[发明专利]一种轧钢加热炉燃烧控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种轧钢加热炉燃烧控制系统及控制方法，具有：轧钢加热炉、烟气检测系统、数据采集控制系统；烟气检测系统包括气体取样枪、取气管和烟气分析仪，气体取样枪插入轧钢加热炉内，取气管连接气体取样枪和烟气分析仪；数据采集控制系统包括控制器、空气流量阀和燃气流量阀，控制器通过电路与烟气分析仪、空气流量阀和燃气流量阀连接，基于分段燃烧控制理论的且适用范围广、改造难度小、安装方便、使用成本低、检测成分多、维护方便。

技术领域

本发明属于节能环保技术领域，尤其涉及一种轧钢加热炉燃烧控制系统及控制方法。

背景技术

目前国内外主流加热炉厂家的燃烧控制设计方式主要有两种：第一种是通过热值仪检测煤气热值，计算出燃烧所需空气量，调控加热炉各段空燃比，控制炉内燃烧气氛；第二种是在线检测加热炉烟道中烟气的残氧量(氧化锆检测)，根据残氧量对加热炉进行燃烧控制。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：对于第一种方式存在的主要问题是①燃烧法热值仪不能反映煤气成分，不可能精确给出空燃比；②由于空气、煤气中杂质导致空气、煤气流量计的准确性无法保证；③热值仪与流量计误差叠加导致空燃比准确性无法保证。对于第二种方式存在的主要问题是仅能反映排放烟气的燃烧情况，不能代表各加热控制段实际燃烧效果。以上问题是行业共性问题，基于上述原因分析可以看出，目前在没有精确空燃比前提下，依靠人工经验调节空燃比的操作模式不可能实现加热炉最佳燃烧控制、降低氧化烧损率和燃耗的目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于分段燃烧控制理论的且适用范围广、改造难度小、安装方便、使用成本低、检测成分多、维护方便的轧钢加热炉燃烧控制系统及控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种轧钢加热炉燃烧控制系统，具有：

轧钢加热炉、烟气检测系统、数据采集控制系统；

所述烟气检测系统包括气体取样枪、取气管和烟气分析仪，所述气体取样枪插入所述轧钢加热炉内，所述取气管连接所述气体取样枪和烟气分析仪；

所述数据采集控制系统包括控制器、空气流量阀和燃气流量阀，所述控制器通过电路与所述烟气分析仪、空气流量阀和燃气流量阀连接。

所述轧钢加热炉包括炉体，所述炉体上设有供风系统、燃烧系统和排烟系统。

所述轧钢加热炉包括预热、加热、均热加热段，各段均设有独立的烟气检测系统和数据采集控制系统，所述炉体压力应控制在0～-20Pa。

所述气体取样枪从被测加热段炉顶中部附近位置开孔垂直插入炉膛。

所述气体取样枪采用二段结构，即炉膛内部高温段采用高纯度刚玉材质、炉膛外部低温段采用不锈钢材质；气体取样枪插入炉膛内部400mm～600mm；气体取样枪不锈钢材质段设置金属过滤网。

所述取气管而采用不锈钢材质；取气管外套有绝热电加热保温管，加热温度控制在120～180℃；取气管在进入烟气分析仪系统前接入氮气反吹扫系统，氮气压力不低于0.2MPa；每支取气管对应一套烟气分析仪系统。

每台烟气分析仪系统检测烟气成分为O₂、CO、CO₂、NO；O₂采用电化学或热磁原理，CO、CO₂、NO采用红外原理，测量范围CO：0～10000ppm、O₂：0～25.00％、CO2：0～30.00％；NO：0～500ppm。

一种上述的轧钢加热炉燃烧控制系统的控制方法，包括如下步骤：

1)预先设定各控制段烟气成分中O₂、CO含量控制范围；