[发明专利]一种适用于热轧炼钢气氛调节降低氧化烧损的自动控制系统和方法

权利要求书

1.热轧炼钢锅炉气氛调节降低氧化烧损的自动控制系统，其特征在于包括：

总流量的采集部分(102)，用于采集包括空气和燃气的流量的总流量，

一氧化碳浓度和氧气浓度采集模块(103)，用于采集燃气中一氧化碳和氧气的浓度，

计算模块(104)，用于确定空气理论流量，

专家控制模块(105)，用于判断当前运行状态，

空燃比修正部分(106)，用于当满足专家控制模块中的专家条件时根据专家控制模块(105)输出的不同条件的判断结果进行空燃比修正，

空燃比输出模块(107)，用于将来自空燃比修正部分(106)的空燃比修正结果进行输出，

等待结束命令模块(108)，用于判断结束条件是否得到满足，在满足结束条件时结束循环，在不满足结束条件时使操作回到专家控制模块(105)，

其中，

所述计算模块(104)包括：

燃气成分计算部分(202)，用于确定燃气成分中的氢含量nH、炭含量nC、硫含量nS和氧含量nO，确定体积总量V_总，

理论气流量确定部分(203)，用于确定理论气流量，其中需要的氧气总量Vo₂由如下公式确定：

Vo₂＝(1/4nH+nC+nS-1/2nO) (1)

理论气流量按下式确定:

V_空气＝Vo₂/0.21 (2)

过剩系数计算部分(204)，其中每座加热炉的每个段的空气流量和燃气流量是独立控制的，其中空气流量是炉内补充的用于助燃的氧气流量，燃气流量是作为燃烧介质的燃气的流量，空气流量和燃气流量均由传感器提供，过剩系数计算部分(204)根据该段的位置设定一个过剩系数值，且最终空燃比＝设定空燃比×过剩系数，即为最终参与控制的空燃比数值；实际空燃比＝瞬时燃气流量/瞬时空气流量，即实际控制中燃气流量和空气流量的实时比值，最后进入结束操作(205)，

专家控制模块(105)包括：

第一判断部分(302)，用于判断空燃比是否小于预定的最小值，“是”则使处理进入过剩系数修正部分(306)进行过剩系数修正，其中过剩系数修正如下：加热段额定空燃比的过剩系数为a1，预热段额定空燃比过剩系数为a2，均热段空燃比过剩系数为a3，“否”则使处理进行到第二判断部分(303)，

第二判断部分(303)，用于判断空燃比是否小于一个预定的中间值，“是”则使处理进入过剩系数修正部分(306)进行过剩系数修正，其中控制空燃比的判断过程如下：加热段额定空燃比的过剩系数为a4，预热段额定空燃比的过剩系数为a5，均热段空燃比的过剩系数为a6，“否”则使处理进行到第三判断部分(304)，

第三判断部分(304)，用于判断空燃比是否小于预定的最大值，“是”则使处理进入过剩系数修正部分(306)进行过剩系数修正，其中控制空燃比的判断过程如下：加热段额定空燃比的过剩系数为a7，预热段额定空燃比的过剩系数为a8，均热段空燃比的过剩系数为a9，“否”则使处理进行到第四判断部分(305)，

第四判断部分(305)，用于判断空燃比是否大于预定的最大值，“是”则进行系数修正，其中控制空燃比的判断过程如下：加热段额定空燃比的过剩系数为a10，预热段额定空燃比的过剩系数为a11，均热段空燃比的过剩系数为a12。

2.热轧炼钢锅炉气氛调节降低氧化烧损的自动控制方法，其特征在于包括：

A)利用采集部分(102)采集包括空气和燃气的流量的总流量，

B)利用一氧化碳浓度和氧气浓度采集模块(103)采集一氧化碳和氧气的浓度，

C)确定空气理论流量，

D)利用专家控制模块(105)判断当前运行状态，

E)当满足专家控制模块中的专家条件时根据专家控制模块(105)输出的不同条件的判断结果进行空燃比修正，

F)将来自空燃比修正部分(106)的空燃比修正结果进行输出，

G)判断结束条件是否得到满足，在满足结束条件时结束循环，在不满足结束条件时使操作回到专家控制模块(105)，

其中，

所述步骤C)包括：

确定燃气成分，包括确定燃气成分中的氢含量nH、炭含量nC、硫含量nS和氧含量nO、确定体积总量V_总，

确定理论气流量，其中需要的氧气总量Vo₂按下式确定：

Vo₂＝(1/4nH+nC+nS-1/2nO) (1)

理论气流量按下式确定:

V_空气＝Vo₂/0.21 (2)

确定过剩系数，其中每座加热炉的每个段的空气流量和燃气流量是独立控制的，其中空气流量是炉内补充的用于助燃的氧气流量，燃气流量是作为燃烧介质的燃气的流量，空气流量和燃气流量均由传感器提供，根据该段的位置设定一个过剩系数值，且最终空燃比＝设定空燃比×过剩系数，即为最终参与控制的空燃比数值；实际空燃比＝瞬时燃气流量/瞬时空气流量，指实际控制中，燃气流量和空气流量的实时比值，最后进入结束操作(205)，

所述步骤D)包括：

第一判断步骤，判断空燃比是否小于预定的最小值，“是”则使处理进入过剩系数修正部分(306)进行过剩系数修正，其中过剩系数修正如下：加热段额定空燃比的过剩系数为a1，预热段额定空燃比的过剩系数为a2，均热段空燃比的过剩系数为a3，“否”则使处理进行到第二判断部分(303)，

第二判断步骤，判断空燃比是否小于一个预定的中间值，“是”则使处理进入过剩系数修正部分(306)进行过剩系数修正，其中控制空燃比的判断过程如下：加热段额定空燃比的过剩系数为a4，预热段额定空燃比的过剩系数为a5，均热段空燃比的过剩系数为a6，“否”则使处理进行到第三判断部分(304)，

第三判断步骤，判断空燃比是否小于预定的最大值，“是”则使处理进入过剩系数修正部分(306)进行过剩系数修正，其中控制空燃比的判断过程如下：加热段额定空燃比的过剩系数为a7，预热段额定空燃比的过剩系数为a8，均热段空燃比的过剩系数为a9，“否”则使处理进行到第四判断部分(305)，

第四判断步骤，判断空燃比是否大于预定的最大值，“是”则进行系数修正，其中控制空燃比的判断过程如下：加热段额定空燃比的过剩系数为a10，预热段额定空燃比的过剩系数为a11，均热段空燃比的过剩系数为a12。