[發明專利]一種熱風爐燃燒自動控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201810331809.0
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108458486A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 章家巖;梁聚齊;馮旭剛
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20;F23N5/00;F23N1/02
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 侯曄

本發明公開了一種熱風爐燃燒自動控制系統及其方法，屬于熱風爐領域。它包括燃料出口管上設有的燃料流量檢測裝置和燃料調節閥，助燃氣管上設有的助燃氣流量檢測裝置和助燃氣調節閥，還包括燃料分析儀，在熱風爐上部內壁上設有溫度傳感器，燃料出口管和助燃氣管均與燃燒器連通，燃燒器與熱風爐連通，所述的溫度傳感器、燃料流量檢測裝置、助燃氣流量檢測裝置和燃料分析儀均與控制器輸入端連接，控制器輸出端與燃料調節閥和助燃氣調節閥連接。針對現有技術中燃料成分和熱值的隨機性及不可控性對熱風爐自動燃燒造成影響的問題，它可以有效減少燃料成分和熱值的隨機性及不可控性對熱風爐自動燃燒所造成的影響。

技術領域

本發明屬于熱風爐領域，更具體地說，涉及一種熱風爐燃燒自動控制系統及其控制方法。

背景技術

熱風爐的工藝特點決定了熱風爐燃燒過程的復雜性與不易控性。這些問題都是實現燃燒過程自動控制的難點，具體體現在以下幾個方面：

(1)燃料成分和熱值的隨機性及不可控性。熱風爐燃燒使用的是高爐燃料、轉爐燃料和焦爐燃料的混合或者其中之一。由于高爐生產的不穩定性，造成高爐燃料的熱值波動較大且高爐燃料壓力波動頻繁。同時由于用戶較多，焦爐燃料流量也非常的不穩定，致使三種燃料的成分波動，造成燃燒過程的波動，進而致使燃料燃燒不充分，存在浪費燃料，污染環境的問題。

(2)最佳燃燒配比的不易確定性。由于燃料本身的成分波動，造成燃燒過程燃料配比的較大變動，最佳的空燃配比不易確定且不易尋找。因此，整個燃燒過程必須克服這個問題。現有技術中為了實現燃料充分燃燒多以拱頂溫度、燃料流量和廢氣氧含量為目標控制最佳空燃比，但在實際情況中影響最佳空燃比的因素較多，并不能實現真正的充分燃燒。

(3)高爐燃料壓力波動的頻繁性。由于高爐燃料壓力的波動，造成燃料流量的頻繁波動。燃料供給的變化直接導致燃燒過程的不穩定性。因此，必須建立一種快速精確的穩定流量的控制方式。而實現燃料流量穩定的最根本的條件就是控制好燃料流量的調節閥，從而實現通過精確控制調節閥而達到精確控制燃料流量，克服燃料壓力擾動的效果。

(4)燃燒過程速度的不易控制性。燃燒速度的控制也是一個必須考慮的問題。過快的燃燒速度削弱了熱風爐的蓄熱量，過慢的燃燒速度又不能滿足高爐對風溫的使用要求。因此，必須通過合理的控制手段，使熱風爐按照設定的燃燒時間合理的燃燒。

(5)確保燃燒過程的安全性。熱風爐燃燒過程有嚴格的安全規定。如何確保燃燒過程的安全是自動燃燒系統首先要解決的問題。

中國實用新型專利，授權公告號：CN 204513798 U，授權公告日：2015.07.29，公開了一種熱風爐燃燒控制裝置，屬于熱風爐設備控制裝置技術領域，用于對熱風爐燃燒進行自動控制。其技術方案是：該實用新型利用燃料測量儀表、助燃風測量儀表、煙氣測量儀表獲取與熱風爐連接的燃料管道、助燃風管道和煙氣管道中的燃料、助燃風和煙氣數據，構建空燃比自動計算模型，使空燃比實時自動計算，并將操作工人工經驗所獲得的空燃比值同時引入自動控制裝置中，預防分析儀表出現故障時，控制裝置可以繼續實施控制。其不足之處在于，該專利的技術方案構建空燃比自動計算模型，使空燃比實時自動計算，但在該技術方案中關于空燃比自動計算模型的技術手段是不清楚的，本領域技術人員無法順利實施該技術方案；另外，該方案中變量過多，控制復雜，實際操作中難以達到理想的控制目標。

2007中國鋼鐵年會論文集，論文名稱：《熱風爐自動燃燒系統的研究與應用》，作者：楊永奇、楊偉強，該文獻提出了燃料成分和熱值的隨機性及不可控性，在控制策略中保持了最優的空燃比，但并未給出具體實現的技術手段。

發明內容

1、要解決的問題

針對現有技術中燃料成分和熱值的隨機性及不可控性對熱風爐自動燃燒造成影響的問題，本發明提供了一種熱風爐燃燒自動控制系統及其方法。它可以有效減少燃料成分和熱值的隨機性及不可控性對熱風爐自動燃燒所造成的影響。