[发明专利]一种轧钢加热炉煤气热值动态设定方法

说明书

技术领域

本发明属于控制领域，尤其涉及一种用于轧钢加热炉的热值动态控制方法。

背景技术

加热炉是将物料或工件加热的设备。在冶金工业中，加热炉习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉，包括有连续加热炉和室式加热炉等。

连续加热炉包括推钢式炉、步进式炉、转底式炉等连续加热炉。连续加热炉多数用于轧制前加热金属料坯，少数用于锻造和热处理。其主要特点是：料坯在炉内依轧制的节奏连续运动，炉气在炉内也连续流动；一般情况，在炉料的断面尺寸、品种和产量不变的情况下，炉子各部分的温度和炉中金属料的温度仅沿炉子长度方向发生变化，即在稳定生产过程，炉内同一位置对应温度基本上不随时间变化；但是当钢坯的装炉温度、钢种的出炉目标温度以及停机或炉子生产节奏发生变化等情况下，炉内温度和煤气流量，将发生比较大的变化。

热轧加热炉控制的主要目的有三个：一是按照工艺要求对板坯进行加热，满足加热质量的要求，主要是出炉目标温度、均热度的要求；二是要满足轧线节奏的要求，三是尽可能节能。

以往的轧钢加热炉控制，更加关注加热质量，在节能控制技术上，很难深入下去，缺少科学用能，能级匹配的具体技术。

对于轧钢加热炉而言，加热钢种变化、轧线生产节奏变化、热装热送等因素对加热炉的热负荷需求有较大影响，而在加热炉设计过程中加热炉煤气热值按照加热炉的固定加热能力进行设计，未充分考虑加热炉热负荷需求变动情况下的煤气热值设定。

一般情况下，热轧产线混合煤气由焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气混合而成。煤气热值为固定值，由煤气站操作人员进行设定。固定的煤气热值设定有利于煤气站的稳定运行以及加热炉燃烧的稳定性，但固定的煤气热值对加热炉的热效率有一定的影响，在加热炉热装热送、设备故障等加热炉热负荷需求较低情况下导致加热炉废气温度高，从而产生热空气放散、稀释风机启动等一系列降低加热炉热效率的情况发生，不利于加热炉燃耗的降低。

为了解决加热炉热负荷需求不同，能级不匹配的问题，授权公告日为2011年11月23日，授权公告号为CN101614394B的中国专利中公开了一种“多种类高低热值燃气稳定燃烧方法及其装置”，其根据高中低热值燃气分成四个独立燃气通道，以同心方式布置，在燃烧装置出口处各燃气通道喷口为多层间隔式布置，各燃气通道之间设置风道，风道分别以旋流、直流方式出风，配合燃气射流实现高稳定燃烧；形成多通道、独立型、多孔相交射流，实现多类型高、中、低热值燃气的高稳定燃烧。该技术方案侧重解决钢铁企业在冶炼过程中，产生的多种副产品煤气的合理有效利用问题，利用多类型孔口阻力、流速差异特性的原理实现高、中、低热值多种类煤气互换高效稳定燃烧。然而该技术方案中没有考虑如何根据生产热负荷情况设定合适的热值，所以该装置只能被动适应热值的变化，却不能根据热轧生产的各种情况，比如：热送热装、钢种的变化以及故障停机等情况，来动态设定加热炉的煤气热值，实现热负荷需求与能级的动态匹配，实现节能降耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种轧钢加热炉煤气热值动态设定方法，其在现有设备基础上，通过计算机模型动态设定加热炉的煤气热值，使得加热炉的热负荷需求能够与能量的级别自动匹配，满足高的热负荷需求对应高热值，低的热负荷需求对应低热值，这样不仅有利于提高燃烧的效率，而且能够防止排烟温度过高，浪费能源。

本发明的技术方案是：提供一种轧钢加热炉煤气热值动态设定方法，包括通过控制煤气混合站的PLC控制系统，来控制加热炉的煤气热值，其特征是所述的动态设定方法包括下述步骤：

(1)、获取正常生产或者故障休止标记以及炉内板坯信息；

(2)、如果是正常生产，则按照正常生产工艺给定的算式，计算加热炉指定范围内小时产量板坯需要的热量Q；

(3)、根据所述加热炉指定范围内小时产量板坯需要的热量Q，确定相应的热负荷级别J，再由热负荷级别J索引出对应的热值Z；

(4)、如果是故障休止，则根据故障时间，索引热值降低级别，再根据当前热负荷需求级别J_current计算出设定的热值；如果故障休止结束则恢复原来的热负荷需求J_current对应的热值Z；

(5)、将由上述步骤设定的热值Z发送给煤气混合站的PLC控制系统，实现热值的动态设定、控制；

(6)、按照上述步骤按需要的时间间隔，滚动计算热值Z，进行轧钢加热炉煤气热值的动态设定、控制，实现加热炉的热负荷需求能够与能量的级别自动匹配。