[發(fā)明專利]蓄熱式燃燒溫度場控制方法

在審

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• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN107655030A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設計）人: 王涵林
• 申請（專利權）人: 中冶華天南京電氣工程技術有限公司
• 主分類號: F23N5/02
• 分類號: F23N5/02
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權代理有限公司11327
• 代理人: 陳英俊,許向彤

技術領域

本發(fā)明涉及蓄熱式燃燒技術領域，具體地說，涉及一種通過動態(tài)延時技術實現(xiàn)拓展燃燒邊界、使得蓄熱加熱爐兩側(cè)溫度保持均勻，最終實現(xiàn)節(jié)能減排的蓄熱式燃燒溫度場控制方法。

背景技術

圖1為示意圖，示出了傳統(tǒng)工藝中的蓄熱式燃燒溫度場中的一個燃燒單元。如圖1所示，傳統(tǒng)工藝中的一個蓄熱式燃燒溫度場中的一個燃燒單元包括加熱爐1、對稱設置于加熱爐1兩側(cè)的兩蓄熱式燃燒裝置2，設置于蓄熱式燃燒裝置2內(nèi)的蓄熱體3、設置于加熱爐1底部的通氣管路4、設置于通氣管路4上的換向閥5以及用于計算通氣管路4內(nèi)氣體流量的流量計(未示出)。常溫空氣從進氣管道換向閥進入左側(cè)的第一燃燒裝置21，在第一燃燒裝置21內(nèi)自下而上流經(jīng)蓄熱體3，空氣被蓄熱體3加熱到較高溫度(最高可達800-1100℃)后進入加熱爐1爐膛，與煤氣(或重油)混合燃燒。燃燒生成的煙氣由右側(cè)的第二燃燒裝置22排出，煙氣在第二燃燒裝置22內(nèi)自上而下流經(jīng)蓄熱體，將熱量傳給蓄熱體3并蓄熱積在蓄熱體3內(nèi)，同時煙氣被冷卻到150℃以下，后排出。經(jīng)過幾分鐘后，蓄熱體3內(nèi)熱量蓄積飽和后，控制系統(tǒng)操縱換向閥5動作，使空氣經(jīng)換向閥后流向右側(cè)的第二燃燒裝置22，在第二燃燒裝置22內(nèi)被加熱后進入加熱爐1的爐膛。與此同時，第二燃燒裝置22內(nèi)的蓄熱體3被冷卻，又重新獲得了蓄熱能力。熱空氣在爐膛內(nèi)與煤氣混合燃燒，產(chǎn)生的煙氣由第一燃燒裝置21排出，被冷卻的煙氣經(jīng)換向閥5后拍呼出。對稱的兩燃燒裝置反復上述的過程地交替工作，蓄熱體3在此過程中起到了暫時蓄積熱量的媒介作用。

但是在實際使用中，因為燃燒裝置分別設置于加熱爐1的兩側(cè)，但是由于無法克制的燃燒管道阻損差異、現(xiàn)場燒嘴前閥門調(diào)節(jié)差異、蓄熱體生產(chǎn)誤差及施工質(zhì)量等諸多不對稱因素，容易造成加熱爐1兩側(cè)的溫度不均衡，這樣的溫度差異，最終導致生產(chǎn)出的產(chǎn)品的質(zhì)量難以得到保障，次品率的提高一定程度上提高了生產(chǎn)成本，長期燃燒施工后甚至容易出現(xiàn)生產(chǎn)事故。

針對傳統(tǒng)工藝中的蓄熱式燃燒溫度場的兩側(cè)燃燒裝置存在溫度不均勻的技術問題，現(xiàn)有技術中引入了利用比例微積分控制模型和分側(cè)動態(tài)控制的模型來解決該技術問題，其中：

1)比例微積分模型以比例積分作為基礎，具有原理簡單，可以在多個領域應用，且其受控對象不容易受外界因素干擾，能夠不受控制對象變化的影響保證產(chǎn)品的品質(zhì)；但是采用比例積分控制模型時，控制策略容易過分飽和，在某些需要控制兩側(cè)大溫差的情況下，調(diào)節(jié)閥門會過早達到全開或者全關的狀態(tài)；

2)分側(cè)動態(tài)控制是根據(jù)數(shù)據(jù)模型延時調(diào)整換向閥換向的間隔時間，從而達到實時調(diào)整溫度場的熱負荷，最終達到調(diào)整兩側(cè)燃燒裝置溫度差的目的。該控制方法可以有效地提高溫度場的溫度控制精度，不需要在兩側(cè)燃燒裝置分別安裝溫度測量控制設備，節(jié)省了生產(chǎn)的成本，一定程度上實現(xiàn)了溫度場溫差自動控制調(diào)節(jié)的功能，但是，同樣地在模型中，設定溫度和實際溫度存在較大差距，即兩側(cè)溫度場溫差較大的時，分側(cè)動態(tài)控制的方法對低溫一側(cè)的溫度提升較慢，難以滿足一定生產(chǎn)環(huán)境下要求溫度快速升高的要求。

有鑒于此，應當對現(xiàn)有技術中的蓄熱式燃燒溫度場進行改進，以解決上述技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述技術問題而做出的，其目的是提供一種能夠?qū)⒈壤⒎e分控制模型和分側(cè)動態(tài)控制模型相結合，可以兼具兩種控制模型的優(yōu)點又避免兩種控制模型存在的問題，更好地實現(xiàn)蓄熱式燃燒溫度場兩側(cè)溫度均衡，最終達到高效節(jié)能減排的蓄熱式燃燒溫度場控制方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種蓄熱式燃燒溫度場控制方法，方法包括：設定換向閥的固定換向周期，設定燃燒溫度場的設定溫度；設定臨界溫度，并且定義高于所述臨界溫度的溫差為大溫差，小于所述臨界溫度的溫差為小溫差；設定模糊函數(shù)學習速度、間歇時間最大常數(shù)；感測所述燃燒溫度場的當前溫度，計算當前溫度與所述設定溫度的溫度差；如果所述溫度差大于所述臨界溫度，則保持換向閥換向周期不變，控制燃燒介質(zhì)的流量，以控制燃燒溫度場的溫度；如果所述溫度差小于所述臨界溫度，則根據(jù)所述模糊函數(shù)學習速度、間歇時間最大常數(shù)計算目標溫度，再根據(jù)所述目標溫度計算目標溫度差，再根據(jù)所述目標溫度差計算動態(tài)延時時間，最后根據(jù)所述動態(tài)延時時間改變所述換向閥的換向周期，以控制燃燒溫度場的溫度。

優(yōu)選地，所述動態(tài)延時時間的計算方法為：根據(jù)感測到的所述當前溫度與所述設定溫度以及所述模糊函數(shù)學習速度、間歇時間最大常數(shù)計算所述目標溫度，計算所述目標溫度與所述當前溫度的溫度差，并根據(jù)該溫度差計算燃燒間歇延時時間，最后根據(jù)所述燃燒間歇延時時間和上一個周期的燃燒間歇延時時間計算當前周期的動態(tài)延時時間。