[發明專利]一種熱軋脈沖加熱爐燃燒控制方法

在審

• 申請號: 201710292582.9
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN108800968A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 呂立華;鄧龍;王墨南;秦建超;張科杰;陳永剛;許娜
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: F27D19/00
• 分類號: F27D19/00;F27D21/00
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 劉立平

本發明的一種熱軋脈沖加熱爐燃燒控制方法，適用于低加熱負荷，特別是生產低目標溫度及高熱裝溫度板坯時的脈沖燃燒，通過在脈沖燃燒的基礎上，針對低加熱負荷，引入低熱值燃燒控制，計算低負荷下對應的煤氣熱值，并建立基于此的脈沖燃燒所需的空燃比和空煤氣管道壓力，分別將計算所得的煤氣熱值和空煤氣管道壓力發送至煤氣熱值調整機構和加熱爐基礎燃燒控制機構，實現脈沖燃燒自動控制，從而達到延長脈沖燒嘴燃燒時間、減少燒嘴閥門開關次數，提高爐內溫度均勻性的目的。

技術領域

本發明屬于冶金加熱爐燃燒控制領域，具體涉及一種熱軋脈沖加熱爐燃燒控制方法。

背景技術

熱軋脈沖燃燒技術是一種新的加熱燃燒技術，與傳統熱軋加熱爐相比，大多數熱軋脈沖加熱爐除了均熱段上部采用了雙交叉限幅控制的平焰燒嘴外，其他各控制區域均采用了脈沖控制的可調焰燒嘴，該類燒嘴又稱脈沖燒嘴，布置全部安裝在側墻上。

每個脈沖燒嘴都由空氣、煤氣系統配合而成，燒嘴前的空、煤氣管道上各自安裝了ON/OFF自動切斷閥，所有切斷閥都配備了全開、全關限位開關。正常情況下，爐膛兩側燒嘴連鎖成對使用，通過控制系統下達的燃燒指令實現脈沖燃燒。由于脈沖燒嘴通常是在全額定功率下進行開關控制，只是燃燒的時間長短不一樣，猶如脈沖波一下，故稱脈沖燃燒。

脈沖燒嘴通過控制燒嘴前煤氣及空氣開關閥的開關時間來確定燃燒時間，再用燃燒時間的長短來精確控制實際爐溫使其達到設定爐溫。脈沖燒嘴結合加熱爐實際熱負荷需求進行燃燒時間的控制，從而達到保證加熱質量的效果。這與傳統雙交叉控制技術利用煤氣流量的連續調節進行溫度控制有著本質化的區別。脈沖燒嘴的使用燃料只設定總管煤氣壓力而不進行流量調節，所以燒嘴一旦正常脈沖工作，就處于滿負荷狀態，保證燒嘴燃燒時的燃氣出口速度不變。當需要升溫時，燒嘴燃燒時間加長，間斷時間減小；需要降溫時，燒嘴燃燒時間減小，間斷時間加長。脈沖燒嘴前的空氣和煤氣閥門根據熱負荷需求來確定閥門的開啟時間，燃燒時間有一定的周期，每個周期后系統會根據熱負荷需求再確定下一周期內燒嘴的投入時間。

熱軋脈沖加熱爐在熱負荷需求比較小時，脈沖燒嘴燃燒的時間就比較短。但在長期的使用中，產生的主要問題如下：

熱負荷需求較小時，燒嘴不可避免的會頻繁切換開關，閥門動作難以完全同步，從而降低能源使用效率，燃燒不容易穩定，同時，也影響閥門設備的穩定性。

由于燃燒時間短，不燃燒時間長，空氣閥關閉不嚴密，使得空氣閥門泄漏的空氣更多，導致爐溫不均勻，問題嚴重影響熱軋脈沖加熱爐的使用效果，直接影響板坯的加熱質量。傳統的熱軋脈沖加熱爐希望熱值穩定不動，著重從設備密封上解決這個生產技術難題，但是，很難長久穩定使用，至今沒有一個方法能夠通過控制系統的靈活運用，改善該問題。

文章《模糊控制技術在加熱爐系統中的應用》介紹了通過對燃燒氣體流量分析和控制來輔助脈沖式燒嘴的技術。主要是采用模糊控制技術，計算脈沖燃燒的控制器參數，該技術將現場各燒嘴的煤氣空氣流量加入各個模型當中進行計算，使計算出的燒嘴打開時間更趨近于最優，提高控制精度。該技術雖然優化了脈沖燃燒控制算法，但是不涉及熱軋脈沖加熱爐在熱負荷需求比較小時，如何克服現有系統不足，特別是通過熱值的綜合控制，延長脈沖燒嘴燃燒時間的問題。

申請號為：CN93111718.6的發明申請，公開了“煤氣混合熱值和壓力解耦控制系統”，其中，差變送器、壓力調節器、一階慣性環節、乘法器、焦爐煤氣流量副環和高爐煤氣流量副環組成壓力主環，熱值測量裝置、熱值調節器、smith預估器、一階慣性環節、乘法器、焦爐煤氣流量副環和高爐煤氣流量副環組成熱值主環，二個主環通過由乘法器、恒值給定器、減法器和二個流量副環組成的解耦裝置形成二個分治串級調節系統。該控制方法的關鍵是常規加熱爐中提供一種可以有效地在線同時控制混合煤氣的熱值和壓力，使它和一定比例的空氣相配合，在爐內達到完全燃燒的煤氣混合熱值和壓力解藕控制系統。該技術雖然優化了燃氣熱值與壓力的關系，但與脈沖燒嘴在低熱負荷下延長燃燒時間的工作無關。

發明內容