[发明专利]一种克服燃气热值和生产节奏波动的加热炉燃烧控制技术

摘要

针对加热炉燃烧控制中普遍存在的燃气热值不稳定和生产节奏经常变化的问题，本发明提出了一种燃烧控制的新方法。该方法保留了传统的温度-燃气流量串级控制，即以温度控制为主回路，燃气流量为副回路，串级系统结构可以较好克服燃气压力的波动问题；引入生产率模糊前馈模块叠加于副回路设定值上，可以有效提高在生产节奏变化时温度控制系统跟随温度设定值的快速性。同时，按照生产率模型优化设定空气流量，根据供热量计算可以准确得到合理的最优空气需要量，客观上得到了最佳的空燃比，克服了以往燃烧控制技术中无法解决的燃气热值波动时空燃比难以自动修正的缺陷。该发明中的控制技术不但较好地解决热值和生产节奏波动时燃烧效率问题，而且可以大大改善炉膛温度的控制质量，控制方案简单易行，易于现场实施和维护。

主权项

基于生产率优化模型的空气需要量计算策略从供热平衡角度分析，要把钢加热至希望值单位时间内应需要吸收的热量Q1为生产率P和目标温度Tsp的函数，同时，考虑排烟温度要带走一部分的热量Q2，冷却水要带走一部分的热量Q3，再加上炉子本身不可避免的一部分热损失Q4，包括炉门及其它不严密的地方逸出气体带走的热损失及不完全燃烧造成的热损失等等，于是总吸热量Q1+Q2+Q3+Q4；由于发热量通过煤气燃烧来提供，总发热量在完全燃烧的情况下为煤气流量Fgas和热值R之积，根据热平衡原则‑‑总发热量和总吸热量相等，以及考虑完全燃烧情况下空气和煤气流量的理论空燃比k，可以得到理论需要空气量Fair=k*(Q1+Q2+Q3+Q4)/R；在正常生产情况下，Q2、Q3和Q4都是基本稳定的，因此上式可以简单描述为Fair=c*P+d的形式，式中c和d的取值难以精确计算，实践中可以分别根据待温、正常生产、高速生产几个典型生产率情况下的数据插值计算得出；考虑烧嘴在不同负荷下工作时，若想实现完全燃烧还必须考虑空气过剩系数的问题，如图2所示，引入空气过剩系数b，有优化修正后的空燃比k1=k*b；本发明将图2优化曲线拟合成非线性函数b=f(Fgas)，最终的空气需要量Fairsp为b*(c*P+d) 。