CN204388118U - 一种加热炉燃烧过程控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加热炉燃烧过程控制系统，属于加热炉控制技术领域。本实用新型中的一级机控制支路包括一级机、煤气总管阀门和空气总管阀门，煤气总管阀门安装在煤气总管上，空气总管阀门安装在空气总管上，一级机的控制输出端分别与煤气总管阀门、空气总管阀门相连接；工控机控制支路包括工控机、压力流量传感器、变频器和压力流量调节器，空气总管上安装有压力流量传感器，该压力流量传感器与工控机的输入端相连，变频器与风机相连，该变频器上还连接有压力流量调节器，且变频器与工控机的控制输出端相连；工控机与一级机相连。采用本实用新型的技术方案节电量能够达到38％，减少了风机管网阻力损失，同时减小了风机喘振影响。

Description

一种加热炉燃烧过程控制系统

技术领域

本实用新型属于加热炉控制技术领域，更具体地说，涉及一种加热炉燃烧过程控制系统。

背景技术

冶金行业加热炉的主要任务是按轧机的轧制速度加热钢坯，使钢坯在出炉时达到轧制所要求的温度。因此对加热炉的基本要求是在满足加热质量和产量的前提下，最大限度的降低燃料消耗和减少氧化烧损。钢铁工业是能源消耗大户，其中冶金加热炉的能耗就占钢铁总能耗的25％，提高加热炉的热效率，降低能耗，对整个钢铁企业的节能具有重要的意义。

目前，常规的加热炉主要结构为：煤气总管通过煤气支管阀门连接至烧嘴，空气总管通过空气支管阀门连接至烧嘴，空气总管与风机相连通，烧嘴安装在炉膛上。普通的加热炉燃烧系统控制原理简单，操作人员在操作室无法调节空气总管的风压和风量，风机阀门开度一般情况下不调节，加热炉由快节奏转为保温状态后，均热段与加热二段的煤气、空气流量减小，如果预热段与加热一段的煤气、空气流量也随之减少，则会产生空气管网压力过高，有时产生风机振喘。因此，在实际操作中，总空气流量不变，会造成很多情况下空气量过大。同时预热段与加热一段的煤气、空气流量不能同步减少，造成炉尾烟气量偏大，大量热量被烟气带走，产生巨大的能源浪费。

通过专利检索，关于加热炉控制的技术方案已有公开，如，中国专利申请号201210495126.1，申请日2012年11月29日，该申请案公开了一种轧钢加热炉优化控制系统，首先根据不同钢坯类型、生产节奏、钢坯的初始温度和出炉温度建立炉温在线设定器，采用控制炉温的方法控制钢坯出炉温度；基于各种工况下的热效率模型，计算加热炉负荷变化量并作为炉温前馈值，实现负荷波动下的加热炉炉温高精度控制；在此基础上，通过建立空燃比优化控制模型，寻找最佳的空燃比，使加热炉的燃烧状况达到最佳，达到了节约燃料和降低钢损的目的。该申请案的控制过程复杂，在提高加热炉的热效率，降低能耗方面仍需进一步改进。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中加热炉的热效率低，燃料消耗高的不足，提供了一种加热炉燃烧过程控制系统，采用本实用新型的技术方案，节约了煤气消耗约15％，减少了钢坯氧化烧损，同时减小了风机喘振影响。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种加热炉燃烧过程控制系统，包括煤气总管、空气总管、炉膛、烧嘴、空气支管阀门和煤气支管阀门，所述的煤气总管通过煤气支管阀门连接至烧嘴，所述的空气总管通过空气支管阀门连接至烧嘴，空气总管与风机相连通，上述的烧嘴安装在炉膛上，还包括一级机控制支路和工控机控制支路，其中：所述的一级机控制支路包括一级机、煤气总管阀门和空气总管阀门，所述的煤气总管阀门安装在煤气总管上，空气总管阀门安装在空气总管上，一级机的控制输出端分别与煤气总管阀门、空气总管阀门相连接；所述的工控机控制支路包括工控机、压力流量传感器、变频器和压力流量调节器，所述的空气总管上安装有压力流量传感器，该压力流量传感器与工控机的输入端相连，所述的变频器与风机相连，该变频器上还连接有压力流量调节器，且变频器与工控机的控制输出端相连；上述的工控机与一级机相连。

更进一步地，还包括变频器冷却系统，该变频器冷却系统安装在变频器上，用于对变频器进行冷却。

更进一步地，在炉膛的炉膛烟气出口处设有烟道，该烟道与空气总管的交汇处安装有空气预热器。

更进一步地，所述的空气总管阀门和压力流量传感器安装在风机与空气预热器之间的空气总管上。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种加热炉燃烧过程控制系统，设计了一级机控制支路和工控机控制支路，通过一级机控制煤气总管阀门和空气总管阀门，且通过工控机的输入端相连有压力流量传感器，工控机的控制输出端与变频器相连，通过变频器控制风机工作，同时，通过工控机实现了风机变频器调节与一级机调节联锁控制，使得操作人员可在操作室完成调节过程，采用本实用新型的技术方案节电量能够达到38％，减少了风机管网阻力损失，同时减小了风机喘振影响。

(2)本实用新型的一种加热炉燃烧过程控制系统，通过压力流量传感器反馈调节变频器和一级机，使得可以便捷调整加热炉燃烧过程的空燃比，节约了煤气消耗约15％，在降低了能源消耗的同时减少了钢坯氧化烧损率，具有良好的应用功能。

附图说明

图1为本实用新型的一种加热炉燃烧过程控制系统的结构框图。

图中：1、一级机；2、煤气总管；3、煤气总管阀门；4、烟道；5、空气预热器；6、炉膛烟气出口；7、空气支管阀门；8、煤气支管阀门；9、烧嘴；10、炉膛；11、工控机；12、压力流量传感器；13、风机；14、空气总管；15、空气总管阀门；16、压力流量调节器；17、变频器；18、变频器冷却系统。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

结合图1，本实施例的一种加热炉燃烧过程控制系统，包括煤气总管2、空气总管14、炉膛10、烧嘴9、空气支管阀门7和煤气支管阀门8，所述的煤气总管2通过煤气支管阀门8连接至烧嘴9，所述的空气总管14通过空气支管阀门7连接至烧嘴9，空气总管14与风机13相连通，上述的烧嘴9安装在炉膛10上。在炉膛10的炉膛烟气出口6处设有烟道4，该烟道4与空气总管14的交汇处安装有空气预热器5，空气预热器5利用烟道4中烟气的热量对空气总管14中的助燃空气进行预热。

本实施例还包括一级机控制支路和工控机控制支路，其中：本实施例中的一级机控制支路包括一级机1、煤气总管阀门3和空气总管阀门15，所述的煤气总管阀门3安装在煤气总管2上，空气总管阀门15安装在空气总管14上，且空气总管阀门15安装在风机13与空气预热器5之间的空气总管14上，一级机1的控制输出端分别与煤气总管阀门3、空气总管阀门15相连接。本实施例通过一级机1可以同时控制煤气总管2上的煤气总管阀门3和空气总管14上的空气总管阀门15。为了进一步改进本实施例中的一级机控制系统，本实施例设计了工控机控制支路，工控机控制支路包括工控机11、压力流量传感器12、变频器17和压力流量调节器16，所述的空气总管14上安装有压力流量传感器12，且压力流量传感器12安装在风机13与空气预热器5之间的空气总管14上，该压力流量传感器12与工控机11的输入端相连，所述的变频器17与风机13相连，变频器冷却系统18安装在变频器17上，用于对变频器17进行冷却，该变频器17上还连接有压力流量调节器16，且变频器17与工控机11的控制输出端相连，工控机11与一级机1相连。

通过工控机11实现了风机变频器调节与一级机调节联锁控制，针对不同生产状况下不同的煤气流量，将煤气流量分为若干区域，每个煤气流量区域对应不同的管网压力。当煤气流量波动较大时，即煤气流量超出某一设定范围，工控机11将会给风管相应的压力值，进而通过变频器17调节风机13来达到风管相应的压力值。当煤气流量小范围变化时，即煤气流量未超出设定范围，则煤气流量可通过一级机1调节空气总管阀门15来实现。本实施例通过一级机1控制煤气总管2中的煤气流量，空气总管14中助燃空气的压力和流量通过压力流量传感器12反馈到工控机11，通过工控机11将助燃空气的压力和流量调节信号传递给变频器17，从而控制助燃空气的压力和流量，使得可以便捷调整加热炉燃烧过程的空燃比，节约了煤气消耗约15％，在降低了能源消耗的同时减少了钢坯氧化烧损率，具有良好的应用功能。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种加热炉燃烧过程控制系统，包括煤气总管(2)、空气总管(14)、炉膛(10)、烧嘴(9)、空气支管阀门(7)和煤气支管阀门(8)，所述的煤气总管(2)通过煤气支管阀门(8)连接至烧嘴(9)，所述的空气总管(14)通过空气支管阀门(7)连接至烧嘴(9)，空气总管(14)与风机(13)相连通，上述的烧嘴(9)安装在炉膛(10)上，其特征在于：还包括一级机控制支路和工控机控制支路，其中：

所述的一级机控制支路包括一级机(1)、煤气总管阀门(3)和空气总管阀门(15)，所述的煤气总管阀门(3)安装在煤气总管(2)上，空气总管阀门(15)安装在空气总管(14)上，一级机(1)的控制输出端分别与煤气总管阀门(3)、空气总管阀门(15)相连接；

所述的工控机控制支路包括工控机(11)、压力流量传感器(12)、变频器(17)和压力流量调节器(16)，所述的空气总管(14)上安装有压力流量传感器(12)，该压力流量传感器(12)与工控机(11)的输入端相连，所述的变频器(17)与风机(13)相连，该变频器(17)上还连接有压力流量调节器(16)，且变频器(17)与工控机(11)的控制输出端相连；上述的工控机(11)与一级机(1)相连。

2.根据权利要求1所述的一种加热炉燃烧过程控制系统，其特征在于：还包括变频器冷却系统(18)，该变频器冷却系统(18)安装在变频器(17)上，用于对变频器(17)进行冷却。

3.根据权利要求1或2所述的一种加热炉燃烧过程控制系统，其特征在于：在炉膛(10)的炉膛烟气出口(6)处设有烟道(4)，该烟道(4)与空气总管(14)的交汇处安装有空气预热器(5)。

4.根据权利要求3所述的一种加热炉燃烧过程控制系统，其特征在于：所述的空气总管阀门(15)和压力流量传感器(12)安装在风机(13)与空气预热器(5)之间的空气总管(14)上。