CN109114985A - 一种在线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统，包括除尘喷吹系统、高温红外热成像仪、摆动系统、烧嘴；摆动系统设在炉料上方，高温红外热成像仪安装在摆动系统上，除尘喷吹系统安装在高温红外热成像仪前上方，高温红外热成像仪检测温度数据传送到工业控制机上；烧嘴均匀安装在烧结点火炉内部，烧嘴通过电动调节阀与空气、煤气管道相连接，电动调节阀通过电源线与工业控制机相对应连接，工业控制机通过电动调节阀调节煤气和空气流量来调节点火炉内部具体温度。本发明克服了不能有针对性进行调整的问题，实现了在线及时调节火焰燃烧均匀度，保证了烧结料面的必要温度，节约烧结点火能耗、改善烧结矿表面质量、提高烧结矿生产率。

Description

一种在线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统
技术领域
本发明属于炼铁烧结生产技术领域，特别涉及一种在线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统。
背景技术
烧结点火的目的是将已经布到台车上的烧结混合料加热到半熔状态，把台车表面混合料中的固体燃料点着，使其能在抽风的作用下自上而下地进行烧结。常规情况下，点火温度应控制在1050～1150℃之间。低于1050℃不易使表层混合料烧到半熔状态，从而影响成品率；高于1200℃则易使表层混合料烧化、结壳，增大表层的透气阻力，影响烧结往下引和烧结速度。
现有的烧结点火炉控制方法主要是采取温度控制，温度控制是检测插入炉内的热电偶温度是否在设定的温度附近来改变煤气流量的控制方法。通常在烧结台车横向方向上插入几个热电偶温度来控制其均匀度，但是烧结台车边部热量散失相对比较多，中心部位热量散失比较慢，因此在相同点火强度条件下会导致烧结台车横向方向表面点火质量不均匀，会影响整体烧结产量和质量。在同样温度的情况下，由于原料改变，水分波动，料层波动，都会使炉料表面不是点火质量不好，就是过融，最后都要靠看火工去凭肉眼观察料面是否完全变黑来最终判定点火质量是否符合要求，不能有针对性的进行及时调整，存在严重的滞后性，不能及时发现不均匀烧结表面质量，也就不能及时调整配料，影响了烧结矿的质量。
发明内容
本发明目的在于提供一种在线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统。为了克服现有烧结点火炉控制方法要靠看火工去凭肉眼判断和不能有针对性的进行调整的问题。实现了在线及时调节火焰燃烧均匀度，保证了烧结料面所需的温度，节约烧结点火能耗、改善烧结矿表面质量、提高烧结矿生产率。
本发明提供一种在线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统，其特征在于包括除尘喷吹系统、高温红外热成像仪、摆动系统、工业控制机、电动调节阀、烧嘴；摆动系统设在烧结点火炉后方且在炉料的上方，高温红外热成像仪安装在摆动系统上，摆动系统控制高温红外热成像仪在烧结料面横向方向上面左右摆动，扫描视觉范围为从台车的一边到另一边，除尘喷吹系统安装在高温红外热成像仪前上方，高温红外热成像仪检测温度数据通过电源数据线传送到工业控制机上并显示出来；烧嘴均匀安装在烧结点火炉内部，烧嘴通过电动调节阀与空气、煤气管道相对应连接，电动调节阀通过电源线与工业控制机相连接，工业控制机通过电动调节阀调节煤气和空气流量来调节点火炉内部具体温度；
若烧结点火炉某部分温度T大于T设+50℃，通过操作该部分区域所对应烧嘴的电动调节阀减少煤气流量增加空气流量来调整其局部温度；若烧结点火炉某部分温度T小于T设-50℃，通过操作该部分区域所对应烧嘴的电动调节阀增加煤气流量减少空气流量来调整其局部温度；烧结点火炉内温度控制模型为
式中：T为实际点火炉内部温度，T设为点火炉内部预定设计温度，α为煤气热量系数，Q煤气为煤气燃烧热量，β为空气热量系数，Q空气为空气提升温度消耗热量，V煤气为煤气流量，c煤气为煤气热熔，V空气为空气流量，c空气为空气热熔。
进一步的，所述T设范围为850-1100℃。
进一步的，所述比值范围为1.1-5。
本发明提供一种在线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统。在现有烧结生产工艺条件不变的情况下，在点火炉后方且在炉料的上方安装可以左右摆动高温红外热成像仪测量显示烧结台车表面横向方向上点火均匀程度及烧结料面温度，若某部位点火强度低或烧结料面温度低，通过烧嘴上煤气和空气电动调节阀来其流量以达到点火均匀程度及提高其对应烧结料面温度，实现了在线及时调节火焰燃烧均匀度，保证了烧结料面必要的温度，从而节约烧结点火能耗、改善烧结矿表面质量、提高烧结矿生产率。
附图说明
图1线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统图；
图2台车混合料料面上部温度场某部分温度过低的热成像；
图3台车混合料料面上部温度场某部分温度过高的热成像；
图4调整后混合料料面上部温度场的热成像。
图中：1、烧结点火炉；2、除尘喷吹系统；3、高温红外热成像仪；4、摆动系统；5、工业控制机；6、电动调节阀；7、烧嘴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，一种在线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统，摆动系统4设在烧结点火炉1后方且在炉料的上方，高温红外热成像仪3安装在摆动系统4上，烧嘴7均匀安装在烧结点火炉1内部，烧嘴通过电动调节阀6与空气、煤气管道相对应连接，电动调节阀6通过电源线与工业控制机5相连接，工业控制机5通过电动调节阀6调节煤气和空气流量来调节点火炉内部具体温度。
当烧结台车正常运行生产时，烧结点火温度T设＝850℃，摆动系统4控制高温红外热成像仪3在烧结料面横向方向上面左右摆动，扫描视觉范围为从台车的一边到另一边；除尘喷吹系统2安装在高温红外热成像仪3前上方，定时向高温红外热成像仪3镜头部位吹空气，防止烧结车间灰尘落在高温红外热成像仪3镜头上面影响测量温度精度，同时冷却高温红外热成像仪3镜头，高温红外热成像仪3检测温度数据通过电源数据线传送到工业控制机5上并显示出来。
图2中A、B为方框区域内部平均温度数值，方框A边部区域火焰平均温度为873.9℃，方框B中心区域火焰温度平均为724.7℃，方框B温度明显低于T设-50℃，因此通过操作此处电动调节阀6增加煤气流量减少空气流量来提高其局部温度，由2.5提高到3.1。
图3中G、H、M、N方框区域内部平均温度数值，方框H边部火焰平均温度为877.2℃，方框G区域内部平均温度数值为970.3℃，明显高于其他区域温度。方框M、N为烧结料面平均温度，其温度值为1225.4℃、1070.5℃。方框G温度明显高于T设+50℃，因此通过操作电动调节阀6减少煤气流量增加空气流量来调整其局部温度，由2.6下降到2.4。
图4中D、F点为空燃比调整后烧结料面域上部温度数值，其温度值为889.2℃、875.1℃，在T设±50℃范围内部，C、E点分别为烧结料面红火层温度数值，其温度值为1236.1℃、1223.1℃，达到烧结产生液相的温度数值，而且烧结料面域上部和料面温度相对比较均匀，有利改善烧结表面质量。

Claims (3)

1.一种在线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统，其特征在于包括除尘喷吹系统(2)、高温红外热成像仪(3)、摆动系统(4)、工业控制机(5)、电动调节阀(6)、烧嘴(7)；摆动系统(4)设在烧结点火炉(1)后方且在炉料的上方，高温红外热成像仪(3)安装在摆动系统(4)上，摆动系统(4)控制高温红外热成像仪在烧结料面横向方向上面左右摆动，扫描视觉范围为从台车的一边到另一边，除尘喷吹系统(2)安装在高温红外热成像仪(3)前上方，高温红外热成像仪(3)检测温度数据通过电源数据线传送到工业控制机(5)上并显示出来；烧嘴(7)均匀安装在烧结点火炉(1)内部，烧嘴(7)通过电动调节阀(6)与空气、煤气管道相对应连接，电动调节阀(6)通过电源线与工业控制机(5)相连接，工业控制机(5)通过电动调节阀(6)调节煤气和空气流量来调节点火炉内部具体温度；
若烧结点火炉(1)某部分温度T大于T设+50℃，通过操作该部分区域所对应烧嘴(7)的电动调节阀(6)减少煤气流量增加空气流量来调整其局部温度；若烧结点火炉(1)某部分温度T小于T设-50℃，通过操作该部分区域所对应烧嘴(7)的电动调节阀(6)增加煤气流量减少空气流量来调整其局部温度；烧结点火炉(1)内温度控制模型为
式中：T为实际点火炉内部温度，T设为点火炉内部预定设计温度，α为煤气热量系数，Q煤气为煤气燃烧热量，β为空气热量系数，Q空气为空气提升温度消耗热量，V煤气为煤气流量，c煤气为煤气热熔，V空气为空气流量，c空气为空气热熔。
2.根据权利要求1所述的一种在线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统，其特征在于，所述T设范围为850-1100℃。
3.根据权利要求1所述的一种在线烧结点火炉内火焰燃烧均匀度的检测及控制系统，其特征在于，所述比值范围为1.1-5。
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