的控制方式，一般采1引言用常规仪表，当负荷急剧变化时，其响应曲线如图加热炉是冶金、炼油化工等部门很典型的热2所示。从中可以看出，当负荷急增时，燃料量也工设备，它的能耗很大。在满足热负荷要求的前随之增加。由于比值控制的作用，空气量虽然也提下，如何使热效率最高，经济效益最大，是很有随着燃料量的增加而增加，但空气过剩系数!却研究价值的工业课题。本文以某厂板材热处理加低于设定数值，从而导致冒黑烟。当负荷急减时，热炉为研究对象，对控制方式进行重新设计，使之燃料先减，空气量后减，导致空气过剩系数高于设达到最佳燃烧控

3、制，取得较大的节能和经济效果。定值，由此使NO增多，形成公害。!2原控制方式的缺陷原控制系统如图1所示。它采用的是温度流量串级并行控制方式。这种控制方式虽然能把温度稳定控制在工艺要求的范围内，但当负荷突然变化时，不能精确控制所需空气过剩系数在!1.02!1.10之间，因而达不到最佳燃烧的要求，节能效果差，而且容易造成环境污染；另外，燃烧图"负荷急剧变化时的响应曲线3控制系统方案的选择为了解决上述问题，采用双交叉限幅燃烧控制方案。这种方案能保证在负荷波动或稳定时，燃料与空气配比合理地燃烧，炉内空气过剩率!值在最佳限制区域内变化。某厂板材热处理加热炉使用天然气做燃料，原来选用喷射式烧嘴，工作

4、制度为两段连续式，燃料分配是：均热段为40%，图!温度流量串级并行控制方式流程图预热段为60%；允许炉温"1200C；烧嘴前天然收稿日期：2001-09-21作者简介：汤秀琴（1957-），女，辽宁鞍山人，大学本科，高级工程师，主要从事工业控制及自动化等方面的研究工作。第5期汤秀琴等：加热炉燃烧控制系统的改进·31·气压力原设计在78480pa以上。由于天然气压力要求。例如工艺对炉温偏差要求更高，炉内气氛时高时低，低时造成供热能力不足，达不到应有的随着不同的钢种改变后也要比较稳定等等。由于产量，严重时炉温达不到工艺所需温度，既影响产稳定的炉气气氛对于冷轧板材质起着重要作用，量又浪费天然气

5、。为了研究新的、合理的热工制在其他条件相对稳定的情况下，炉气气氛主要随度及控制方案，首先根据产量的要求，对供热能力着空燃比变化而变化。为了抑制空燃比的变化，重新作了核算，对炉体结构作了必要的修改，将喷采用同步双交叉限幅燃烧控制方案，可达到最佳射式烧嘴改为平焰式烧嘴，并设置了空气换热器。燃烧控制的要求。控制系统流程图如图3所示。采取这些措施后，对热工控制提出了新的较高的图中略去了比值校正、流量的温压补正环节。TIC01~U高选!-!!-"高选低选!-#!-低选U!UFICFIC0102GASAIR燃料流量加热段炉温温度空气流量图!双交叉燃烧控制流程图其中TIC／01，FIC／0

6、1，FIC／02分别是01!温E

7、K）／!SHG-SLG它决定了上下限幅值之间的调差宽度。AD