[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

说明书

用于热轧炼钢过程中通过自动调节气氛，降低烟气中的残氧含量，最终达到在环保允许的排放浓度范围内，从而降低热轧氧化烧损的节能增产实现方法。其功能实现方法具有工业过程自动控制的特点。本发明包括本发明包括总流量采集模块、空气与燃气浓度采集模块、计算模块、专家控制器、空燃比修正模块、空燃比输出模块、等待结束命令模块组成。本发明采用了数值计算和专家控制结合方法，采用实时监测空气和燃气流量、以及空气与燃气浓度，并采用不同的条件判断和专家经验实时修正空燃比的方法，实现了热轧炼钢加热锅炉气氛调节降低氧化烧损的的自动控制，满足了热轧工艺提高钢材成材率，节能减排的需求。

技术领域

本发明涉及热轧炼钢锅炉气氛调节降低氧化烧损的自动控制系统和方法。

背景技术

统计资料显示,国内轧钢加热炉在加热过程中钢的氧化烧损率一般为1.5～2.5％,由此造成的损失甚至超过燃料消耗的经济损失，同时氧化铁皮还带来其它不利影响:会降低成品表面质量，轧机设备磨损增加；氧化铁皮的导热系数小，使钢加热时间变长，热效率降低；清除氧化铁皮的工作量增加等。降低氧化烧损率的经济效益是显而易见的。可以提高钢材成材率，降低成本，减少轧槽磨损，提高产品表面质量，且由此节约的金属量直接成为企业的纯利润。因此，它是业界一个急需解决的重大课题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种热轧炼钢锅炉气氛调节降低氧化烧损的自动控制方法，其实现了降低热轧炼钢锅炉的氧化烧损率，采用自动分段气氛调节的方式，采集空气与燃气的流量，以及空气与燃气的浓度，通过计算和专家控制模块进行状态判断，对空燃比进行输出，调节空气和燃气的比例，通过气氛调节使燃烧发生充分燃烧降低热轧炼钢过程中的烧损率。

本发明包括总流量采集模块、空气与燃气浓度采集模块、计算模块、专家控制器、空燃比修正模块、空燃比输出模块、等待结束命令模块组成。本发明采用了数值计算和专家控制结合方法，采用实时监测空气和燃气流量、以及空气与燃气浓度，并采用不同的条件判断和专家经验实时修正空燃比的方法，实现了热轧炼钢加热锅炉气氛调节降低氧化烧损的的自动控制，为热轧工艺提高钢材成材率，节能减排，降低成本创造了条件。

根据本发明的一个方面，提供了一种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，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，用于采集一氧化碳和氧气的浓度，

空气理论流量确定模块，用于确定空气理论流量，

专家控制模块，用于判断当前运行状态，

空燃比修正部分，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，用于将来自空燃比修正部分的空燃比修正结果进行输出，

等待结束命令模块，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，

其中，

所述计算模块包括：

燃料成分计算部分，用于确定燃料成分中的氢含量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，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: