[发明专利]降低工业炉窑氧化烧损的燃烧控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及加热炉，特别涉及降低工业炉窑氧化烧损的燃烧控制系统及方法。

背景技术

加热炉是轧钢厂的能源消耗大户，同时又在轧钢生产中占有十分重要的地位，主要用于提高钢材的塑性、降低变形抗力，按照轧机的轧制节奏将钢材加热到工艺要求的温度水平和加热质量。在保证优质生产的前提下，需尽可能地降低燃料消耗，减少氧化烧损。

当加热炉内的空气消耗系数处于最佳燃烧区域内时，燃料系统热效率利用最高。空气消耗系数低于下限(最小值)，燃料燃烧不充分，导致燃料浪费；空气消耗系数大于上限(最大值)，燃烧后的烟气中剩余大浓度的氧气(空气带入)，使得氧化烧损量增大，氧气浓度越高，钢坯的氧化烧损越大，且过多的烟气带走大量的热量，使燃烧系统热效率过低。因此，加热炉炉内的气氛控制显得非常重要，气氛控制的好坏直接影响燃料吨耗和钢材的成材率。

目前，加热炉控制系统主要以加热温度为控制目标，炉内气氛控制方式主要为：人工控制进入炉内的空气流量和煤气流量，即人工控制设定空气消耗系数或空燃比(空气消耗系数和空燃比可通过固定公式换算)，从而达到控制炉内气氛的目的。具体实施方式为：设定固定的空气消耗系数或空燃比，改变煤气流量(空气消耗系数不变)而使得炉内加热温度符合热工要求。

上述加热炉系统控制方法存在的主要问题：

1、炉内实际空燃比往往与人工设定的空燃比不一致，误差较大。炉内燃烧状态受煤气热值波动、流量计量误差、阀门开度误差、气体泄漏、排烟速度等因素影响而发生偏离；

2、无法实时、连续地获得加热炉各段氧气和一氧化碳浓度，无法确定加热炉各段炉内实际空气消耗系数，即无法确定加热炉各段是否处于最佳燃烧状态；

3、由于无法准确获知加热炉内燃烧情况，仅仅靠人工经验，实际空气消耗系数往往较大，大部分达到1.4及以上，增加了燃料消耗，同时氧化烧损率偏高，一般≥1.0％，高的甚至超过1.5％；假如我国年产钢6亿吨，如能平均降低氧化烧损率0.3％，则每年可降低损失接近200万吨钢；

4、由于加热炉容积大，温度反应滞后严重，温度调节缓慢；

5、一般温度控制调节幅度范围大(目标温度T±50℃)，能耗高；

6、无法获知炉内残余燃料含量，往往会造成安全隐患，导致后续工艺管道、排烟风机等设备的爆炸事故，造成设备财产损失和人员安全事故。

因此，怎样快速、准确、可靠地检测加热炉内气氛并加以反馈控制(加热炉各段独立优化控制)是冶金等领域迫切需要解决的技术难题。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种氧化烧损低、经济效益好的降低工业炉窑氧化烧损的燃烧控制系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种降低工业炉窑氧化烧损的燃烧控制系统，所述燃烧控制系统包括：

激光光谱检测装置，所述激光光谱检测装置用于检测所述工业炉窑内的气体含量并传送到燃烧控制装置；所述激光光谱检测装置包括激光器、探测器及分析模块；

燃烧控制装置，所述燃烧控制装置用于根据接收到的所述气体含量而调整所述工业炉窑内的燃烧状况，降低工业炉窑内工件的氧化烧损。

根据上述的燃烧控制系统，可选地，所述燃烧控制装置调整所述工业炉窑内的燃烧气氛，降低燃料消耗。

根据上述的燃烧控制系统，可选地，所述燃烧控制系统进一步包括：

氧化烧损检测装置，所述氧化烧损检测装置用于检测经过所述工业炉窑内的工件的氧化烧损。

根据上述的燃烧控制系统，可选地，所述燃烧控制系统进一步包括：

计算装置，所述计算装置用于根据氧化烧损检测装置传送来的一定时间内的检测结果、原有氧化烧损情况以及所述燃烧控制系统的运行时间而获得燃烧控制的经济效益。

根据上述的燃烧控制系统，可选地，所述工业炉窑是蓄热式，在该蓄热式工业炉窑的加热段和均热段的蓄热体上设置空气进口；

抽送装置，所述抽送装置连通所述空气进口。

根据上述的燃烧控制系统，优选地，所述激光光谱检测装置形成的用于检测气体含量的光路处于所述工业炉窑内烧嘴的上方或下方10cm以外。

本发明还提供了一种氧化烧损低、经济效益好的降低工业炉窑氧化烧损的燃烧控制方法。该发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种降低工业炉窑氧化烧损的燃烧控制方法，所述燃烧控制方法包括以下步骤：