CN105276982A - 一种蓄热式铝液炉温度控制装置 - Google Patents

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一种蓄热式铝液炉温度控制装置，炉体内的蓄热烧嘴采用水平角度设置，蓄热烧嘴与燃气管道和鼓风排烟管道相连接，燃气管道和鼓风排烟管道上分别装配有电磁阀和气动快切阀，PLC控制装置控制联接电磁阀和气动快切阀开关，炉体内还设置有炉膛热电偶和铝液热电偶，炉膛热电偶和铝液热电偶联接PLC控制装置输入端，PLC控制装置控制联接蓄热烧嘴上的点火阀，且PLC控制装置根据炉膛热电偶和铝液热电偶的反馈结果控制蓄热烧嘴燃烧和停止；本发明的有益效果在于：本发明通过采用PLC控制装置比较炉膛控制温度输出值和炉膛反馈温度的大小，并根据比较结果控制蓄热烧嘴燃烧的启停，空燃比不参与控制温度，增加了控制系统的可靠性。

Description

一种蓄热式铝液炉温度控制装置
技术领域
本发明涉及一种温控技术，特别涉及一种蓄热式铝液炉温度控制装置。
背景技术
目前，蓄热式铝液炉控制铝液的温度均采用直接测量铝液温度从而根据需要进行调节控制，所采用的温控方式一般有两种：一是通过普通燃气烧嘴控制温度的方式，此种方式先通过热电偶采集铝液温度，经过PID运算控制空气调节阀的开度，同时通过空气和燃气流量检测装置采集流量参数，计算出空燃比，经过PID运算控制燃气调节阀的开度，从而实现温度的控制；二是采用蓄热式燃气烧嘴，而蓄热式燃气烧嘴由于频繁换向，流量波动比较大，普通燃气烧嘴温度控制方式不适用与它，所以多采用铝液温度到达设定温度手动停止燃烧或手动调节火焰大小的方式，极不方便，且易出现超温现象，增加铝烧损和能源浪费。同时当火焰越小时，因根据对流换热原理，对流换热效果越差，导致热效率降低，而且火焰附近铝水温度较高，远离火焰的铝水温度较较低，导致温度不均匀。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种蓄热式铝液炉温度控制装置，具有控制稳定可靠，减少铝液高温烧损的特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种蓄热式铝液炉温度控制装置，包括炉体，其主要技术特征在于：炉体内的蓄热烧嘴采用水平角度设置，蓄热烧嘴与燃气管道和鼓风排烟管道相连接，燃气管道和鼓风排烟管道上分别装配有电磁阀和气动快切阀，PLC控制装置控制联接电磁阀和气动快切阀开关，炉体内还设置有炉膛热电偶和铝液热电偶，炉膛热电偶和铝液热电偶联接PLC控制装置输入端，PLC控制装置控制联接蓄热烧嘴上的点火阀，且PLC控制装置根据炉膛热电偶和铝液热电偶的反馈结果控制蓄热烧嘴燃烧和停止。
所述的鼓风排烟管道，包括一个与鼓风机相连的鼓风管道和与引风机相连的排烟管道，鼓风管道和排烟管道通过两套三通阀分别与两个蓄热烧嘴连接，每套三通阀由两台气动快切阀组成,通过控制它们的开关来完成三通阀换向的功能，实现两个蓄热烧嘴之间鼓风燃烧和排烟蓄热的功能转换。
所述的PLC控制装置还包含有一个比较装置，该比较装置将炉膛控制温度输出值C与炉膛反馈温度A2进行比较，PLC控制装置根据比较结结果控制蓄热烧嘴燃烧和停止。
所述的PLC控制装置还设置有炉膛控制温度A1、铝液控制温度B1和炉膛温度回差D，并根据铝液热电偶和炉膛热电偶的输入值得到铝液反馈温度B2和炉膛反馈温度A2，PLC控制装置上的PID运算模块根据铝液反馈温度B2和铝液控制温度B1运算得出控制输出值，炉膛控制温度输出值C设定为炉膛控制温度A1和铝液控制温度B1的差值与控制输出值的乘积然后再加上铝液温度控制值B1。
所述的PLC控制装置还包括一个人机界面，可以通过人机界面更改设置的炉膛控制温度A1、铝液控制温度B1和炉膛温度回差D的数值，并将数据传输到PLC装置，经PID模块运算得到控制输出值。
所述的控制输出值的大小由PID运算模块计算得到，设置铝液控制温度B1与铝液反馈温度B2的差值变量为ev(t)，当差值变量ev(t)>0且有增大的趋势时,控制输出值逐渐增大趋近于1，当差值变量ev(t)>0且有减小的趋势时，控制输出值逐渐减小,当ev(t)趋近于0时，控制输出值不变,当差值变量ev(t)<0时，控制输出值趋近于0。
本发明的有益效果在于：
本发明通过采用PLC控制装置比较炉膛控制温度输出值和炉膛反馈温度的大小，并根据比较结果控制蓄热烧嘴燃烧的启停，空燃比不参与控制温度，由于始终为大火燃烧，炉膛内对流换热效果好，增加了控制系统的可靠性，同时该控温技术蓄热烧嘴采用水平角度设置，燃烧不接触铝水，减少了高温烧损。
附图说明
图1为本发明的管道布局结构示意图；
图2为本发明的PLC控制装置工作原理示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
如图1、2所示，一种蓄热式铝液炉温度控制装置，包括炉体，其主要技术特征在于：炉体内的蓄热烧嘴采用水平角度设置，蓄热烧嘴与燃气管道和鼓风排烟管道相连接，燃气管道和鼓风排烟管道上分别装配有电磁阀和气动快切阀，PLC控制装置控制联接电磁阀和气动快切阀开关，炉体内还设置有炉膛热电偶和铝液热电偶，炉膛热电偶和铝液热电偶联接PLC控制装置输入端，PLC控制装置控制联接蓄热烧嘴上的点火阀，且PLC控制装置根据炉膛热电偶和铝液热电偶的反馈结果控制蓄热烧嘴燃烧和停止。
鼓风排烟管道，包括一个与鼓风机1相连的鼓风管道和与引风机2相连的排烟管道，鼓风管道和排烟管道通过两套三通阀分别与两个蓄热烧嘴12、13连接，鼓风管道上的三通阀由两台气动快切阀4、6组成,排烟管道上的三通阀由两台气动快切阀5、7组成,通过控制它们的开关来完成三通阀换向的功能，实现两个蓄热烧嘴12、13之间鼓风燃烧和排烟蓄热的功能转换。
燃气管道上设置有总电磁阀开关3和通往两个蓄热烧嘴的独立分支电磁阀开关8和电磁阀开关9。
蓄热烧嘴由PLC控制装置控制换向燃烧，并根据需要控制各个气动快切阀和电磁阀的开合状态，蓄热烧嘴12燃烧时蓄热烧嘴13处于排烟蓄热状态，此时气动快切阀4、7和电磁阀8处于打开状态，气动快切阀5、6和电磁阀9处于关闭状态；一定时间后，蓄热烧嘴自动换向，蓄热烧嘴13燃烧蓄热烧嘴12处于排烟蓄热状态，此时气动快切阀5、6和电磁阀9处于打开状态，通气管道上的气动快切阀4、7和燃气管道上的电磁阀8处于关闭状态。
点火阀10、11分别设置在蓄热烧嘴处。
鼓风排烟管道和燃气管道上还分别设置有调节阀、压力变送器和流量计。
PLC控制装置控制原理举例说明如下：
设置炉膛温度回差为D，设置铝液控制温度B1与铝液反馈温度B2的差值变量为ev(t)，当差值变量ev(t)>0且有增大的趋势时,控制输出值逐渐减小趋近于1，当炉膛反馈温度A2小于炉膛控制输出温度C与回差D的差值时，启动燃烧；当差值变量ev(t)>0且有减小的趋势时，控制输出值逐渐减小,直至炉膛反馈温度A2大于炉膛控制输出温度C时，停止燃烧；当ev(t)趋近于0时，控制输出值不变,维持现有状态；当差值变量ev(t)<0时，控制输出值大于0，炉膛反馈温度A2大于炉膛控制输出温度C时，停止燃烧。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种蓄热式铝液炉温度控制装置，包括炉体，其主要技术特征在于：炉体内的蓄热烧嘴采用水平角度设置，蓄热烧嘴与燃气管道和鼓风排烟管道相连接，燃气管道和鼓风排烟管道上分别装配有电磁阀和气动快切阀，PLC控制装置控制联接电磁阀和气动快切阀开关，炉体内还设置有炉膛热电偶和铝液热电偶，炉膛热电偶和铝液热电偶联接PLC控制装置输入端，PLC控制装置控制联接蓄热烧嘴上的点火阀，且PLC控制装置根据炉膛热电偶和铝液热电偶的反馈结果控制蓄热烧嘴燃烧和停止。通过自动控制炉膛温度的变化实现铝液控温的目的。
2.根据权利要求1所述的一种蓄热式铝液炉温度控制装置，其主要技术特征还在于：所述的鼓风排烟管道，包括一个与鼓风机相连的鼓风管道和与引风机相连的排烟管道，鼓风管道和排烟管道通过两套三通阀分别与两个蓄热烧嘴连接，每套三通阀由两台气动快切阀组成,通过控制它们的开关来完成三通阀换向的功能，实现两个蓄热烧嘴之间鼓风燃烧和排烟蓄热的功能转换。
3.根据权利要求1所述的一种蓄热式铝液炉温度控制装置，其主要技术特征还在于：所述的PLC控制装置还包含有一个比较装置，该比较装置将炉膛控制温度输出值C与炉膛反馈温度A2进行比较，PLC控制装置根据比较结结果控制蓄热烧嘴燃烧和停止。
4.根据权利要求3所述的一种蓄热式铝液炉温度控制装置，其主要技术特征还在于：PLC控制装置还设置有炉膛控制温度A1、铝液控制温度B1和炉膛温度回差D，并根据铝液热电偶和炉膛热电偶的输入值得到铝液反馈温度B2和炉膛反馈温度A2，PLC控制装置上的PID运算模块根据铝液反馈温度B2和铝液控制温度B1运算得出控制输出值，炉膛控制温度输出值C设定为炉膛控制温度A1和铝液控制温度B1的差值与控制输出值的乘积然后再加上铝液温度控制值B1。
5.根据权利要求3、4所述的一种蓄热式铝液炉温度控制装置，其主要技术特征还在于：PLC控制装置还包括一个人机界面，可以通过人机界面更改设置的炉膛控制温度A1、铝液控制温度B1和炉膛温度回差D的数值，并将数据传输到PLC装置，经PID模块运算得到控制输出值。
6.根据权利要求3、4所述的一种蓄热式铝液炉温度控制装置，其主要技术特征还在于：控制输出值的大小由PID运算模块计算得到，设置铝液控制温度B1与铝液反馈温度B2的差值变量为ev(t)，当差值变量ev(t)>0且有增大的趋势时,控制输出值逐渐增大趋近于1，当差值变量ev(t)>0且有减小的趋势时，控制输出值逐渐减小,当ev(t)趋近于0时，控制输出值不变,当差值变量ev(t)<0时，控制输出值趋近于0。
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