现代冶金企业轧钢加热炉自动化控制系统研究
​王志峰 郭金荣 程建勋
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​王志峰 郭金荣 程建勋,. 现代冶金企业轧钢加热炉自动化控制系统研究[J]. 冶金学报,20229. DOI:10.12721/ccn.2022.157042.
摘要: 通过对加热炉的燃料进行充分的控制,可以有效的节约能源,实现加热炉的自动化控制。热工自动化控制,在整体开展的过程中将计算机技术引入到其中,可以有效提高工作的精度和准确度,赋予工作体系更加灵活的工作空间,实现加热炉多项控制系统。针对加热炉实现热工自动化控制的过程中,要考虑到各种各样的影响因素,针对不同类型的加热炉,需要设置合理的控制方案。
关键词: 轧钢加热炉;热工自动化;控制与节能
DOI:10.12721/ccn.2022.157042
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引言

社会经济在快速向前发展,轧钢加热炉节能工作也得到了突飞猛进的进步,加热炉也逐渐从三等炉向一等炉进行了转变。冶金企业热工专题在整体开展的过程中,加热炉的节能问题一直是重要的内容,针对加热炉进行节能的方法有很多种,如何对炉型结构进行合理的设计,还需要进一步对燃烧的装置进行研究。

1加热炉自动化控制系统的组成

针对轧钢的加热炉热工控制形式有很多种,但是主要的形式都是通过操作站和控制单元来实现的,为了确保在各种的状态下加热炉一直处于节能的状态,需要确保燃料可以得到合理的燃烧[1]。如何提高加热炉的控制水平是非常重要的,随着自动化技术和计算机技术的不断提高,加热炉生产自动化也实现了较大的突破。针对加热炉热工自动控制会涉及到多个系统,比如说换热器保护系统、温度控制系统、燃烧程度系统、压力控制系统。除此之外,还需要对烟气的含氧量进行分析,设置更加完善的声光报警系统。

2温度及燃烧控制系统

通常情况下,轧钢加热炉的各个部分温度是均匀的,在一定时间内不会发生过大的变化。当轧钢加热炉出现问题的时候,为了满足生产的具体需求,需要对加热炉的部分材料进行调整。进入加热炉内部的空气以及材料的比例也会影响到燃烧的程度,如果燃料比较多,此时的空气就会有所不足,在这种条件下就会导致燃烧不充分。为了确保加热炉的燃料可以得到充分燃烧,需要对空气的进入量和燃料的比例进行有效的控制,。燃料具有一定的热值,在充分的空气燃烧之中可以提高加热炉内部的燃烧程度,保持热值的稳定,在短时间内不会发生过多的变化[2]。同样的燃料在不同类型的加热炉当中,无论是密度还是热值都会发生一定的变化,在通常情况下会应用指数测量的方法,对空气和相应的比例进行调整。华百指数会对煤气的热值变化情况进行检测,在实际应用的过程当中,为了保持空气量和煤气量达到最佳的比例,需要提高整个工作的效率,加大空气和燃料之间的接触面积。当加热炉内部的燃料减少的时候,进入加热炉内的空气也需要适当的减少,确保两者之间的比例保持一定的平衡。当加热炉内部的空气和燃料数量减少的时候,可以对整体的燃烧比例进行优化和调整,为了不影响后续的燃烧工作,还需要制定具有针对性的解决措施。

3压力控制系统

3.1炉压控制

针对炉膛内的压力在进行控制的过程当中,主要是确保压力可以保持在微正压的水平上,主要的目的是保证炉膛内可以达到高温的状态。当炉膛内处于高温阶段的时候,外面的冷空气进入量就会有所减少,进而不会影响到加热炉后续的正常运行。

3.2助燃空气和煤气压力控制

针对煤气数值和助燃空气数值都需要设定在特定的数值范围之内,在特定的空气条件之下,每一个烧嘴的工作都是在一定的煤气压力之下进行的,通过这样的工作模式,可以确保整个工序的稳定性和安全性[3]。保持空气和煤气压力的稳定,可以从根本上提高烧嘴的工作效率,当煤气压力的变化比较大的时候,煤气压力系统会出现一定的问题,针对这些问题需要设定更加完善的煤气供应系统。

4换热器的保护

4.1热空气放散

加热炉在运转的过程中,工作人员为了避免助燃空气温度过高给换热器带来一定的损坏,需要在系统当中设置空气放散装置,进一步降低内部环境当中的温度。在加热炉的空气总管和换热器的出口之间设置换热器,通常情况下空气鼓散阀门一直都是处于关闭的状态,当温度达到了设定值域之内的时候,放散阀门就会自动打开,此时的空气流量也会有所增加。

4.2稀释空气控制

换热器在整体运转的过程中,为了保证温度在可操作的范围之内,需要对换热器当中的烟气量进行整体控制。针对特定设备的区域性温度进行定时测量,当温度上升到一定的数值之后,系统会自动引入空气,对局部的温度进行有效的降低,确保整个系统的稳定运行。

4.3防止硫化物腐蚀

燃料当中会含有一定的硫化物,烟气当中则会含有硫以及水蒸气。硫化物对换热器以及其他的设备会产生腐蚀,影响到换热器和加热炉的后续的正常运转。为了减少硫化物给各种设备所带来的腐蚀作用,需要对换热器的烟气出口温度进行调整,通常情况下要大于320℃[4]

结束语

综上所述,为了进一步节约能源,需要实现加热炉的热工自动化控制,组织更加合理的燃烧工作。将计算机技术引入到热工自动化控制工作当中,从根本上提高控制的精度和准确性,保持操作工序的灵活。在实现热工自动化控制的过程当中,要综合考虑各方面的因素,对工作的工序进行简化。

参考文献

[1]华建社,陈佳宜,杜金星.蓄热式轧钢加热炉热工分析[J].工业炉,2017,39(03):35-38.

[2]王超.轧钢加热炉热平衡测试分析[J].应用能源技术,2017,(02):42-44.

[3]唐顺,韩枫,李朝祥,等.热轧轧钢加热炉热装制度的优化研究[J].安徽工业大学学报(自然科学版),2014,31(01):20-24.

[4]陈冠军,张忠结,陈军,等.首钢轧钢加热炉的节能[J].工业炉,2011,33(01):16-19.