CN103256824A - 脉冲烧嘴的智能化分级炉温控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲烧嘴的智能化分级炉温控制方法，当脉冲加热炉烘炉条件满足后，按烘炉曲线对加热炉内第二加热段和均热段下部的部分脉冲烧嘴进行现场手动点火；当点火烧嘴点火成功并稳定燃烧后，点火火焰监视器检测到了火焰，然后按主烧嘴点火按钮进行主烧嘴点火；每个主烧嘴点火成功后，根据脉冲加热炉炉温实测值确定当时炉温是否大于800℃，如是则以脉冲燃烧进行炉温控制；如否，则对已确认点火成功的脉冲烧嘴以当时的最低炉温为联锁，将热负荷需求锁定在100%，使所述的脉冲烧嘴在每个计算周期都保持常燃状态，即所述脉冲烧嘴保持正常燃烧来满足炉温需求。本发明能减小脉冲加热炉烘炉阶段的炉温波动性，有效提高烘炉质量。

Description

脉冲烧嘴的智能化分级炉温控制方法

技术领域

本发明涉及一种热轧板坯脉冲加热炉燃烧技术，尤其涉及一种脉冲烧嘴的智能化分级炉温控制方法。

背景技术

目前国内许多钢厂在新建或改造使用脉冲加热炉，将原有的传统燃烧技术改造为脉冲燃烧技术，脉冲燃烧是近几年大型板坯加热炉运用的有效节能技术。所谓脉冲燃烧即用脉冲烧嘴投入燃烧的时间进行炉温控制，其燃烧时间有一定的周期，每次周期后根据热负荷需求确定下一周期内脉冲烧嘴的投入时间，从而确保实际炉温达到设定炉温的目的，其中脉冲烧嘴的燃烧时间如表1所示。

表1脉冲燃烧时间

热负荷需求	工作时间（s）	备注
			0≤Hd≤10%		脉冲烧嘴不工作，始终关闭
0＜Hd≤90%		脉冲烧嘴工作时间基于控制器热需求
			90＜Hd≤100%		脉冲烧嘴满周期工作

其中：Hd： 热负荷需求；

      Tw： 烧嘴工作时间；

      Tc：烧嘴燃烧设计周期。

现有的一种脉冲烧嘴在脉冲加热炉上的布置示意图如图1所示，其中：脉冲加热炉被分为热回收区、第一加热区、第二加热区和均热区，热回收区上部和下部没有烧嘴，第一加热区、第二加热区和均热区的上部和下部均布置有烧嘴，脉冲烧嘴的配置参见表2。

表2 脉冲烧嘴配置 

	热回收区	一加	二加	均热
					上部烧嘴	无	3对	4对	3对
下部烧嘴	无	3对	4对	3对

其中：烧嘴编号规则为数字与英文字母的组合，数字表示为沿炉长方向的烧嘴编号，并呈对称布置，其中奇数表示上部、偶数表示下部。英文A、B字母分别表示为加热炉的左右两侧（现场称为板坯库侧、轧线侧），如1A表示为加热炉板坯库侧的上部第一个烧嘴，2B表示为加热炉轧线侧下部段第一个烧嘴。

脉冲烧嘴由点火烧嘴和主烧嘴组成，且点火烧嘴和脉冲烧嘴各有其独立的煤气管道。点火时，先对点火烧嘴手动点火，点火烧嘴配有火焰监视器，只有当火焰监视器检测到点火烧嘴点火成功并稳定燃烧后，方可允许主烧嘴进行点火。主烧嘴点火由操作人员点击“点火”按钮后自动打开相应主烧嘴的空气、煤气阀门进行主烧嘴燃烧，只有主烧嘴燃烧成功才算脉冲烧嘴点火成功。现有的脉冲烧嘴燃烧控制流程图如图2所示：当脉冲加热炉点火条件（烘炉条件）满足后，按烘炉曲线（参见图4）对第二加热段下部段编号为8A、8B、12A、12BB的脉冲烧嘴，均热段下部段编号为16A、16B、 18A、18B、20A、20B的脉冲烧嘴进行分别点火升温。首先自动检测每个脉冲烧嘴的点火烧嘴火焰监视器，如点火烧嘴无火焰信号则无法进行主烧嘴点火联锁，即主烧嘴“点火”按钮无法操作，从而确保后序主烧嘴点火的安全。如点火烧嘴有火焰则操作人员点击每个主烧嘴的“点火”按钮，从而打开主烧嘴前的空气、煤气开关阀进行主烧嘴点火，操作人员对现场主烧嘴火焰进行监视，如主烧嘴已着火则煤气开关阀保持“开”进行燃烧，如在5秒内观测不到火焰则将该脉冲烧嘴的主烧嘴空、煤气阀门关闭，重复以上步骤直到主烧嘴点火成功。

当脉冲烧嘴的主烧嘴点火成功后，对应的脉冲烧嘴即自动进行脉冲燃烧，脉冲烧嘴根据热负荷需求进行开关式脉冲燃烧，炉温控制时总管煤气、空气压力恒定。但现有的脉冲烧嘴燃烧控制流程图中的主烧嘴“点火成功”与否是由人工确认的，煤气阀根据热负荷需求不断地进行“开”、“关”，因此当脉冲烧嘴在低温情况下进行脉冲燃烧时（尤其是在低于煤气着火点时），如若点火烧嘴熄灭且点火烧嘴火焰监视器检测失误或故障时，则主烧嘴因进行脉冲燃烧未点着火而使得炉温不断下降，而依据脉冲烧嘴投入热负荷需求的联锁条件其煤气阀将保持长时间开启来确保升温，最终导致炉内煤气大量聚集，从而产生爆鸣的危险。

同时，烘炉起炉的低温阶段要求炉温要平稳，如此的频繁“开”、“关”不仅会导致炉内耐材在开炉阶段受高温火焰断断续续的冲刷，从而影响其寿命。而且因安全需要，操作人员需定期到现场跟踪确认脉冲燃烧情况，如有点火烧嘴熄灭则需重新点火，很大程度上改变了操作人员的操作习惯，加重了其劳动强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脉冲烧嘴的智能化分级炉温控制方法，该方法能减小烘炉阶段的炉温波动性，有效提高烘炉质量，并减轻操作人员的操作负荷。

本发明是这样实现的：

一种脉冲烧嘴的智能化分级炉温控制方法，当脉冲加热炉烘炉条件满足后，按烘炉曲线对加热炉内第二加热段和均热段下部的部分脉冲烧嘴进行现场手动点火；当点火烧嘴点火成功并稳定燃烧后，点火火焰监视器检测到了火焰，以后主烧嘴具备了点火条件，然后按主烧嘴点火按钮进行主烧嘴点火；

每个主烧嘴点火成功后，根据脉冲加热炉炉温实测值确定当时炉温是否大于800℃，如是则以脉冲燃烧进行炉温控制；如否，则对已确认点火成功的脉冲烧嘴以当时的最低炉温为联锁，将热负荷需求锁定在100%，使所述的脉冲烧嘴在每个计算周期都保持常燃状态，即所述脉冲烧嘴保持正常燃烧来满足炉温需求。

本发明提出在800℃以下低温情况下采用锁定热负荷需求100%，从而使脉冲烧嘴进行连续燃烧，在800℃及以上高温情况下采用按热负荷需求的实际比例进行脉冲燃烧，这样的分级燃烧控制能减小脉冲加热炉烘炉阶段的炉温波动性，有效提高烘炉质量，并减轻操作人员在低温阶段为异常熄火而频繁进行点火的操作负荷及风险。同时能保证脉冲加热炉在高温阶段的脉冲燃烧控制灵活性。

本发明克服了脉冲燃烧在低温阶段燃烧不稳定性，提高了脉冲加热炉燃烧安全性；减小烘炉阶段的炉温波动性，有效提高烘炉质量；缩小操作人员对各脉冲加热炉的操作差异，减少因操作习惯而引起的操作失误；减轻操作人员的操作负荷，且保证脉冲加热炉内各区的温度控制灵活性。

附图说明

图1为脉冲烧嘴在脉冲加热炉上的布置示意图；

图2为现有的脉冲烧嘴燃烧控制流程图；

图3为本发明的脉冲烧嘴的智能化分级炉温控制方法流程图；

图4为脉冲加热炉（96小时）烘炉升温曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图1、图3，一种脉冲加热炉正常生产时加热炉最低炉温≥800℃，且在炉温≥800℃情况下能使煤气自动着火，因此只要脉冲烧嘴在此温度下能着火就不存在安全隐患。所以本发明的重点是：在炉温＜800℃的情况时，如何确保脉冲烧嘴的燃烧形式，提出在不同炉温情况下针对脉冲烧嘴采取了不同的燃烧控制技术。

一种脉冲烧嘴的智能化分级炉温控制方法，当脉冲加热炉点火条件（烘炉条件）满足后，按烘炉曲线对第二加热段下部段编号为8A、8B、12A、12B的脉冲烧嘴，均热段下部段编号为16A、16B 、18A、18B、20A、20B的脉冲烧嘴进行分别点火升温，首先自动检测每个脉冲烧嘴的点火烧嘴火焰监视器，如点火烧嘴无火焰信号则无法进行主烧嘴点火联锁，即主烧嘴“点火”按钮无法操作，从而确保后序主烧嘴点火的安全。如点火烧嘴有火焰则操作人员点击每个主烧嘴的“点火”按钮，从而打开主烧嘴前的空气、煤气开关阀进行主烧嘴点火，操作人员对现场主烧嘴火焰进行监视，如主烧嘴已着火则煤气开关阀保持“开”进行燃烧，如在5秒内观测不到火焰则将该脉冲烧嘴的主烧嘴空、煤气阀门关闭，重复以上步骤直到每个主烧嘴点火成功。

根据脉冲加热炉炉温实测值确定当时炉温是否大于800℃，如是则以脉冲燃烧进行炉温控制，即：脉冲烧嘴根据热负荷需求进行开关式脉冲，炉温控制时总管煤气、空气压力恒定；如否，则对已确认点火成功的脉冲烧嘴以当时的最低炉温为联锁，将热负荷需求锁定在100%，使脉冲烧嘴在每个计算周期都保持常燃状态，从而保证该脉冲烧嘴在该温度阶段不受点火烧嘴的影响而保持正常燃烧来满足炉温需求，炉温调节通过对煤气总管压力设定值手动调节，调节范围为正常生产时压力设定的10%～100%。

实施例

一座加热炉停炉检修后需要重新点火升温直至能够生产，这一过程如下：

烘炉初期，由于加热炉耐材新砌或修补后，需要炉温缓慢上升以达到提高烘炉质量的目的，参见图4，图4为脉冲加热炉（96小时）烘炉升温曲线。在图4中，其中＜800℃的时间为烘炉曲线的重要部分，从曲线可以看出烘炉阶段要求炉温平缓，甚至有150℃、350℃、650℃多个阶段要求为同一温度设定值来保温。

    因此，当烘炉条件满足后，按图4中的烘炉曲线对第二加热段下部段编号为8A、8B、12A、12B的脉冲烧嘴，均热段下部段编号为16A、16B、18A、18B、20A、20B的脉冲烧嘴进行分别点火升温，当点火火焰监视器检测到点火烧嘴的火焰后，就具备了点主烧嘴的条件，然后按主烧嘴点火按钮进行主烧嘴点火。每个主烧嘴点火成功后，都与当时的炉温进行联锁，如炉温在800℃以下，则将已点燃的主烧嘴联锁在常燃状态，即主烧嘴一直处于燃烧而不熄灭，并通过调节煤气总管的压力，以此来平稳调节烘炉阶段的炉温。

    随着烘炉时间的推进，当炉温大于等于800℃后，此时炉温已达到混合煤气安全的着火点，炉温控制模式自动切换至脉冲燃烧，此时的煤气总管压力也自动锁定在额定值，如3400pa。同时炉温控制以脉冲燃烧时间的长短进行，从而使加热炉进入正常的生产。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种脉冲烧嘴的智能化分级炉温控制方法，其特征是：

当脉冲加热炉烘炉条件满足后，按烘炉曲线对加热炉内第二加热段和均热段下部的部分脉冲烧嘴进行现场手动点火；当点火烧嘴点火成功并稳定燃烧后，点火火焰监视器检测到了火焰，以后主烧嘴具备了点火条件，然后按主烧嘴点火按钮进行主烧嘴点火；

每个主烧嘴点火成功后，根据脉冲加热炉炉温实测值确定当时炉温是否大于800℃，如是则以脉冲燃烧进行炉温控制；如否，则对已确认点火成功的脉冲烧嘴以当时的最低炉温为联锁，将热负荷需求锁定在100%，使所述的脉冲烧嘴在每个计算周期都保持常燃状态，即所述脉冲烧嘴保持正常燃烧来满足炉温需求。

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