專利名稱：一種脈沖加熱爐控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)加熱，具體地說，本發(fā)明涉及一種脈沖加熱爐的控制方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)分段式加熱爐是物理結(jié)構(gòu)的分段，爐子一旦建成其相應段長無法變更，且每 段許多燒嘴共用一個煤氣流量調(diào)節(jié)閥及一個空氣流量調(diào)節(jié)閥，其爐溫控制由過程機設(shè)定爐 溫后，儀表進行空/煤氣雙交叉限幅控制，爐溫檢測由段內(nèi)一個溫度點進行而無其他檢測 點作為優(yōu)選方案選擇。采用脈沖燃燒技術(shù)的加熱爐在物理上不分段，每個燒嘴有獨立的流量、壓力檢測 點及開/閥，使每個燒嘴都可以進行控制。采用脈沖燃燒技術(shù)的加熱爐在正常情況下，由過 程機根據(jù)爐內(nèi)鋼種及其質(zhì)量設(shè)計的目標出爐溫度進行各脈沖段的爐溫設(shè)定，并將爐溫設(shè)定 值下達到儀表DCS系統(tǒng)進行每個燒嘴前開/關(guān)閥的燃燒時間控制，再由儀表通過熱電偶進 行實際爐溫測定得到爐溫實際值反饋給過程機，作為過程機下一周期的板坯溫度及爐溫設(shè) 定值計算的依據(jù)。以寶鋼分公司2050熱軋廠3號加熱爐為例，其加熱爐燃燒系統(tǒng)由20對脈沖燒嘴 構(gòu)成20個獨立的溫度控制區(qū)(如圖1所示)，即每對燒嘴成為一個脈沖控制段，每個脈沖控 制段有相應的熱電偶來檢測溫度作為段溫控制，從而提高加熱爐內(nèi)的溫度控制靈活性。其 正常時的設(shè)定爐溫及實際爐溫如表1所示。表1 寶鋼分公司2050熱軋廠3號加熱爐正常時的設(shè)定爐溫及實際爐溫 由表1可以看到，爐溫實際值與設(shè)定值的偏差穩(wěn)定在10°C以內(nèi)，表明實際爐溫與 設(shè)定爐溫響應性較好，這是加熱爐安全穩(wěn)定、高產(chǎn)高效的基礎(chǔ)。但在實際生產(chǎn)過程中，因多種原因(如熱電偶故障、過程機故障、品種鋼工藝需求 等)都可能導致這些獨立脈沖控制段無法正常投入，不僅影響板坯熱跟蹤精度，而且還加 重了操作人員的操作負荷。其故障時的設(shè)定爐溫及實際爐溫如表2所示。表2寶鋼分公司2050熱軋廠3號加熱爐故障時的設(shè)定爐溫及實際爐溫
由表2可知，故障時爐溫設(shè)定雜亂，部分設(shè)定值已達到儀表DCS設(shè)定的正常生產(chǎn)爐 溫安全范圍600 1360°C上下限，導致實際爐溫異常波動，正常生產(chǎn)中斷，而且爐溫設(shè)定偏 差大存在著極大的安全及質(zhì)量隱患。因此，為適應多種實際生產(chǎn)情況，提高脈沖燃燒控制的穩(wěn)定性，減少操作人員的操 作負荷，有效提升脈沖加熱爐的爐溫控制靈活性與控制精度，有必要發(fā)明一種新的脈沖加 熱爐控制辦法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種脈沖加熱爐控制方法，包括以下步驟(1)根據(jù)所述加熱爐各脈沖燒嘴的能力、數(shù)量布置、實際爐長以及品種鋼不同爐長 時的加熱溫度工藝控制要求，將所述脈沖燒嘴劃分為若干個虛擬段；(2)設(shè)定所述各虛擬段的爐溫；(3)檢測所述各虛擬段的實際爐溫；(4)根據(jù)所述各虛擬段中實際爐溫值與設(shè)定爐溫值的偏差，對所述脈沖燒嘴進行 開關(guān)時間控制。在本發(fā)明一個優(yōu)選的實施方案中，所述步驟(3)中，使溫度檢測點在所述虛擬段 中所處的位置居中，以其檢測溫度為所述虛擬段實際爐溫。在本發(fā)明一個優(yōu)選的實施方案中，所述步驟(3)中，使溫度檢測點在所述虛擬段 中所處的位置居中，以該點之前與之后的溫度點的平均值為所述虛擬段實際爐溫。在本發(fā)明一個優(yōu)選的實施方案中，所述步驟(4)中，所有虛擬段內(nèi)的全部脈沖燒 嘴進行同步控制。脈沖加熱爐有若干對脈沖燒嘴，形成若干個獨立溫度控制段，每個獨立段都有獨 立的流量調(diào)節(jié)閥和溫度檢測儀，因此本發(fā)明所述的虛擬段不是特定的物理結(jié)構(gòu)，而是利用 以上脈沖加熱爐的特點，從邏輯控制上動態(tài)調(diào)整燃燒段長度的一種辦法。即根據(jù)加熱爐各 脈沖燒嘴的能力、數(shù)量布置、實際爐長以及品種鋼不同爐長時的加熱溫度工藝控制要求，將 所述脈沖燒嘴劃分為若干個虛擬段，其中各虛擬段的段長不受加熱爐爐體物理結(jié)構(gòu)限制， 可根據(jù)實際需要，進行靈活、動態(tài)劃分而成。設(shè)定各虛擬段的爐溫時，不必針對所有脈沖燒嘴進行，只需對虛擬段進行爐溫設(shè)定，可減少操作人員的勞動負荷。測定各虛擬段的實際爐溫時，其溫度檢測點采取各虛擬段中具有代表性的點作為 溫度控制點，所述溫度檢測點的選取原則包括該溫度檢測點在虛擬段中所處的位置居中， 最好與其他加熱爐段溫度檢測點位置相同，從而保證熱跟蹤精度，減少爐與爐間的溫度差 異；如居中位置的溫度檢測點異常，可取其之前與之后溫度點的平均值為該虛擬段測定爐 溫；其他由操作人員指定虛擬段中的溫度檢測點。其相應的控制流程如圖2所示。虛擬段的燃燒控制由每個虛擬段中的所有脈沖燒嘴根據(jù)虛擬段實際爐溫與虛擬 段設(shè)定爐溫的差進行開關(guān)時間控制而達到，虛擬段中的所有脈沖燒嘴進行同步控制。其相 應的控制流程如圖3所示。本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的分段加熱爐比較，其段長不受物理結(jié)構(gòu)限制，可根據(jù)需要靈 活調(diào)節(jié)，且虛擬段內(nèi)的溫度點有多種優(yōu)選方案；與現(xiàn)有的脈沖加熱爐比較，其虛擬段設(shè)定 后，避免了單對脈沖燒嘴溫度點異常、過程機爐溫不設(shè)定等情況下停產(chǎn)的事故，可確保各虛 擬段內(nèi)的溫度設(shè)定、檢測正常，脈沖加熱爐還能獨立、長時間穩(wěn)定使用。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明提出了一種加熱爐虛擬段控制辦法，可根據(jù)工藝溫度控制需要、故障發(fā)生 類型等實際生產(chǎn)情況而采取邏輯段動態(tài)劃分的辦法，以此提高脈沖燃燒控制的穩(wěn)定性，減 少操作人員的操作負荷，從而更為有效地提升脈沖加熱爐的爐溫控制靈活性與控制精度， 同時確保脈沖燃燒技術(shù)的節(jié)能效果。


圖1為寶鋼分公司2050熱軋廠3號加熱爐燒嘴配置示意圖；圖2表示本發(fā)明方法中虛擬段溫度控制流程；圖3表示本發(fā)明方法中虛擬段燃燒控制流程。
具體實施例方式以下用實施例結(jié)合附圖對本實用新型作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本實 用新型最佳實施方式的描述，并不對本實用新型的范圍有任何限制。實施例采用寶鋼分公司2050熱軋廠3號加熱爐，爐內(nèi)鋼種為普碳鋼。3號爐各獨立脈沖 控制段的編號及能力如表3所示(其中A表示軋線側(cè)、B表示板坯側(cè))表3實施例中加熱爐各脈沖控制段燒嘴能力配置 步驟1、劃分虛擬段根據(jù)表3及實際情況劃分虛擬段，將其劃分為第一加熱段上部段、第一加熱段下 部段、第二加熱段上部段、第二加熱段下部段、均熱段上部段、均熱段下部段共6個段，如表 4所示表4實施例中虛擬段的劃分 步驟2、設(shè)定各虛擬段的爐溫此時操作人員對爐溫的設(shè)定只對上述6段進行。操作人員可直接在儀表溫度控制 畫面上進行爐溫設(shè)定，為減少操作負荷，相應20個脈沖段可根據(jù)當時爐內(nèi)鋼種的工藝需求 進行動態(tài)劃分不同的大段，將常用的虛擬段劃分好并存入儀表DCS系統(tǒng)內(nèi)，操作人員只需 在畫面上點擊選擇所需的虛擬段進行爐溫設(shè)定操作即可。步驟3、測定各虛擬段的實際爐溫采取各虛擬段的中央熱電偶作為溫度控制檢測點，以此保持各虛擬段的溫度均勻 性，確保穩(wěn)定的生產(chǎn)。各虛擬段爐溫設(shè)定值及實際值如表5所示表5實施例中各虛擬段爐溫設(shè)定值及實際值 步驟4、根據(jù)各虛擬段中爐溫實際值與設(shè)定值的偏差進行開關(guān)時間控制，從而控制 各虛擬段的燃燒，虛擬段中的所有脈沖燒嘴進行同步控制。本實施例中，各虛擬段內(nèi)的脈沖燒嘴進行同步控制，因虛擬段總管上無煤氣流量 閥，因此各虛擬段內(nèi)的燒嘴仍進行0N-0FF燃燒控制，但為了減少大量燒嘴同步動作所帶來 的管道壓力沖擊，虛擬段內(nèi)各對脈沖燒嘴同步開關(guān)時互相有1. 5秒的延遲，即“同步但不同 時”，虛擬段內(nèi)的燒嘴并不是在同一時間同時開啟或關(guān)閉的，從而減少對管道的沖擊。由于國際能源形勢嚴峻，許多同類鋼廠正在加強對熱軋加熱爐的節(jié)能改造或新節(jié) 能技術(shù)運用，脈沖燃燒就是近幾年大型板坯加熱爐運用的有效節(jié)能技術(shù)，而如何有效確保 脈沖燃燒控制技術(shù)的穩(wěn)定性，減少操作人員的操作負荷，從而更為有效地提升脈沖加熱爐 的爐溫控制靈活性與控制精度是大家所面臨的共同難題，因此本發(fā)明有較大的技術(shù)貿(mào)易價 值。
權(quán)利要求
一種脈沖加熱爐控制方法，其特征在于，包括以下步驟(1)根據(jù)所述脈沖加熱爐各脈沖燒嘴的能力、數(shù)量布置及實際爐長，將所述脈沖燒嘴劃分為若干個虛擬段；(2)設(shè)定所述各虛擬段的爐溫；(3)檢測所述各虛擬段的實際爐溫；(4)根據(jù)所述各虛擬段中實際爐溫值與設(shè)定爐溫值的偏差，對所述脈沖燒嘴進行開關(guān)時間控制。
2.如權(quán)利要求1所述的脈沖加熱爐控制方法，其特征在于，所述步驟(3)中，使溫度檢 測點在所述虛擬段中所處的位置居中，以其檢測溫度為所述虛擬段實際爐溫。
3.如權(quán)利要求1所述的脈沖加熱爐控制方法，其特征在于，所述步驟(3)中，使溫度檢 測點在所述虛擬段中所處的位置居中，以該點之前與之后的溫度點的平均值為所述虛擬段 實際爐溫。
4.如權(quán)利要求1所述的脈沖加熱爐控制方法，其特征在于，所述步驟(4)中，對所述虛 擬段內(nèi)的全部脈沖燒嘴進行同步控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種脈沖加熱爐控制方法，其特征在于，包括以下步驟(1)根據(jù)所述加熱爐各脈沖燒嘴的能力、數(shù)量布置及實際爐長，將所述脈沖燒嘴劃分為若干個虛擬段；(2)設(shè)定所述各虛擬段的爐溫；(3)檢測所述各虛擬段的實際爐溫；(4)根據(jù)所述各虛擬段中實際爐溫值與設(shè)定爐溫值的偏差，對所述脈沖燒嘴進行開關(guān)時間控制。本發(fā)明方法可提高脈沖燃燒控制的穩(wěn)定性，減少操作人員的操作負荷，有效地提升脈沖加熱爐的爐溫控制靈活性與控制精度，同時確保脈沖燃燒技術(shù)的節(jié)能效果。
文檔編號F27D19/00GK101929806SQ20091005353
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者唐衛(wèi)東, 幸利軍, 秦建超, 黃夏蘭 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司