[发明专利]一种蓄热式加热炉蓄热体温度与炉膛压力协调控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金加热炉控制技术领域，尤其涉及一种蓄热式加热炉蓄热体温度与炉膛压力协调控制方法。

背景技术

在空气煤气双蓄热式加热技术由于具有明显的节能优势，被广泛地应用于各钢铁企业的轧钢加热炉。蓄热式加热炉采用换向式烧嘴，利用空烟排风机以及煤烟排风机强排烟气对蓄热体加热，具有高效回收烟气、高温预热空煤气和低NOx排放等优点。但在使用中仍存在诸多问题，如蓄热式加热炉采用换向式烧嘴，引起进入炉膛内部的空气和煤气流量波动较大，造成炉膛压力波动大等问题；蓄热体温度控制调节不及时，引起蓄热体寿命短的问题；蓄热体温度调节阀动作时造成炉膛压力变化大的问题；为满足蓄热体温度及炉膛压力要求引起强排烟风机与烟道烟闸协调控制的问题以及各蓄热体烟道阀门之间的协调控制问题；蓄热体温度及炉膛压力的控制基本上处于手动操作状态，蓄热体温度控制范围宽，很难做到实时调整，烟气热量利用率低。

冶金能源2010年7月刊发名为“蓄热式加热炉炉压控制方式的研究”的论文中采用了炉体改造和在总调节阀与支管调节阀之间增加判定程序的方法，当支管调节阀开度50%以上出现超温时，总管调节阀不再按压力调节，而是按支管阀体温度进行调节，适当关小开度。

申请号为200910215722.8的中国专利提出了一种两烟道加热炉炉膛压力控制方法，该方法根据炉膛压力信号控制一侧烟道闸电动执行器进而控制一侧烟道闸板的开度，根据加热炉两侧烟道内换热器前后温度差信号对炉膛压力信号进行补偿后得到炉膛压力信号，对另一侧烟道闸电动执行器进行控制，进而控制另一侧烟道闸板的开度，实现两侧烟道闸板开度的差动控制。

现有技术存在如下问题：①支管调节阀超过某个固定阀位时，更改总管调节阀不再按压力调节，而采用设置为某个固定值，其通用性不强，很难满足实时变化的现场工况。②支管阀体超温后，总管调节阀不再调整炉膛压力，但由于炉尾压力仍然通过调节风机调节阀控制，无法从根本上解决炉压较大时的控制问题，存在安全隐患。③因很多现场没有安装烟气流量表，当调整烟气支管阀门时无法准确预测炉膛压力的变化并及时作出调整，会造成炉膛压力有较大较频繁的波动。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的是提供一种蓄热式加热炉蓄热体温度与炉膛压力协调的自动控制方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种蓄热式加热炉蓄热体温度与炉膛压力协调控制方法，设有蓄热体温度调节裕度均值模块、蓄热体温度调节裕度计算模块、蓄热体温度支管阀门调节模块、空烟煤烟排风机协调控制模块、炉膛压力处理模块、炉膛压力控制模块、空烟煤烟排风机烟闸协调控制模块、蓄热体温度支管阀门、空烟排风机阀门、煤烟排风机阀门和烟闸阀门。

所述炉膛压力处理模块输出作为所述炉膛压力控制模块的输入，所述炉膛压力控制模块的输出与各蓄热体支管阀门前馈输出、各段煤气阀门开度前馈输出及各段空气阀门开度前馈输出之和对空烟排风机阀门、煤烟排风机阀门、烟闸阀门的开度进行调整，达到稳定炉膛压力的目的。

所述蓄热体温度调节裕度均值计算模块输出和各所述蓄热体温度调节裕度计算模块输出作为各所述蓄热体温度支管阀门调节模块的输入，所述蓄热体温度支管阀门调节模块的输出对各所述蓄热体温度支管阀门的开度进行调整，以实现各蓄热体温度的均衡协调问题。

所述空烟蓄热体温度调节裕度均值计算和所述煤烟蓄热体温度调节裕度均值计算一起作为所述空烟煤烟排风机协调控制模块的输入，所述空烟煤烟排风机协调控制模块的输出对所述空烟排风机阀门、所述煤烟排风机阀门、所述烟闸阀门的开度进行调整，实现空烟排风机与煤烟排风机之间的协调问题。

所述空烟排风机阀门调节裕度和所述煤烟排风机阀门调节裕度一起作为所述空烟煤烟排风机烟闸协调控制模块的输入，所述空烟煤烟排风机烟闸协调控制模块的输出对所述空烟排风机阀门、所述煤烟排风机阀门、所述烟闸阀门的开度进行调整。

通过各蓄热体温度支管阀门调节裕度、蓄热体温度调节裕度、空烟排风机开度调节裕度和煤烟排风机开度调节裕度，对所述空烟煤烟排风机阀门与所述烟闸阀门的开度比例进行调整，实现炉膛压力与各蓄热体温度的协调控制。

通过设定各蓄热体温度的上下限，各所述蓄热体温度调节裕度计算模块计算当前各蓄热体温度的调节裕度。

通过各蓄热体温度的调节裕度，所述蓄热体温度调节裕度均值计算模块计算蓄热体温度调节裕度均值。

通过各蓄热体温度的调节裕度与蓄热体温度调节裕度均值的偏差，各所述蓄热体温度支管阀门调节模块调整各所述蓄热体温度支管阀门的阀门开度。