專利名稱：一種脈沖加熱爐控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)加熱，具體地說，本發(fā)明涉及一種脈沖加熱爐的控制方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)分段式加熱爐是物理結(jié)構(gòu)的分段，爐子一旦建成其相應(yīng)段長無法變更，且每 段許多燒嘴共用一個(gè)煤氣流量調(diào)節(jié)閥及一個(gè)空氣流量調(diào)節(jié)閥，其爐溫控制由過程機(jī)設(shè)定爐 溫后，儀表進(jìn)行空/煤氣雙交叉限幅控制，爐溫檢測(cè)由段內(nèi)一個(gè)溫度點(diǎn)進(jìn)行而無其他檢測(cè) 點(diǎn)作為優(yōu)選方案選擇。采用脈沖燃燒技術(shù)的加熱爐在物理上不分段，每個(gè)燒嘴有獨(dú)立的流量、壓力檢測(cè) 點(diǎn)及開/閥，使每個(gè)燒嘴都可以進(jìn)行控制。采用脈沖燃燒技術(shù)的加熱爐在正常情況下，由過 程機(jī)根據(jù)爐內(nèi)鋼種及其質(zhì)量設(shè)計(jì)的目標(biāo)出爐溫度進(jìn)行各脈沖段的爐溫設(shè)定，并將爐溫設(shè)定 值下達(dá)到儀表DCS系統(tǒng)進(jìn)行每個(gè)燒嘴前開/關(guān)閥的燃燒時(shí)間控制，再由儀表通過熱電偶進(jìn) 行實(shí)際爐溫測(cè)定得到爐溫實(shí)際值反饋給過程機(jī)，作為過程機(jī)下一周期的板坯溫度及爐溫設(shè) 定值計(jì)算的依據(jù)。以寶鋼分公司2050熱軋廠3號(hào)加熱爐為例，其加熱爐燃燒系統(tǒng)由20對(duì)脈沖燒嘴 構(gòu)成20個(gè)獨(dú)立的溫度控制區(qū)(如圖1所示)，即每對(duì)燒嘴成為一個(gè)脈沖控制段，每個(gè)脈沖控 制段有相應(yīng)的熱電偶來檢測(cè)溫度作為段溫控制，從而提高加熱爐內(nèi)的溫度控制靈活性。其 正常時(shí)的設(shè)定爐溫及實(shí)際爐溫如表1所示。表1 寶鋼分公司2050熱軋廠3號(hào)加熱爐正常時(shí)的設(shè)定爐溫及實(shí)際爐溫 由表1可以看到，爐溫實(shí)際值與設(shè)定值的偏差穩(wěn)定在10°C以內(nèi)，表明實(shí)際爐溫與 設(shè)定爐溫響應(yīng)性較好，這是加熱爐安全穩(wěn)定、高產(chǎn)高效的基礎(chǔ)。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，因多種原因(如熱電偶故障、過程機(jī)故障、品種鋼工藝需求 等)都可能導(dǎo)致這些獨(dú)立脈沖控制段無法正常投入，不僅影響板坯熱跟蹤精度，而且還加 重了操作人員的操作負(fù)荷。其故障時(shí)的設(shè)定爐溫及實(shí)際爐溫如表2所示。表2寶鋼分公司2050熱軋廠3號(hào)加熱爐故障時(shí)的設(shè)定爐溫及實(shí)際爐溫
由表2可知，故障時(shí)爐溫設(shè)定雜亂，部分設(shè)定值已達(dá)到儀表DCS設(shè)定的正常生產(chǎn)爐 溫安全范圍600 1360°C上下限，導(dǎo)致實(shí)際爐溫異常波動(dòng)，正常生產(chǎn)中斷，而且爐溫設(shè)定偏 差大存在著極大的安全及質(zhì)量隱患。因此，為適應(yīng)多種實(shí)際生產(chǎn)情況，提高脈沖燃燒控制的穩(wěn)定性，減少操作人員的操 作負(fù)荷，有效提升脈沖加熱爐的爐溫控制靈活性與控制精度，有必要發(fā)明一種新的脈沖加 熱爐控制辦法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種脈沖加熱爐控制方法，包括以下步驟(1)根據(jù)所述加熱爐各脈沖燒嘴的能力、數(shù)量布置、實(shí)際爐長以及品種鋼不同爐長 時(shí)的加熱溫度工藝控制要求，將所述脈沖燒嘴劃分為若干個(gè)虛擬段；(2)設(shè)定所述各虛擬段的爐溫；(3)檢測(cè)所述各虛擬段的實(shí)際爐溫；(4)根據(jù)所述各虛擬段中實(shí)際爐溫值與設(shè)定爐溫值的偏差，對(duì)所述脈沖燒嘴進(jìn)行 開關(guān)時(shí)間控制。在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(3)中，使溫度檢測(cè)點(diǎn)在所述虛擬段 中所處的位置居中，以其檢測(cè)溫度為所述虛擬段實(shí)際爐溫。在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(3)中，使溫度檢測(cè)點(diǎn)在所述虛擬段 中所處的位置居中，以該點(diǎn)之前與之后的溫度點(diǎn)的平均值為所述虛擬段實(shí)際爐溫。在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述步驟(4)中，所有虛擬段內(nèi)的全部脈沖燒 嘴進(jìn)行同步控制。脈沖加熱爐有若干對(duì)脈沖燒嘴，形成若干個(gè)獨(dú)立溫度控制段，每個(gè)獨(dú)立段都有獨(dú) 立的流量調(diào)節(jié)閥和溫度檢測(cè)儀，因此本發(fā)明所述的虛擬段不是特定的物理結(jié)構(gòu)，而是利用 以上脈沖加熱爐的特點(diǎn)，從邏輯控制上動(dòng)態(tài)調(diào)整燃燒段長度的一種辦法。即根據(jù)加熱爐各 脈沖燒嘴的能力、數(shù)量布置、實(shí)際爐長以及品種鋼不同爐長時(shí)的加熱溫度工藝控制要求，將 所述脈沖燒嘴劃分為若干個(gè)虛擬段，其中各虛擬段的段長不受加熱爐爐體物理結(jié)構(gòu)限制， 可根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行靈活、動(dòng)態(tài)劃分而成。設(shè)定各虛擬段的爐溫時(shí)，不必針對(duì)所有脈沖燒嘴進(jìn)行，只需對(duì)虛擬段進(jìn)行爐溫設(shè)定，可減少操作人員的勞動(dòng)負(fù)荷。測(cè)定各虛擬段的實(shí)際爐溫時(shí)，其溫度檢測(cè)點(diǎn)采取各虛擬段中具有代表性的點(diǎn)作為 溫度控制點(diǎn)，所述溫度檢測(cè)點(diǎn)的選取原則包括該溫度檢測(cè)點(diǎn)在虛擬段中所處的位置居中， 最好與其他加熱爐段溫度檢測(cè)點(diǎn)位置相同，從而保證熱跟蹤精度，減少爐與爐間的溫度差 異；如居中位置的溫度檢測(cè)點(diǎn)異常，可取其之前與之后溫度點(diǎn)的平均值為該虛擬段測(cè)定爐 溫；其他由操作人員指定虛擬段中的溫度檢測(cè)點(diǎn)。其相應(yīng)的控制流程如圖2所示。虛擬段的燃燒控制由每個(gè)虛擬段中的所有脈沖燒嘴根據(jù)虛擬段實(shí)際爐溫與虛擬 段設(shè)定爐溫的差進(jìn)行開關(guān)時(shí)間控制而達(dá)到，虛擬段中的所有脈沖燒嘴進(jìn)行同步控制。其相 應(yīng)的控制流程如圖3所示。本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的分段加熱爐比較，其段長不受物理結(jié)構(gòu)限制，可根據(jù)需要靈 活調(diào)節(jié)，且虛擬段內(nèi)的溫度點(diǎn)有多種優(yōu)選方案；與現(xiàn)有的脈沖加熱爐比較，其虛擬段設(shè)定 后，避免了單對(duì)脈沖燒嘴溫度點(diǎn)異常、過程機(jī)爐溫不設(shè)定等情況下停產(chǎn)的事故，可確保各虛 擬段內(nèi)的溫度設(shè)定、檢測(cè)正常，脈沖加熱爐還能獨(dú)立、長時(shí)間穩(wěn)定使用。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明提出了一種加熱爐虛擬段控制辦法，可根據(jù)工藝溫度控制需要、故障發(fā)生 類型等實(shí)際生產(chǎn)情況而采取邏輯段動(dòng)態(tài)劃分的辦法，以此提高脈沖燃燒控制的穩(wěn)定性，減 少操作人員的操作負(fù)荷，從而更為有效地提升脈沖加熱爐的爐溫控制靈活性與控制精度， 同時(shí)確保脈沖燃燒技術(shù)的節(jié)能效果。


圖1為寶鋼分公司2050熱軋廠3號(hào)加熱爐燒嘴配置示意圖；圖2表示本發(fā)明方法中虛擬段溫度控制流程；圖3表示本發(fā)明方法中虛擬段燃燒控制流程。
具體實(shí)施例方式以下用實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更詳細(xì)的描述。這些實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí) 用新型最佳實(shí)施方式的描述，并不對(duì)本實(shí)用新型的范圍有任何限制。實(shí)施例采用寶鋼分公司2050熱軋廠3號(hào)加熱爐，爐內(nèi)鋼種為普碳鋼。3號(hào)爐各獨(dú)立脈沖 控制段的編號(hào)及能力如表3所示(其中A表示軋線側(cè)、B表示板坯側(cè))表3實(shí)施例中加熱爐各脈沖控制段燒嘴能力配置 步驟1、劃分虛擬段根據(jù)表3及實(shí)際情況劃分虛擬段，將其劃分為第一加熱段上部段、第一加熱段下 部段、第二加熱段上部段、第二加熱段下部段、均熱段上部段、均熱段下部段共6個(gè)段，如表 4所示表4實(shí)施例中虛擬段的劃分 步驟2、設(shè)定各虛擬段的爐溫此時(shí)操作人員對(duì)爐溫的設(shè)定只對(duì)上述6段進(jìn)行。操作人員可直接在儀表溫度控制 畫面上進(jìn)行爐溫設(shè)定，為減少操作負(fù)荷，相應(yīng)20個(gè)脈沖段可根據(jù)當(dāng)時(shí)爐內(nèi)鋼種的工藝需求 進(jìn)行動(dòng)態(tài)劃分不同的大段，將常用的虛擬段劃分好并存入儀表DCS系統(tǒng)內(nèi)，操作人員只需 在畫面上點(diǎn)擊選擇所需的虛擬段進(jìn)行爐溫設(shè)定操作即可。步驟3、測(cè)定各虛擬段的實(shí)際爐溫采取各虛擬段的中央熱電偶作為溫度控制檢測(cè)點(diǎn)，以此保持各虛擬段的溫度均勻 性，確保穩(wěn)定的生產(chǎn)。各虛擬段爐溫設(shè)定值及實(shí)際值如表5所示表5實(shí)施例中各虛擬段爐溫設(shè)定值及實(shí)際值 步驟4、根據(jù)各虛擬段中爐溫實(shí)際值與設(shè)定值的偏差進(jìn)行開關(guān)時(shí)間控制，從而控制 各虛擬段的燃燒，虛擬段中的所有脈沖燒嘴進(jìn)行同步控制。本實(shí)施例中，各虛擬段內(nèi)的脈沖燒嘴進(jìn)行同步控制，因虛擬段總管上無煤氣流量 閥，因此各虛擬段內(nèi)的燒嘴仍進(jìn)行0N-0FF燃燒控制，但為了減少大量燒嘴同步動(dòng)作所帶來 的管道壓力沖擊，虛擬段內(nèi)各對(duì)脈沖燒嘴同步開關(guān)時(shí)互相有1. 5秒的延遲，即“同步但不同 時(shí)”，虛擬段內(nèi)的燒嘴并不是在同一時(shí)間同時(shí)開啟或關(guān)閉的，從而減少對(duì)管道的沖擊。由于國際能源形勢(shì)嚴(yán)峻，許多同類鋼廠正在加強(qiáng)對(duì)熱軋加熱爐的節(jié)能改造或新節(jié) 能技術(shù)運(yùn)用，脈沖燃燒就是近幾年大型板坯加熱爐運(yùn)用的有效節(jié)能技術(shù)，而如何有效確保 脈沖燃燒控制技術(shù)的穩(wěn)定性，減少操作人員的操作負(fù)荷，從而更為有效地提升脈沖加熱爐 的爐溫控制靈活性與控制精度是大家所面臨的共同難題，因此本發(fā)明有較大的技術(shù)貿(mào)易價(jià) 值。
權(quán)利要求
一種脈沖加熱爐控制方法，其特征在于，包括以下步驟(1)根據(jù)所述脈沖加熱爐各脈沖燒嘴的能力、數(shù)量布置及實(shí)際爐長，將所述脈沖燒嘴劃分為若干個(gè)虛擬段；(2)設(shè)定所述各虛擬段的爐溫；(3)檢測(cè)所述各虛擬段的實(shí)際爐溫；(4)根據(jù)所述各虛擬段中實(shí)際爐溫值與設(shè)定爐溫值的偏差，對(duì)所述脈沖燒嘴進(jìn)行開關(guān)時(shí)間控制。
2.如權(quán)利要求1所述的脈沖加熱爐控制方法，其特征在于，所述步驟(3)中，使溫度檢 測(cè)點(diǎn)在所述虛擬段中所處的位置居中，以其檢測(cè)溫度為所述虛擬段實(shí)際爐溫。
3.如權(quán)利要求1所述的脈沖加熱爐控制方法，其特征在于，所述步驟(3)中，使溫度檢 測(cè)點(diǎn)在所述虛擬段中所處的位置居中，以該點(diǎn)之前與之后的溫度點(diǎn)的平均值為所述虛擬段 實(shí)際爐溫。
4.如權(quán)利要求1所述的脈沖加熱爐控制方法，其特征在于，所述步驟(4)中，對(duì)所述虛 擬段內(nèi)的全部脈沖燒嘴進(jìn)行同步控制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種脈沖加熱爐控制方法，其特征在于，包括以下步驟(1)根據(jù)所述加熱爐各脈沖燒嘴的能力、數(shù)量布置及實(shí)際爐長，將所述脈沖燒嘴劃分為若干個(gè)虛擬段；(2)設(shè)定所述各虛擬段的爐溫；(3)檢測(cè)所述各虛擬段的實(shí)際爐溫；(4)根據(jù)所述各虛擬段中實(shí)際爐溫值與設(shè)定爐溫值的偏差，對(duì)所述脈沖燒嘴進(jìn)行開關(guān)時(shí)間控制。本發(fā)明方法可提高脈沖燃燒控制的穩(wěn)定性，減少操作人員的操作負(fù)荷，有效地提升脈沖加熱爐的爐溫控制靈活性與控制精度，同時(shí)確保脈沖燃燒技術(shù)的節(jié)能效果。
文檔編號(hào)F27D19/00GK101929806SQ20091005353
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者唐衛(wèi)東, 幸利軍, 秦建超, 黃夏蘭 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司