[发明专利]一种基于蓄热式烧嘴的加热炉温度控制方法

说明书

技术领域

本发明属于加工领域，尤其涉及一种基于蓄热式烧嘴的加热炉温度控制方法。

背景技术

热风炉是冷轧工艺流程中对带钢进行加热式烘干处理的重要工序之一，一般热风炉都采用传统辐射管进行加热，控制系统是常规的PID(Proportional Integral Derivative Controller，比例积分微分调节器，简称PID)闭环模拟连续控制系统，通过调节燃烧气体的流量控制炉温。蓄热式烧嘴具有很好的节能降耗特性，在热风炉改造中大量应用，但由于两种烧嘴燃烧特性不同，其控制系统就不能简单地照搬常规闭环模拟连续控制方式，需作相应的考虑。

传统热风炉改造中，当使用蓄热式烧嘴替代原传统式烧嘴时，也有利用原来的常规PID闭环模拟控制系统的，但它仅适用于温度变化不大的场合，此时燃气流量不会过小，不会引起废气温度过高等问题。如果应用在温度变化较大、变化速度较高的场合(如连续对不同规格带钢加热)，就会出现燃气流量大范围变化，当燃气流量过小时废气温度会因蓄热式烧嘴特性急剧升高，导致原有炉温模拟连续控制系统不能稳定和精确控制炉温，所以必需采用其它方法。如果不考虑投资和原系统的利用问题，一般都是采用适合于蓄热式烧嘴的全数字离散控制系统替代原系统，这样就会造成投资加大、原系统报废以及新系统调试风险增加等一系列问题，极大地制约了改造的稳妥性和经济性。

蓄热式烧嘴工作原理：蓄热式燃烧主要由燃烧器、蓄热体、切换系统及控制系统组成。两个燃烧器成对使用，并作周期性交互式燃烧-停烧运行。

如图1所示，当燃烧器A进行燃烧时，燃烧器B则停烧，并作为高温废气排放通道。A燃烧时，空气首先经A的蓄热体得到预热，然后与进入A中

由于上述特点，对传统烧嘴炉子进行改造时，如果完全沿用原有控制方式，会造成炉温控制系统状态不稳定。归纳起来主要有如下两个问题：

(1)当温度高于设定值时，原温控系统会逐渐减少空气、煤气流量V的输入，由于蓄热式烧嘴的特有性质，当V减少到某值以下(如40％)时废气温度会迅速升高，超过安全界限，引起保护功能动作，切断主煤气使热风炉停机，这个40％是一个平衡点；

(2)当温度达到设定值时，原温控系统对蓄热式烧嘴的控制作用较弱，无法实现快速稳定控制，造成温度继续上升，系统稳定性变差；

发明内容

本发明的目的是提供一种基于蓄热式烧嘴的加热炉温度控制方法，解决使用蓄热式烧嘴带来的原系统炉温控制不适应，以及全数字离散控制系统投资大的问题，同时考虑减少煤气开闭阀的动作次数，充分利用原模拟连续控制系统功能，开发简易数字离散控制系统，有机结合两者特性实现基于蓄热式烧嘴改造的加热炉温度控制。

本发明的技术构思如下：利用蓄热式烧嘴废气温度T与空气、煤气流量V成反比例关系，以及在大于一定流量V的情况下废气温度T不会太高这个特点，选定一个流量平衡点(所谓“平衡点”是指通过试验确定一个流量值，当小于它时废气温度可能会大幅升高，引起系统保护动作切断主煤气；当大于它时废气温度不会过高，系统保护不动作，可以进行正常的温度控制)，在大于这个平衡点时使用原模拟连续控制系统，在小于这个平衡点时采用简易数字离散控制系统，即此时流量V不再减小，而是通过关闭或接通若干烧嘴的离散控制方式(ON/OFF方式)进行流量V的调节，首先将炉温预控到某个值，使流量V可以再次回到较大位置，然后进行模拟连续控制。简单地说，就是大流量时用原系统的模拟连续控制，小流量时用新开发的简易数字离散控制，再配合模拟连续控制来适应蓄热式烧嘴的炉温控制要求，这样不但充分利用了原系统，也降低了煤气开闭阀的动作次数。

本发明的目的是这样实现的：一种基于蓄热式烧嘴的加热炉温度控制方法，空气、煤气流量大于平衡点时，以模拟连续控制方式控制；当空气、煤气流量小于平衡点时，停止模拟连续控制，对炉子各个烧嘴中的部分烧嘴进

等一系列问题，减少改造风险，充分利用原系统，在满足控制要求的情况下减少投资。

附图说明

以下结合附图和具体实施例来对本发明作进一步说明。

图1为蓄热式烧嘴原理图；

图2为传统烧嘴的特征示意图；

图3为蓄热式烧嘴的特性示意图；

图4为温度控制示意图。

图中，蓄热体1。

具体实施方式

实施例1