[发明专利]蓄热脉冲加热炉燃烧控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金生产技术领域，尤其涉及一种蓄热脉冲加热炉燃烧控制方法。 

背景技术

蓄热式加热炉采用的是高温空气燃烧技术，该蓄热燃烧技术是通过蓄热高温烟气热焓提高预热空气或煤气温度达到提高燃料理论燃烧温度从而可以采用低热值煤气来达到节能减排的一种技术。该技术不仅解决了常规连续加热炉达不到较高的工艺温度问题而且能将占工业炉热支出30％左右的烟气热损失回收其中的80％左右，其低氧燃烧产生的污染小，提高了加热质量并降低了氧化烧损。 

蓄热式加热炉与常规连续式加热炉相比增加了蓄热室，操作上为高温通断燃烧，炉膛排烟等。原来用于连续式加热炉的一些技术仍可以有条件地应用于蓄热式加热炉，蓄热加热炉的换向控制及蓄热箱的使用技术是新东西，是需要深入研究的内容。 

蓄热加热炉的一个显著特点是：一对烧嘴中，一个燃烧，另一个蓄热。图1揭示了蓄热加热炉的结构及工作原理示意图。如图1所示，烧嘴A和烧嘴B构成一对烧嘴，烧嘴A在燃烧时，烧嘴B在蓄热；下一个周期，则变成烧嘴B燃烧，烧嘴A蓄热，如此循环进行。在额定热负荷情况下，这种工作方式是理想的。当热负荷偏离设计值时，如果不进行控制优化，就不能取得满意的控制效果，既不节能，又影响钢坯的加热质量。原因是：蓄热箱的蓄热能力是固定的，当换向周期和烧嘴投入个数，与当前的热负荷不匹配时，蓄热箱的蓄热能力就不能很好发挥。为此，目前在蓄热加热炉燃烧控制系统设计时，一般都设计了小流量控制功能，即根据流量的需求，确定投入烧嘴的个数，目的是确保蓄热烧嘴工作在设计负荷附近。遗 憾的是，这种方法有两点不足，一是换向周期不能在线确定，二是炉温均匀性无法保证。 

从目前现有的技术来看，对于这两个关键问题，一直没有很好的解决，也就是，如何确定不同热负荷下的最佳换向周期；如何确保炉长方向上炉温的均匀性。如果换向周期不合理，直接影响蓄热燃烧的节能效果，而且，还容易导致超温，所以存在一个保证回抽率情况下的最佳换向周期的确定问题；流量和换向周期匹配了，还必须解决炉内温度场的均匀性问题，如果投入运行的烧嘴是固定的，那么，工作的和不工作的烧嘴附近的温度场，是不均匀的。在加热特殊钢种时，例如轴承钢，这种不均匀性，会导致在同一个段内产品性能的波动，不利于产品质量的稳定控制。目前还没有现成的技术手段，很好地解决这个技术难题。 

发明内容

本发明旨在提出一种提高蓄热加热炉的燃烧效率和提高炉温控制的均匀性的燃烧控制方法。 

根据本发明的一实施例，提出一种蓄热脉冲加热炉燃烧控制方法，包括： 

从蓄热脉冲加热炉的燃烧控制系统获取当前段的流量设定值和工艺规定的流量分档阈值表，把该流量设定值除以该段的最大流量值，获得流量设定百分比，然后与流量分档阈值表的档级范围值进行逐一比较，确定当前的新流量档级和投入运行的烧嘴的对数； 

根据新流量档级对应的标准排烟流量和炉气温度，采用蓄热箱模型，计算出给定蓄热换向周期对应的排烟温度曲线； 

根据工艺设定的蓄热箱排烟温度，再结合排烟温度曲线，插值确定该排烟温度对应的蓄热换向周期； 

根据新流量档级确定的投入烧嘴个数和段内总的可用烧嘴总数以及蓄热换向周期，确定蓄热脉冲周期和分组滚动方法； 

根据蓄热换向周期和蓄热脉冲周期及分组滚动方法，从段内第一对烧嘴开始，进行蓄热燃烧控制和蓄热脉冲逻辑控制。 

在一个实施例中，蓄热燃烧控制和蓄热脉冲逻辑控制通过PLC实现。 

在一个实施例中，采用蓄热箱模型计算出给定换向周期对应的排烟温度曲线包括：根据蓄热小球的参数、蓄热箱参数、空气流量、烟气流量、炉气温度、给定的计算时间等输入数据，采用蓄热箱模型，即蓄热体蓄热过程模型和放热过程模型进行迭代计算，获得蓄热箱出口排烟温度随排烟时间变化的曲线T_y。 

在一个实施例中，蓄热体蓄热过程模型为：