[发明专利]基于多参量检测的加热炉可视化燃烧控制系统及控制方法

权利要求书

1.基于多参量检测的加热炉可视化燃烧控制系统的控制方法，燃烧控制系统包括用于在线精密检测烟气中CO含量的CO分析仪、用于在线检测炉膛内O₂含量的O₂分析仪、可视化监测装置、压力传感器、变频器、引风机、驱动器、风门挡板以及与CO分析仪、O₂分析仪、压力传感器闭环控制连接的DCS控制系统，用于检测装置运行状态参数的CO分析仪、O₂分析仪和压力传感器将结果信号发送至DCS控制系统，所述引风机通过变频器连接于DCS控制系统，所述风门挡板通过驱动器连接于DCS控制系统，所述DCS控制系统根据设定的控制系统安全调节阈值控制驱动器以及变频器，进而调节风门挡板开度和引风机转速，优化调整加热炉燃烧状态，所述可视化监测装置显示加热炉内烧嘴燃烧状态，估算燃烧效率，计算炉膛横向温度均匀性和纵向温度梯度，所述CO分析仪包括分别安装于加热炉顶部烟道上的发射端和接收端，所述发射端包括光源、驱动电路和准直光路，所述接收端包含耦合光路、探测器和信号处理电路，所述O₂分析仪安装于加热炉拱顶或横跨段，并测量烟气中O₂浓度含量；其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)压力传感器检测炉膛压强；

2)DCS控制系统对比炉膛压强实测值和炉膛压强设定值调节变频器参数，控制引风机转速，保证燃烧过程中炉膛始终处于稳定的负压状态；

3)O₂分析仪检测炉膛内部O₂浓度，设定安全调节阈值范围，若超出阈值范围则立即停止DCS控制系统动作并人工干预、发出报警提示，否则进入步骤4)；

4)CO分析仪检测烟气中的CO浓度，与燃烧理论计算确定的加热炉最优运行状态下CO浓度范围进行对比，若在最优范围内则回到步骤1)，否则进入步骤5)；

5)PID控制器动态调整风门挡板开度，优化调节加热炉配风量。

2.根据权利要求1所述的基于多参量检测的加热炉可视化燃烧控制系统的控制方法，其特征在于：炉膛压强实测值为若干压力传感器中各个传感器测量数据的中位数。

3.根据权利要求1所述的基于多参量检测的加热炉可视化燃烧控制系统的控制方法，其特征在于：当炉膛压强发生变化时，先通过控制引风机转速来稳定炉膛压强，若压强实测值与设定值之间误差或误差率仍然持续增大，则微调风门挡板，改变进风量来维持炉膛压力的稳定。

4.根据权利要求1所述的基于多参量检测的加热炉可视化燃烧控制系统的控制方法，其特征在于：步骤5)中PID控制器的控制模型为：

α′＝α(Ae₁+Be₂+Ce₃) (1)

式(1)中α为风门挡板开度的原控制信号，α′为调节后风门挡板开度的新控制信号，e₁为本次调控循环中烟气所含CO浓度相对误差，e₂为上次调控循环烟气所含CO浓度相对误差，e₃为再上次调控循环烟气所含CO浓度相对误差，A、B、C为调节系数。