一種加熱爐燃燒過程控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于加熱爐控制技術領域，更具體地說，涉及一種加熱爐燃燒過程控制系統。
【背景技術】
[0002]冶金行業加熱爐的主要任務是按軋機的軋制速度加熱鋼坯，使鋼坯在出爐時達到軋制所要求的溫度。因此對加熱爐的基本要求是在滿足加熱質量和產量的前提下，最大限度的降低燃料消耗和減少氧化燒損。鋼鐵工業是能源消耗大戶，其中冶金加熱爐的能耗就占鋼鐵總能耗的25%，提高加熱爐的熱效率，降低能耗，對整個鋼鐵企業的節能具有重要的意義。
[0003]目前，常規的加熱爐主要結構為:煤氣總管通過煤氣支管閥門連接至燒嘴，空氣總管通過空氣支管閥門連接至燒嘴，空氣總管與風機相連通，燒嘴安裝在爐膛上。普通的加熱爐燃燒系統控制原理簡單，操作人員在操作室無法調節空氣總管的風壓和風量，風機閥門開度一般情況下不調節，加熱爐由快節奏轉為保溫狀態后，均熱段與加熱二段的煤氣、空氣流量減小，如果預熱段與加熱一段的煤氣、空氣流量也隨之減少，則會產生空氣管網壓力過高，有時產生風機振喘。因此，在實際操作中，總空氣流量不變，會造成很多情況下空氣量過大。同時預熱段與加熱一段的煤氣、空氣流量不能同步減少，造成爐尾煙氣量偏大，大量熱量被煙氣帶走，產生巨大的能源浪費。
[0004]通過專利檢索，關于加熱爐控制的技術方案已有公開，如，中國專利申請號201210495126.1，申請日2012年11月29日，該申請案公開了一種軋鋼加熱爐優化控制系統，首先根據不同鋼坯類型、生產節奏、鋼坯的初始溫度和出爐溫度建立爐溫在線設定器，采用控制爐溫的方法控制鋼坯出爐溫度；基于各種工況下的熱效率模型，計算加熱爐負荷變化量并作為爐溫前饋值，實現負荷波動下的加熱爐爐溫高精度控制；在此基礎上，通過建立空燃比優化控制模型，尋找最佳的空燃比，使加熱爐的燃燒狀況達到最佳，達到了節約燃料和降低鋼損的目的。該申請案的控制過程復雜，在提高加熱爐的熱效率，降低能耗方面仍需進一步改進。
【實用新型內容】
[0005]1.實用新型要解決的技術問題
[0006]本實用新型的目的在于克服現有技術中加熱爐的熱效率低，燃料消耗高的不足，提供了一種加熱爐燃燒過程控制系統，采用本實用新型的技術方案，節約了煤氣消耗約15 %，減少了鋼坯氧化燒損，同時減小了風機喘振影響。
[0007]2.技術方案
[0008]為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為:
[0009]本實用新型的一種加熱爐燃燒過程控制系統，包括煤氣總管、空氣總管、爐膛、燒嘴、空氣支管閥門和煤氣支管閥門，所述的煤氣總管通過煤氣支管閥門連接至燒嘴，所述的空氣總管通過空氣支管閥門連接至燒嘴，空氣總管與風機相連通，上述的燒嘴安裝在爐膛上，還包括一級機控制支路和工控機控制支路，其中:所述的一級機控制支路包括一級機、煤氣總管閥門和空氣總管閥門，所述的煤氣總管閥門安裝在煤氣總管上，空氣總管閥門安裝在空氣總管上，一級機的控制輸出端分別與煤氣總管閥門、空氣總管閥門相連接；所述的工控機控制支路包括工控機、壓力流量傳感器、變頻器和壓力流量調節器，所述的空氣總管上安裝有壓力流量傳感器，該壓力流量傳感器與工控機的輸入端相連，所述的變頻器與風機相連，該變頻器上還連接有壓力流量調節器，且變頻器與工控機的控制輸出端相連；上述的工控機與一級機相連。
[0010]更進一步地，還包括變頻器冷卻系統，該變頻器冷卻系統安裝在變頻器上，用于對變頻器進行冷卻。
[0011]更進一步地，在爐膛的爐膛煙氣出口處設有煙道，該煙道與空氣總管的交匯處安裝有空氣預熱器。
[0012]更進一步地，所述的空氣總管閥門和壓力流量傳感器安裝在風機與空氣預熱器之間的空氣總管上。
[0013]3.有益效果
[0014]采用本實用新型提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果:
[0015](I)本實用新型的一種加熱爐燃燒過程控制系統，設計了一級機控制支路和工控機控制支路，通過一級機控制煤氣總管閥門和空氣總管閥門，且通過工控機的輸入端相連有壓力流量傳感器，工控機的控制輸出端與變頻器相連，通過變頻器控制風機工作，同時，通過工控機實現了風機變頻器調節與一級機調節聯鎖控制，使得操作人員可在操作室完成調節過程，采用本實用新型的技術方案節電量能夠達到38%，減少了風機管網阻力損失，同時減小了風機喘振影響。
[0016](2)本實用新型的一種加熱爐燃燒過程控制系統，通過壓力流量傳感器反饋調節變頻器和一級機，使得可以便捷調整加熱爐燃燒過程的空燃比，節約了煤氣消耗約15%，在降低了能源消耗的同時減少了鋼坯氧化燒損率，具有良好的應用功能。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的一種加熱爐燃燒過程控制系統的結構框圖。
[0018]圖中:1、一級機；2、煤氣總管；3、煤氣總管閥門；4、煙道；5、空氣預熱器；6、爐膛煙氣出口 ；7、空氣支管閥門；8、煤氣支管閥門；9、燒嘴；10、爐膛；11、工控機；12、壓力流量傳感器；13、風機；14、空氣總管；15、空氣總管閥門；16、壓力流量調節器；17、變頻器；18、變頻器冷卻系統。
【具體實施方式】
[0019]為進一步了解本實用新型的內容，結合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。
[0020]實施例1
[0021]結合圖1，本實施例的一種加熱爐燃燒過程控制系統，包括煤氣總管2、空氣總管
14、爐膛10、燒嘴9、空氣支管閥門7和煤氣支管閥門8，所述的煤氣總管2通過煤氣支管閥門8連接至燒嘴9，所述的空氣總管14通過空氣支管閥門7連接至燒嘴9，空氣總管14與風機13相連通，上述的燒嘴9安裝在爐膛10上。在爐膛10的爐膛煙氣出口 6處設有煙道4，該煙道4與空氣總管14的交匯處安裝有空氣預熱器5，空氣預熱器5利用煙道4中煙氣的熱量對空氣總管14中的助燃空氣進行預熱。
[0022]本實施例還包括一級機控制支路和工控機控制支路，其中:本實施例中的一級機控制支路包括一級機1、煤氣總管閥門3和空氣總管閥門15，所述的煤氣總管閥門3安裝在煤氣總管2上，空氣總管閥門15安裝在空氣總管14上，且空氣總管閥門15安裝在風機13與空氣預熱器5之間的空氣總管14上，一級機I的控制輸出端分別與煤氣總管閥門3、空氣總管閥門15相連接。本實施例通過一級機I可以同時控制煤氣總管2上的煤氣總管閥門3和空氣總管14上的空氣總管閥門15。為了進一步改進本實施例中的一級機控制系統，本實施例設計了工控機控制支路，工控機控制支路包括工控機11、壓力流量傳感器12、變頻器17和壓力流量調節器16，所述的空氣總管14上安裝有壓力流量傳感器12，且壓力流量傳感器12安裝在風機13與空氣預熱器5之間的空氣總管14上，該壓力流量傳感器12與工控機11的輸入端相連，所述的變頻器17與風機13相連，變頻器冷卻系統18安裝在變頻器17上，用于對變頻器17進行冷卻，該變頻器17上還連接有壓力流量調節器16，且變頻器17與工控機11的控制輸出端相連，工控機11與一級機I相連。
[0023]通過工控機11實現了風機變頻器調節與一級機調節聯鎖控制，針對不同生產狀況下不同的煤氣流量，將煤氣流量分為若干區域，每個煤氣流量區域對應不同的管網壓力。當煤氣流量波動較大時，即煤氣流量超出某一設定范圍，工控機11將會給風管相應的壓力值，進而通過變頻器17調節風機13來達到風管相應的壓力值。當煤氣流量小范圍變化時，即煤氣流量未超出設定范圍，則煤氣流量可通過一級機I調節空氣總管閥門15來實現。本實施例通過一級機I控制煤氣總管2中的煤氣流量，空氣總管14中助燃空氣的壓力和流量通過壓力流量傳感器12反饋到工控機11，通過工控機11將助燃空氣的壓力和流量調節信號傳遞給變頻器17，從而控制助燃空氣的壓力和流量，使得可以便捷調整加熱爐燃燒過程的空燃比，節約了煤氣消耗約15%，在降低了能源消耗的同時減少了鋼坯氧化燒損率，具有良好的應用功能。
[0024]以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種加熱爐燃燒過程控制系統，包括煤氣總管(2)、空氣總管(14)、爐膛(10)、燒嘴(9)、空氣支管閥門(7)和煤氣支管閥門(8)，所述的煤氣總管(2)通過煤氣支管閥門(8)連接至燒嘴(9)，所述的空氣總管(14)通過空氣支管閥門(7)連接至燒嘴(9)，空氣總管(14)與風機(13)相連通，上述的燒嘴(9)安裝在爐膛(10)上，其特征在于:還包括一級機控制支路和工控機控制支路，其中: 所述的一級機控制支路包括一級機(I)、煤氣總管閥門(3)和空氣總管閥門(15)，所述的煤氣總管閥門(3)安裝在煤氣總管(2)上，空氣總管閥門(15)安裝在空氣總管(14)上，一級機(I)的控制輸出端分別與煤氣總管閥門(3)、空氣總管閥門(15)相連接； 所述的工控機控制支路包括工控機(11)、壓力流量傳感器(12)、變頻器(17)和壓力流量調節器(16)，所述的空氣總管(14)上安裝有壓力流量傳感器(12)，該壓力流量傳感器(12)與工控機(11)的輸入端相連，所述的變頻器(17)與風機(13)相連，該變頻器(17)上還連接有壓力流量調節器(16)，且變頻器(17)與工控機(11)的控制輸出端相連；上述的工控機(11)與一級機(I)相連。
2.根據權利要求1所述的一種加熱爐燃燒過程控制系統，其特征在于:還包括變頻器冷卻系統(18)，該變頻器冷卻系統(18)安裝在變頻器(17)上，用于對變頻器(17)進行冷卻。
3.根據權利要求1或2所述的一種加熱爐燃燒過程控制系統，其特征在于:在爐膛(10)的爐膛煙氣出口(6)處設有煙道(4)，該煙道(4)與空氣總管(14)的交匯處安裝有空氣預熱器(5)。
4.根據權利要求3所述的一種加熱爐燃燒過程控制系統，其特征在于:所述的空氣總管閥門(15)和壓力流量傳感器(12)安裝在風機(13)與空氣預熱器(5)之間的空氣總管(14)上。
【專利摘要】本實用新型公開了一種加熱爐燃燒過程控制系統，屬于加熱爐控制技術領域。本實用新型中的一級機控制支路包括一級機、煤氣總管閥門和空氣總管閥門，煤氣總管閥門安裝在煤氣總管上，空氣總管閥門安裝在空氣總管上，一級機的控制輸出端分別與煤氣總管閥門、空氣總管閥門相連接；工控機控制支路包括工控機、壓力流量傳感器、變頻器和壓力流量調節器，空氣總管上安裝有壓力流量傳感器，該壓力流量傳感器與工控機的輸入端相連，變頻器與風機相連，該變頻器上還連接有壓力流量調節器，且變頻器與工控機的控制輸出端相連；工控機與一級機相連。采用本實用新型的技術方案節電量能夠達到38％，減少了風機管網阻力損失，同時減小了風機喘振影響。
【IPC分類】F23N5-00, F23N1-02
【公開號】CN204388118
【申請號】CN201520022270
【發明人】劉長青, 許朋, 史德明
【申請人】安徽欣創節能環保科技股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月13日