[发明专利]热风炉自动寻优燃烧智能控制方法

说明书

技术领域

本发明用于冶金行业炼铁高炉热风炉系统燃烧控制。

背景技术

热风炉是高炉炼铁生产过程中的重要配套设备，其主要作用就是把鼓风加热到要求的温度，向高炉提供高温热风。高炉一般由3～4座热风炉交替送风，每座热风炉的工作过程是燃烧、送风的重复过程。煤气和助燃空气在燃烧器内混合后，在燃烧室里燃烧，产生高温烟气。蓄热室的格子砖是热量传递的载体，它在燃烧期间吸收热量，送风期间又将热量传递给冷空气，从而加热冷空气。

为了节约能源、实现热风炉稳定的最佳化操作，需要提高热风炉的燃烧控制水平。实现煤气的合理燃烧，才能将其能量充分利用，热风炉才有可能在消耗同样煤气量情况下，蓄到更多的热量，为提高送风温度创造条件。由于高炉的操作或炉况等种种原因，造成煤气压力不稳定，煤气热值也往往存在波动，因而热风炉燃烧控制是热风炉最难、最关键的控制环节之一，燃烧控制得好坏将直接影响到热风炉的拱顶温度及燃烧的热效率。

传统的热风炉燃烧控制方法有比例极值调节法、烟气含氧量串级比例控制法等。比例极值调节法不能在煤气热值变化时及时改变空燃比，不容易实现热风炉的最佳燃烧。烟气氧含量串级比例控制法是以比例调节作为粗调，以烟气中氧气含量反馈控制作为细调，对空气、煤气量进行控制，该法能够实现热风炉的较合理的燃烧，但由于测氧仪表寿命有限，加上管理及维护的不到位，很多企业的测氧仪表不能长期稳定的工作，因此，这种方法应用效果不太理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种热风炉自动寻优燃烧智能控制方法，本发明能提高热风炉的燃烧控制水平，燃烧效率高，能源利用充分，蓄热能力强。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：基于总供热量计算，通过设定燃烧拱顶温度及废气温度目标值，空燃比模糊控制器在燃烧周期内实时寻优最佳空燃比系数，对助燃空气流量及混合煤气流量实时调节；助燃空气流量的控制由废气温度调节器、供热量调节器及助燃空气调节器完成；混合煤气流量的控制由拱顶温度调节器和混合煤气调节器完成；空燃比控制由空燃比模糊控制器完成；

整个燃烧控制流程包括三个阶段：

第一阶段：燃烧过程刚开始，总供热量的计算值作为供热量调节器(QX-102)的设定值，混合煤气流量为一常数，助燃空气流量根据空燃比系数确定；

第二阶段：热风炉的废气温度仍偏离设定值较远，总供热量的设定值也保持不变；随着拱顶温度的不断上升，混合煤气流量需逐渐减少，但为了使废气温度不断升高，必须保持一定的供热量；

第三阶段：热风炉的废气温度已上升至设定置，应使供热量的设定值逐渐减少，助燃空气流量和混合煤气流量均减少。

本发明具有以下主要的优点：本发明能提高热风炉的燃烧控制水平，燃烧效率高，能源利用充分，蓄热能力强。

附图说明

图1是控制系统结构框图。

图2是燃烧初期最佳空燃比模糊控制器示意图。

图3是拱顶温度管理期最佳空燃比模糊控制器。

控制系统主要包括以下五个调节器及一个模糊控制器，如图1所示：

·供热量调节器QX-102

·混合煤气流量调节器FIC-101

·助燃空气流量调节器FIC-102

·拱顶温度调节器TIC-101

·废气温度调节器TIC-102

·空燃比模糊控制器

具体实施方式

助燃空气与混合煤气之比(即空燃比)是热风炉燃烧过程中的重要参数。如果混合煤气过量，则燃烧不充分，多余的煤气随燃烧废气排放到大气中，既是一种浪费，也是对大气的一种污染；如果混合煤气不足，又无法保证热风炉炉顶温度达到设定值，即热风炉储蓄的热量不足，无法满足高炉正常生产。因此，如何在保证高炉正常生产的前提下，最大限度地提高煤气的燃烧率有着巨大的意义，这就要求最佳空燃比控制。但无论什么情况下都不能使煤气过量。换言之，达到最佳空燃比时的空气仍然是过量的。