CN106642195A - 蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法与控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法与控制系统，所述的方法为:依据两侧实际温度与目标温度的差，计算动态延时时间。上述的方法中，为根据炉膛两侧可靠的热电偶所提供的炉膛温度，对设定温度出现偏差的一侧进行自动动态调整。同时，本发明除了克服了由于上述管道安装及蓄热体等热工设备产生的误差外，还可根据具体工艺要求进行分侧动态延时控制，在一定范围内调高或调低加热空间某一侧温度。例如，加热炉工艺中，钢坯轧机侧需要较另一侧高15～30℃,以便于轧机咬合，本发明使这种符合特定生产要求且较苛刻的工艺得以实现。

Description

蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法与控制系统
技术领域
本发明涉及一种蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法与控制系统。
背景技术
在传统的蓄热式燃烧控制方法中，一对蓄热式燃烧装置组成一个燃烧单元。如图1所示，该燃烧单元的控制是共用一套流量计和调节阀来实现温度控制，而这个燃烧装置是分布在加热炉两侧，这样由于各种不对称因素就造成了加热炉两侧的温度不均衡，这种不均衡是由于无法克服的燃料管道阻损差异、现场烧嘴前阀门调节差异、蓄热体制造误差、两侧空煤烟排烟阀位差异及施工质量等诸多因素造成炉体两侧产生炉膛温度差异，这些差异会使生产的产品质量出现一定下降，还会给企业带来一定的经济损失，甚至产生生产事故。而这些差异想通过一套过程仪表装置来调整这种差异是不可能实现的，如欲采用燃烧装置前手阀来调整燃烧介质的流量与控制燃烧装置的排烟量及炉膛压力这两者是矛盾的。如欲采用双交叉限幅燃烧控制策略实现克服以上差异的目的，就需要在没有空煤气自动化阀门和空烟及煤烟自动化阀门及空煤气流量计的一侧增加此设备，这就极大增加了投资成本及管路的复杂性，在各种条件的束缚下，双交叉限幅燃烧控制策略无法依靠增加仪控设备实现加热空间两侧温度均衡。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法与控制系统。
为达到上述目的，本发明的蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法，所述的方法为:依据当前侧的实际温度与预设温度的差，计算动态延时时间。
较佳的，所述的方法为每个燃烧周期进行如下控制：
1)确定当前周期的预设温度，
2)确定当前周期两侧的实际温度；
若A侧和B侧均大于或小于预设温度，则两侧同时增加或减少动态延时调整时间；若A侧大于目标温度而B侧小于预设温度，则增加一侧减少另一侧动态延时调整时间。
较佳的，所述的动态延时时间是按下述方法计算的：
依据当前侧的实际温度与预设温度计算目标温度；
依据目标温度与实测温度的温度差当前周期计算燃烧间歇延时时间；
依据当前周期燃烧间歇延时时间和以前周期的当前侧燃烧间歇延时时间计算当前周期的动态延时时间。
较佳的，其中，所述的目标温度是按下述公式计算的：
其中，Tm为目标温度，Tc为实测温度，Ts为设定温度。
较佳的，所述的燃烧间歇延时时间是按下述公式计算的：
Sdt＝n1*n2*(Tc-Tm＇)/Tm；
其中，Tm为目标温度，Tc为实测温度，Ts为设定温度，Tm＇为以前周期当前侧的目标温度；n1：模糊函数学习速度，n2：间歇时间最大常数，Sdt为当前周期燃烧间歇延时时间；所述的n1的取值范围为1-10，n2的取值范围为30-180s。
较佳的，所述的当前周期的动态延时时间是按下述公式计算的：
Sd＝Sd＇+Sdt
其中，Sd为动态延时时间；Sd＇为以前周期当前侧动态延时时间；Sdt为当前周期燃烧间歇延时时间。
为达到上述目的，本发明蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制系统，包括：
测温装置：用于实时测量两侧的实际温度；
受控切换阀：连接在进气管道上，用于为A侧或B侧进气切换；
控制装置：根据测温装置实时测得的当前侧温度和预定的目标温度进行以下控制：若A侧和B侧均大于或小于目标温度，则两侧同时增加或减少受控切换阀的动态延时调整时间；若A侧大于目标温度而B侧小于目标温度，则增加一侧减少另一侧受控切换阀的动态延时调整时间。
上述的方法中，为根据炉膛两侧可靠的热电偶所提供的炉膛温度，对设定温度出现偏差的一侧进行自动动态调整。同时，本发明除了克服了由于上述管道安装及蓄热体等热工设备产生的误差外，还可根据具体工艺要求进行分侧动态延时控制，在一定范围内调高或调低加热空间某一侧温度。例如，加热炉工艺中，钢坯轧机侧需要较另一侧高15～30℃,以便于轧机咬合，本发明使这种符合特定生产要求且较苛刻的工艺得以实现。
附图说明
图1为现有蓄热式燃烧装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法，所述的方法为:依据两侧实际温度与目标温度的差，计算动态延时时间。
即，若A侧和B侧均大于或小于目标温度，则两侧同时增加或减少动态延时调整时间；若A侧大于目标温度而B侧小于目标温度，则增加一侧减少另一侧动态延时调整时间。
为了防止燃烧室的温度变化过快而影响产品品质，所述的动态延时时间是按方法计算
依据当前侧的实际温度与预设温度计算目标温度；其中，所述的目标温度是按下述公式计算的：
依据目标温度与实测温度的温度差计算燃烧间歇延时时间；其中，所述的燃烧间歇延时时间是按下述公式计算的：
Sdt＝n1*n2*(Tc-Tm＇)/Tm；
依据燃烧间歇延时时间和以前周期当前侧的燃烧间歇延时时间计算当前周期的动态延时时间，所述的当前周期的动态延时时间是按下述公式计算的：
Sd＝Sd＇+Sdt
其中，Tm为目标温度，Tc为实测温度，Ts为设定温度，Tm＇为以前周期当前侧的目标温度；n1：模糊函数学习速度，所述的n1的取值范围为1-10；n2：间歇时间最大常数，n2的取值范围为30-180s；Sdt为燃烧间歇延时时间；Sd′为以前周期当前侧动态延时时间；Sdt为燃烧间歇延时时间。
下表为按照上述公式计算出的动态延时时间。
其中，n1的取值8，n2的取值60s
上述的公式中，考虑了温度场温度的滞后性，将温度差通过三次方根无限切分为斜率不同的区间，与当前温度相加成为目标温度，避免了以实测温度做为目标温度带来的温度过冲及控制精度较差的情况；同时，当前侧以前周期的燃烧动态延时时间做为本轮动态延时时间调整的基础，使燃烧温度控制更加稳定，有效的解决了蓄热式燃烧系统的不稳定性及不可控性，使全自动控制成为可能。
综上可知，本发明成为蓄热式燃烧系统的数字化控制技术实现的前提条件之一，向工业4.0迈进打下了坚实的基础。同时，对于由一对燃烧器组成一个燃烧单元及采用一套仪控设备进行控制的蓄热式燃烧系统，在未采用本发明及不增加另一套仪控设备的情况下，基本不可能实现燃烧单元分侧温度的自动控制，而本发明较常规控制方式在不增加任何仪控设备及管道的基础上，实现了燃烧单元分侧温度的自动控制。并且，对于在温度场控制精度及均匀性要求较高的加热工艺，有效的解决了蓄热式燃烧系统的不稳定性及不可控性，使全自动控制成为可能。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围。

Claims (7)

1.一种蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法，其特征在于：所述的方法为:依据当前侧的实际温度与预设温度的差，计算动态延时时间。
2.如权利要求1所述的蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法，其特征在于：所述的方法为每个燃烧周期进行如下控制：
1)确定当前周期的预设温度，
2)确定当前周期两侧的实际温度；
若A侧和B侧均大于或小于预设温度，则两侧同时增加或减少动态延时调整时间；若A侧大于目标温度而B侧小于预设温度，则增加一侧减少另一侧动态延时调整时间。
3.如权利要求1所述的蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法，其特征在于：所述的动态延时时间是按下述方法计算的：
依据当前侧的实际温度与预设温度计算目标温度；
依据目标温度与实测温度的温度差当前周期计算燃烧间歇延时时间；
依据当前周期燃烧间歇延时时间和以前周期的当前侧燃烧间歇延时时间计算当前周期的动态延时时间。
4.如权利要求3所述的蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法，其特征在于：其中，所述的目标温度是按下述公式计算的：
T m = T c + n 1 * T s - T c 3
其中，Tm为目标温度，Tc为实测温度，Ts为设定温度。
5.如权利要求3所述的蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法，其特征在于：所述的燃烧间歇延时时间是按下述公式计算的：
Sdt＝n1*n2*(Tc-Tm＇)/Tm；
其中，Tm为目标温度，Tc为实测温度，Ts为设定温度，Tm＇为以前周期当前侧的目标温度；n1：模糊函数学习速度，n2：间歇时间最大常数，Sdt为当前周期燃烧间歇延时时间；所述的n1的取值范围为1-10，n2的取值范围为30-180s。
6.如权利要求3所述的蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制方法，其特征在于：所述的当前周期的动态延时时间是按下述公式计算的：
Sd＝Sd′+Sdt
其中，Sd为动态延时时间；Sd′为以前周期当前侧动态延时时间；Sdt为当前周期燃烧间歇延时时间。
7.一种蓄热式燃烧温度场分侧动态延时控制系统，特征在于：所述的系统包括：
测温装置：用于实时测量两侧的实际温度；
受控切换阀：连接在进气管道上，用于为A侧或B侧进气切换；
控制装置：根据测温装置实时测得的当前侧温度和预定的目标温度进行以下控制：若A侧和B侧均大于或小于目标温度，则两侧同时增加或减少受控切换阀的动态延时调整时间；若A侧大于目标温度而B侧小于目标温度，则增加一侧减少另一侧受控切换阀的动态延时调整时间。
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