熱風(fēng)爐自動燃燒

1、營口鋼廠熱風(fēng)爐自動燃燒控制的方案一、背景說明：熱風(fēng)爐是高爐煉鐵生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備之一，是提供高爐熱風(fēng)熱量的，其提供的熱量約占高爐煉鐵生產(chǎn)耗熱的25%左右，熱風(fēng)溫度對高爐煉鐵生產(chǎn)產(chǎn)量和節(jié)能至關(guān)重要，熱風(fēng)爐風(fēng)溫對提高高爐煉鐵的許多經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)非常明顯，其主要表現(xiàn)在：降低焦比、提高煤比、提高產(chǎn)量。熱風(fēng)爐的主要作用是把鼓風(fēng)機站供來的冷風(fēng)加熱到高爐要求的溫度，供高爐生產(chǎn)用，熱風(fēng)爐是一種利用蓄熱原理工作的換熱設(shè)備，其工作原理決定它的工作方式是循環(huán)周期性的。需要多座（通常是3到4座）交替循環(huán)工作，才能滿足高爐連續(xù)生產(chǎn)的需要。每座熱風(fēng)爐工作又分燃燒階段和送風(fēng)階段。燃燒階段：將熱風(fēng)爐內(nèi)的蓄熱體加熱，先將冷風(fēng)閥

2、關(guān)閉，煤氣和助燃空氣按一定的空燃比燃燒，煙氣通過煙道排出。送風(fēng)階段：鼓風(fēng)機站送來冷風(fēng)進(jìn)入熱風(fēng)爐與蓄熱體充分熱交換，達(dá)到一定溫度時由熱風(fēng)管道送入高爐。對每一座熱風(fēng)爐是一種序批式生產(chǎn)過程。不同的送風(fēng)制式有：兩燒一送，交錯并聯(lián)，兩燒兩送，半并聯(lián)方式。這種序批式生產(chǎn)過程是對燃燒階段和送風(fēng)階段在相對時間內(nèi)互相銜接切換，只有燃燒自動化的實現(xiàn)，才有可能實現(xiàn)燃燒階段和送風(fēng)階段相互按照管理要求切換，達(dá)到最大節(jié)能效果。實現(xiàn)熱風(fēng)爐優(yōu)化操作。熱風(fēng)爐在其結(jié)構(gòu)上有多種形式，其工作原理是基本相同的，而熱風(fēng)爐的自動化控制也基本相同，主要分為燃燒控制和各設(shè)備間的邏輯順序控制，順序控制基本能夠?qū)崿F(xiàn)自動。熱風(fēng)爐自動燃燒控制，據(jù)掌握

3、的資料情況和現(xiàn)在的文獻(xiàn)看，除引進(jìn)的高爐外，實現(xiàn)有效的自動燃燒控制很少見，其熱風(fēng)爐的燃燒控制幾乎都是在操作站畫面上手動（HMI手動），由于手動受人為的因素影響，一人不可能同時操作煤氣和助燃空氣兩個調(diào)節(jié)閥，就不可避免的出現(xiàn)燃燒狀況時好時壞的波動現(xiàn)象。也不能保證空燃比的恒定，經(jīng)常造成時而煤氣過量不能充分燃燒，時而空氣過量溫度燒不上來，達(dá)不到節(jié)省能源效果。二、具體說明：利用PLC控制系統(tǒng)控制熱風(fēng)爐自動燃燒的方法：系統(tǒng)構(gòu)成除工藝和電氣的相關(guān)設(shè)備外，主要儀表設(shè)備包括PLC控制系統(tǒng)及熱風(fēng)爐操作站，熱風(fēng)爐各部位溫度檢測，煤氣總管壓力調(diào)節(jié)閥，助燃空氣壓力調(diào)節(jié)閥及助燃風(fēng)機調(diào)節(jié)門，每座熱風(fēng)爐煤氣流量檢測和流量調(diào)節(jié)閥

4、、助燃空氣流量檢測和流量調(diào)節(jié)閥，熱風(fēng)爐煙道煙氣殘氧檢測儀，構(gòu)成自動化系統(tǒng)的硬件平臺。在操作站畫面上為每一座熱風(fēng)爐設(shè)置一套溫度調(diào)節(jié)器來控制該熱風(fēng)爐的煤氣流量和空氣流量按照設(shè)定的空燃比進(jìn)行燃燒。基于該燃燒控制器的建立，就能實現(xiàn)根據(jù)拱頂溫度與煙道煙氣溫度管理制度進(jìn)行自動燃燒控制，或者按照工藝提供熱風(fēng)爐燃燒數(shù)學(xué)模型進(jìn)行燃燒控制，同時實現(xiàn)熱風(fēng)爐自動燃燒與熱風(fēng)爐自動換爐相互連鎖。熱風(fēng)爐自動燃燒的方法其特征在于控制系統(tǒng)中為每一座熱風(fēng)爐設(shè)置一套溫度調(diào)節(jié)器來控制該熱風(fēng)爐的煤氣流量和空氣流量按照設(shè)定的空燃比進(jìn)行自動燃燒。減少在操作站畫面上操作，減少人為因素（手動分別操作煤氣和助燃空氣流量）影響燃燒溫度波動和能源損

5、耗。 還可根據(jù)拱頂溫度與煙道煙氣溫度管理制度進(jìn)行自動燃燒控制，避免高溫過燒和低溫燃燒不夠現(xiàn)象，通過熱風(fēng)爐爐身溫度記錄和計算機的自學(xué)習(xí)功能，來得到熱風(fēng)爐的溫度自上而下梯度傳導(dǎo)時間，保證熱風(fēng)爐換爐最佳時機就是熱風(fēng)爐燃燒完成時間。最大效率節(jié)約能源。具體來說：在燃燒開始時，燃燒控制器按照拱頂設(shè)定溫度燃燒，在t1時段達(dá)到設(shè)定溫度拱頂溫度T拱頂SP時，由煙道溫度達(dá)到換爐設(shè)定溫度和時間t2來確定煙道溫度上升率，從而設(shè)定燃燒控制器設(shè)定值。使得t2達(dá)到時就是換爐時刻，見附圖。這種利用PLC控制系統(tǒng)控制熱風(fēng)爐自動燃燒的方法，就是設(shè)置一套交叉限幅溫度調(diào)節(jié)器來控制該熱風(fēng)爐的煤氣流量和空氣流量按照設(shè)定的空燃比進(jìn)行燃燒，

6、空燃比通過計算機由高爐煤氣氣體分析儀提供的檢測參數(shù)自動進(jìn)行計算，得到實時理論空燃比。同時可以通過設(shè)置煙道煙氣殘氧檢測儀的數(shù)值，計算機實時調(diào)整空燃比。在操作站畫面上也可以直接輸入空燃比，同時顯示實際的空燃比，燃燒效果一目了然。交叉限幅目的是要升溫時先是助燃空氣流量開大到限幅值時再開煤氣流量使得溫度逐步上升至目標(biāo)值，降溫時反之，先是降煤氣流量到限幅值時再降助燃空氣流量使得溫度逐步下降目標(biāo)值。三、目的和意義目的是：提高熱風(fēng)爐燃燒精度、提高熱風(fēng)溫度、節(jié)約能源、減少環(huán)境污染、提高工作效率、減輕勞動強度、能保證爐頂溫度不超過一定數(shù)值，延長熱風(fēng)爐的壽命。可實現(xiàn)自動化管理提升生產(chǎn)管理水平。都有非常大實際意義。四、系統(tǒng)組成：系統(tǒng)除了由儀表和PLC硬件組成外。還包括系統(tǒng)軟件，其主要內(nèi)容是建立系統(tǒng)計算塊（計算機自動進(jìn)行計算空燃比，熱風(fēng)爐燃燒按照拱頂溫度與煙道煙氣溫度管理制度進(jìn)行自動燃燒）、建立溫度及流量等調(diào)節(jié)器及相互調(diào)節(jié)關(guān)系，實現(xiàn)熱風(fēng)爐自動燃燒。系統(tǒng)溫度壓力流量等參數(shù)顯示、畫面顯示說明、煙氣氧氣含量檢測與空燃比調(diào)節(jié)，重要參數(shù)的歷史趨勢。五、技術(shù)方案具體實施方式。六、附圖及說明圖（1）高爐熱風(fēng)爐檢測與控制流程圖。圖（2）熱風(fēng)爐燃高爐煤氣自動燃燒控制系統(tǒng)圖。圖（3）熱風(fēng)爐燃高爐煤氣自動燃燒控制框圖