[发明专利]加热炉双交叉限幅系统的动态修正方法及装置

说明书

本发明属于加热炉燃烧控制技术领域技术领域，具体提供了加热炉双交叉限幅系统的动态修正方法及装置，在实际工作时，当给定加热炉的升温要求时，加热炉自动选取对应状态下的限幅修正系数Ki＇，然后将原限幅幅值Ki、限幅修正系数Ki＇及氧含量修正系数m共同作用于空气调节器，且将原限幅幅值Ki及限幅修正系数Ki＇共同作用于煤气调节器。通过上述的动态修正方法及系统，能有效地满足加热炉内的温度快速变化的需求，极大提升了原双交叉限幅系统的响应速度，尤其当热负荷变化较大时，能快速的响应温度变化，达到理想的加热炉温度控制效果。

技术领域

本发明属于加热炉燃烧控制技术领域，具体涉及加热炉双交叉限幅系统的动态修正方法及装置。

背景技术

加热炉是冶金行业的重要设备之一，其作用是将钢坯进行加热以达到后续轧制处理的要求，加热炉性能的好坏直接影响着钢坯的轧制质量。炉内燃烧气氛、出炉钢坯温度、钢坯表面氧化损耗、钢坯温度均匀性及燃气耗损情况等，一直是衡量加热炉烧钢性能的重要指标，这些参数与加热炉燃烧控制系统息息相关，因此进行加热炉燃烧系统的研究是非常有必要的。

目前，加热炉燃烧工艺已从原始的比值调节系统逐渐发展为成熟的双交叉限幅控制系统，新型的燃烧技术如脉冲控制、间拔控制等也开始广泛的应用于加热炉系统。低负荷生产时，间拔、脉冲技术在炉内气氛控制、钢坯均匀性、节能减排等方面相比比例燃烧具有明显的优势，而热负荷波动较大时，可能不如比例控制系统。因此，衡量传统与新型控制技术的优缺点，结合脉冲、间拔技术，将原加热炉燃控系统加以改造优化具有重大意义。原加热炉系统基本能实现钢坯加热需求，但在出炉钢坯温度均匀性、钢坯加热快速性、钢坯氧化损耗以及吨刚能耗等性能要求上仍有带提高。尤其在生产过程，现有的双交叉限幅控制系统虽然可以保证在热负荷变化过程中，燃料与空气始终保持合理的配比，但当设定值与实际值偏差较大时，限幅幅值将影响系统的响应速度。如图1所示，原双交叉限幅控制系统是根据不同加热炉炉内温度得到流量的设定值，然后根据设定值选择相应的K1至K4四个常数来分别对煤气、空气的流量进行控制，虽然能将燃料和空气保持合理的配比，但当设定值与实际值偏差较大时，限幅幅值将影响系统的响应速度，尤其当正常生产时，要求均热段炉温从1220℃升高到1250℃的响应时间小于5分钟，现有的控制系统无法达到理想的期望。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中加热炉温控系统无法满足快速变化的要求的问题。

为此，本发明提供了加热炉双交叉限幅系统的动态修正方法，包括：

获取煤气流量设定值与煤气流量实际值，将所述煤气流量设定值与煤气流量实际值比较得到差值ΔF，根据所述差值ΔF选取限幅修正系数，然后对原限幅幅值进行修正，修正值为：

其中，i为正整数，Ki为原限幅幅值，Ki＇为对应Ki的限幅修正系数；

获取加热炉内的残氧含量，根据所述残氧含量得到氧含量修正系数m，m＝(A/50-1)*0.5，其中，A为加热炉残氧含量PID输出，A取值范围为0～100；

将所述修正值作用于煤气调节器FIC1，将所述修正值及氧含量修正系数m共同作用于空气调节器FIC2。

优选地，通过控制变量法，根据原加热炉燃烧控制系统在不同升温段的响应速度，得到不同升温段内原限幅幅值Ki的所述限幅修正系数Ki＇。

优选地，通过加热炉温度调节器输出得到所述煤气流量设定值，通过流量检测仪得到所述煤气流量实际值。

优选地，获取所述修正值后，若所述修正值变化太小，则调节对应的煤气调节器FIC1或空气调节器FIC2为高选HIGH SELCET状态，若所述修正值变化太大，则调节对应的煤气调节器FIC1或空气调节器FIC2为低选LOW SELCET状态。

优选地，所述氧含量修正系数m作用于空气调节器FIC2具体步骤为：