步进式加热炉燃烧控制系统

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1、步进式加热炉燃烧控制系统董君祥%，盛翊智%，张志伟!（%(华中科技大学，湖北武汉，)*""’)；!(柳州钢铁股份有限公司，广西柳州，+)+""!）摘要：结合生产现场实际，介绍了柳州钢铁股份有限公司棒线材厂棒材连轧步进式加热炉燃烧控制系统的设计原理、硬件组成以及主要控制功能和控制特点。关键词：加热炉；燃烧控制；组成；控制原理中图分类号：,-*"’文献标识码：.文章编号：%""%#)&$（+!""!）")#"**’#"*柳州钢铁股份有限公司棒线厂棒材步进式加制、参数采集和数据处理。其功能主要包括：加热热炉主要加热对象为%"

2、/长%+"//!断面的普碳炉温度自动控制、炉压自动控制、助燃空气及混合钢和低合金钢坯，设计加热能力为冷坯%%"012，热煤气压力控制、热风放散及烟道掺冷风控制、系统坯%*"012，设计年产量为’"万0。该加热炉沿长中在用设备的报警和故障动作的控制执行。第二度方向设置*个温度可控制段，包括预热段、加热级为钢坯加热最优化过程计算机控制与管理系段和均热段，其中预热段靠加热炉产生的烟气预统。它作为系统操作站，主要完成加热炉生产全热钢坯，加热段和均热段共设3个温度控制段。过程的操作、参数设定、参数显示和在线数据的监该加热炉!""

3、!年)月初投产，+月份达到了设计控，同时完成总体和分组流程画面、回路调整及其产量。本文主要介绍该步进式加热炉燃烧控制系画面、故障报警画面、瞬时和历史趋势画面、故障统的硬件组成、主要控制功能及其设计原理与控报警与系统控制参数的打印等功能。制特点。本文只对燃烧控制系统中的炉温控制进行详述，对炉压的自控只进行简单的功能说明。%系统硬件组成及其主要控制功能!系统的设计原理该加热炉燃烧控制系统的硬件组成如图%所示。为了节能和简化控制系统的设计，以及减少污染气体的对外排放和保证煤气的完全燃烧，设计中系统采用了双交叉限幅控制方式进行

4、燃烧的自动控制，以提高系统空燃比的稳定性，增强炉温的控制效果。系统燃烧控制采用流量内环和炉温外环的I74调节系统来完成炉内温度的自动调节。具体的实现方式为：456控制系统先对各有效炉温控制点进行多点采样比较，将采样点的温度差值送入I74调节器（温度外环）进行温度趋势调节；同时将温度外环I74调节器的输出值送入流量内环图!燃烧控制系统硬件配置图的I7调节器，再对系统中空气和煤气的输出进行该步进式加热炉燃烧控制系统设两级计算机偏差调节，以最终实现加热炉的温度自动控制。控制。第一级为过程检测和控制，采用分布式集双交叉限幅系统

5、原理如图!所示。图中所示中控制系统456（476,879:,;45<=,8<>6?6@的双交叉限幅系统由%个温度调节器、%个煤气,;A），选用一套BCDEFGEHH公司的IHJD0KLJME5!""流量调节器、%个空气流量调节器、)个高低选择系统对加热炉的燃烧过程进行自动控制。作为系器和一些运算单元构成。系统中温度调节器采用统控制站，456主要完成检测控制内容的回路控I74型反作用式，空气和煤气流量调节器采用I7收稿日期：!""!#"$#!%作者简介：董君祥（%&’!—），男，华中科技大学，硕士生(万方数据%%7比较，

6、因+2)，故选+为输出，此时+成为煤气调节器的设定值，即+)（!..3’%）-’（0!..!"）).14$$-’0!"。"对空气回路来讲，因!减小，!2,，#$输出为!，又因为!2*，所以56输出为*，由*作为空气调节器的给定值，*)（!..3’"）-(0!..).14$$-(。上述情况表明：降温时，煤气和空气同时取下限限幅值；随着温度的下降，!值逐渐增大，当温度降低到温度调节器的%&)$%时，双交叉限幅调节过程结束。双交叉限幅控制系统是在单交叉限幅设置发烟界限限制的基础上增加了空气过剩界限限制的一种控制系统。双交叉限

7、幅可消除单交叉限幅空气过剩和减轻煤气流量系统互相影响引起的振图!双交叉限幅系统原理图荡。由上述分析可知，当炉内检测点的温度改变型反作用式。时，温度调节器./0的输出会发生相应变化，而燃烧控制系统的主要目的是将炉温控制在允空气和煤气的流量设定值均不直接跟踪./0的许的范围内，并保证燃烧过程的合理性。在加热改变。空气和煤气的流量实际值交替地跟踪对方炉的加热段和均热段，每个温度控制调节器的输的流量实际值的变化，变化速度取决于双边系统出值!，通过"，#选择器作为煤气和空气流量内的惯性。同无限幅的系统相比，本系统是将./0环调节

8、器的设定值$%，各段热电偶为温度调节器的输出对下面直接大幅度设定改成由对象时间常提供测量值%&。系统中的限幅值’!，’"取值为数规定的小幅度的设定，是等待对方流量变化后#($，’%，’#取值为&（调试值），)，*，+，,为空气、再进行己方控制的过程，从而使动态响应时间变燃料的测量修正值；-’，-(分别为空气、煤气的相长，超调量相应