專利名稱：蓄熱脈沖加熱爐燃燒控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種蓄熱脈沖加熱爐燃燒控制方法。
背景技術(shù)：
蓄熱式加熱爐采用的是高溫空氣燃燒技術(shù)，該蓄熱燃燒技術(shù)是通過蓄熱高溫煙氣熱焓提高預熱空氣或煤氣溫度達到提高燃料理論燃燒溫度從而可以采用低熱值煤氣來達到節(jié)能減排的一種技術(shù)。該技術(shù)不僅解決了常規(guī)連續(xù)加熱爐達不到較高的工藝溫度問題而且能將占工業(yè)爐熱支出30 %左右的煙氣熱損失回收其中的80 %左右，其低氧燃燒產(chǎn)生的污染小，提高了加熱質(zhì)量并降低了氧化燒損。蓄熱式加熱爐與常規(guī)連續(xù)式加熱爐相比增加了蓄熱室，操作上為高溫通斷燃燒，爐膛排煙等。原來用于連續(xù)式加熱爐的一些技術(shù)仍可以有條件地應用于蓄熱式加熱爐，蓄熱加熱爐的換向控制及蓄熱箱的使用技術(shù)是新東西，是需要深入研究的內(nèi)容。蓄熱加熱爐的一個顯著特點是:一對燒嘴中，一個燃燒，另一個蓄熱。

圖1揭示了蓄熱加熱爐的結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖。如圖1所示，燒嘴A和燒嘴B構(gòu)成一對燒嘴，燒嘴A在燃燒時，燒嘴B在蓄熱；下一個周期，則變成燒嘴B燃燒，燒嘴A蓄熱，如此循環(huán)進行。在額定熱負荷情況下，這種工作方式是理想的。當熱負荷偏離設(shè)計值時，如果不進行控制優(yōu)化，就不能取得滿意的控制效果，既不節(jié)能，又影響鋼坯的加熱質(zhì)量。原因是:蓄熱箱的蓄熱能力是固定的，當換向周期和燒嘴投入個數(shù)，與當前的熱負荷不匹配時，蓄熱箱的蓄熱能力就不能很好發(fā)揮。為此，目前在蓄熱加熱爐燃燒控制系統(tǒng)設(shè)計時，一般都設(shè)計了小流量控制功能，即根據(jù)流量的需求，確定投入燒嘴的個數(shù)，目的是確保蓄熱燒嘴工作在設(shè)計負荷附近。遺憾的是，這種方法有兩點不足，一是換向周期不能在線確定，二是爐溫均勻性無法保證。從目前現(xiàn) 有的技術(shù)來看，對于這兩個關(guān)鍵問題，一直沒有很好的解決，也就是，如何確定不同熱負荷下的最佳換向周期；如何確保爐長方向上爐溫的均勻性。如果換向周期不合理，直接影響蓄熱燃燒的節(jié)能效果，而且，還容易導致超溫，所以存在一個保證回抽率情況下的最佳換向周期的確定問題；流量和換向周期匹配了，還必須解決爐內(nèi)溫度場的均勻性問題，如果投入運行的燒嘴是固定的，那么，工作的和不工作的燒嘴附近的溫度場，是不均勻的。在加熱特殊鋼種時，例如軸承鋼，這種不均勻性，會導致在同一個段內(nèi)產(chǎn)品性能的波動，不利于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定控制。目前還沒有現(xiàn)成的技術(shù)手段，很好地解決這個技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提出一種提高蓄熱加熱爐的燃燒效率和提高爐溫控制的均勻性的燃燒控制方法。根據(jù)本發(fā)明的一實施例，提出一種蓄熱脈沖加熱爐燃燒控制方法，包括:從蓄熱脈沖加熱爐的燃燒控制系統(tǒng)獲取當前段的流量設(shè)定值和工藝規(guī)定的流量分檔閾值表，把該流量設(shè)定值除以該段的最大流量值，獲得流量設(shè)定百分比，然后與流量分檔閾值表的檔級范圍值進行逐一比較，確定當前的新流量檔級和投入運行的燒嘴的對數(shù)；根據(jù)新流量檔級對應的標準排煙流量和爐氣溫度，采用蓄熱箱模型，計算出給定蓄熱換向周期對應的排煙溫度曲線；根據(jù)工藝設(shè)定的蓄熱箱排煙溫度，再結(jié)合排煙溫度曲線，插值確定該排煙溫度對應的蓄熱換向周期；根據(jù)新流量檔級確定的投入燒嘴個數(shù)和段內(nèi)總的可用燒嘴總數(shù)以及蓄熱換向周期，確定蓄熱脈沖周期和分組滾動方法；根據(jù)蓄熱換向周期和蓄熱脈沖周期及分組滾動方法，從段內(nèi)第一對燒嘴開始，進行蓄熱燃燒控制和蓄熱脈沖邏輯控制。在一個實施例中，蓄熱燃燒控制和蓄熱脈沖邏輯控制通過PLC實現(xiàn)。在一個實施例中，采用蓄熱箱模型計算出給定換向周期對應的排煙溫度曲線包括:根據(jù)蓄熱小球的參數(shù)、蓄熱箱參數(shù)、空氣流量、煙氣流量、爐氣溫度、給定的計算時間等輸入數(shù)據(jù)，采用蓄熱箱模型，即蓄熱體蓄熱過程模型和放熱過程模型進行迭代計算，獲得蓄熱箱出口排煙溫度隨排煙時間變化的曲線Ty。在一個實施例中，蓄熱體蓄熱過程模型為::7~
權(quán)利要求
1.一種蓄熱脈沖加熱爐燃燒控制方法，其特征在于，包括: 從蓄熱脈沖加熱爐的燃燒控制系統(tǒng)獲取當前段的流量設(shè)定值和工藝規(guī)定的流量分檔閾值表，把該流量設(shè)定值除以該段的最大流量值，獲得流量設(shè)定百分比，然后與流量分檔閾值表的檔級范圍值進行逐一比較，確定當前的新流量檔級和投入運行的燒嘴的對數(shù)； 根據(jù)所述新流量檔級對應的標準排煙流量和爐氣溫度，采用蓄熱箱模型，計算出給定蓄熱換向周期對應的排煙溫度曲線； 根據(jù)工藝設(shè)定的蓄熱箱排煙溫度，再結(jié)合所述排煙溫度曲線，插值確定該排煙溫度對應的蓄熱換向周期； 根據(jù)所述新流量檔級確定的投入燒嘴個數(shù)和段內(nèi)總的可用燒嘴總數(shù)以及所述蓄熱換向周期，確定蓄熱脈沖周期和分組滾動方法； 根據(jù)所述蓄熱換向周期和蓄熱脈沖周期及分組滾動方法，從段內(nèi)第一對燒嘴開始，進行蓄熱燃燒控制和蓄熱脈沖邏輯控制。
2.如權(quán)利要求1所述的蓄熱脈沖加熱爐燃燒控制方法，其特征在于，所述蓄熱燃燒控制和蓄熱脈沖邏輯控制通過PLC實現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1所述的蓄熱脈沖加熱爐燃燒控制方法，其特征在于，采用蓄熱箱模型計算出給定換向周期對應的排煙溫度曲線包括:根據(jù)蓄熱小球的參數(shù)、蓄熱箱參數(shù)、空氣流量、煙氣流量、爐氣溫度、給定的計算時間等輸入數(shù)據(jù)，采用蓄熱箱模型，即蓄熱體蓄熱過程模型和放熱過程模型進行迭代計算，獲得蓄熱箱出口排煙溫度隨排煙時間變化的曲線Ty。
4.如權(quán)利要求3所述的蓄熱脈沖加熱爐燃燒控制方法，其特征在于，所述蓄熱體蓄熱過程模型為:
5.如權(quán)利要求4所述的蓄熱脈沖加熱爐燃燒控制方法，其特征在于，所述蓄熱體放熱過程模型為:
6.如權(quán)利要求4所述的蓄熱脈沖加熱爐燃燒控制方法，其特征在于，還包括: 對煙氣空塔流速《y和空氣空塔流速(^進行修正:
7.如權(quán)利要求1所述的蓄熱脈沖加熱爐燃燒控制方法，其特征在于，確定分組滾動方法包括: 依據(jù)所述投入運行的燒嘴的對數(shù)，每次滾動一對燒嘴，滾動周期為所述蓄熱換向周期的偶數(shù)倍。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種蓄熱脈沖加熱爐燃燒控制方法，包括獲取當前段的流量設(shè)定值和工藝規(guī)定的流量分檔閾值表，把該流量設(shè)定值除以該段的最大流量值，獲得流量設(shè)定百分比，然后與流量分檔閾值表比較，確定當前的新流量檔級和投入運行的燒嘴的對數(shù)；根據(jù)新流量檔級對應的標準排煙流量和爐氣溫度，采用蓄熱箱模型，計算出給定蓄熱換向周期對應的排煙溫度曲線；根據(jù)工藝設(shè)定的蓄熱箱排煙溫度，再結(jié)合排煙溫度曲線，插值確定該排煙溫度對應的蓄熱換向周期；根據(jù)新流量檔級確定的投入燒嘴個數(shù)和段內(nèi)總的可用燒嘴總數(shù)以及蓄熱換向周期，確定蓄熱脈沖周期和分組滾動方法；根據(jù)蓄熱換向周期和蓄熱脈沖周期及分組滾動方法進行蓄熱燃燒控制和蓄熱脈沖邏輯控制。
文檔編號F23N5/00GK103256625SQ20121003482
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者呂立華, 陶曙明, 鄧龍 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司