步进式加热炉加热质量控制系统的设计 摘要：目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。本文通过对步进式加热炉加热质量控制系统的设计，从而反映出当今自动化技术的发展方向。同时,介绍了软件设计思想和脉冲式燃烧控制技术原理特点及在本系统的应用。 一、引言 加热炉是轧钢工业必须配备的热处理设备。随着工业自动化技术的不断发展，现代化的轧钢厂应该配置大型化的、高度自动化的步进梁式加热炉，其生产应符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求，以提高其产品的质量，增强产品的市场竞争力。 我国轧钢工业的加热炉型有推钢式炉和步进式炉两种，但推钢式炉有长度短、产量低，烧损大,操作不当时会粘钢造成生产上的问题,难以实现管理自动化。由于推钢式炉有难以克服的缺点,而步进梁式炉是靠专用的步进机构,在炉内做矩形运动来移送钢管,钢管之间可以 留出空隙，钢管和步进梁之间没有摩擦,出炉钢管通过托出装置出炉，完全消除了滑轨擦痕,钢管加热断面温差小、加热均匀，炉长不受限制，产量高,生产操作灵活等特点,其生产符合高产、优质、低耗、节能、无公害以及生产操作自动化的工艺要求。 全连续、全自动化步进式加热炉。这种生产线都具有以下特点：
①生产能耗大幅度降低。②产量大幅度提高。③生产自动化水平非常高,原加热炉的控制系统大多是单回路仪表和继电逻辑控制系统,传动系统也大多是模拟量控制式的供电装置，现在的加热炉的控制系统都是PＬC或DCＳ系统，而且大多还具有二级过程控制系统和三级生产管理系统。传动系统都是全数字化的直流或交流供电装置。 本工程是某钢铁集团新建的φ1８0小口径无缝连轧钢管生产线中的热处理线部分的步进式加热炉设备。 二、工艺描述 本系统的工艺流程图见图1 ?图1 步进式加热 炉工艺流程图 淬火炉和回火炉均为步进梁式加热炉。装出料方式：侧进，侧出;炉子布料：单排。活动梁和固定梁均为耐热铸钢，顶面带齿形面，直径小于１41.3mm钢管，每个齿槽内放一根钢管。直径大15 ３.7mm的钢管每隔一齿放一根钢管。活动梁升程180mm，上、下各90mm，齿距为１90mm，步距为145mm。因此每次步进时，
冶金加热炉设计工作手册. 作：编委会 冶金工业出版社 2011年出版 16开 精装1本 光盘：0 定价：328元 优惠：180元 .. 详细：.......................................... ............
.......................................... ............ 冶金加热炉设计工作手册 第一篇冶金工厂加热炉的设计方法和原则 第一章加热炉的初步设计 第一节设计前的原始资料 第二节加热炉炉型的确定 第三节加热炉燃料的确定 第四节加热炉燃烧装置的确定 第五节预热装置的选择及安装 第六节鼓风系统和排烟系统 第七节炉子水冷系统的确定 第八节加热炉钢结构 第九节加热炉机械和自动调节 第一节绘制加热炉炉型示意简图 第二章加热炉的工艺计算和设计 第一节燃料燃烧计算
第二节加热炉的热制度 第三节钢坯加热温度和时间的计算 第四节炉子数量和基本尺寸的确定 第五节炉体筑炉材料确定 第六节力口热炉炉衬的设计 第七节钢架结构的设计 第八节炉子热平衡和燃料消耗量的计算 第九节燃烧装置的计算 第十节预热装置的计算 第十一节煤气(空气)管道和烟道的设计 第二篇钢铁厂加热炉设计实例 第三章120t／h步邂釉肋口热炉设计实例 第一节步进梁5勒口热炉设计基本情况 第二节步进梁5肋口热炉设计说明 第三节步进梁式加热炉及其附属设备的工艺性能 第四节步进梁式加热炉各结构说明 第六节图例 第四章15t／h推钢式连续加热炉设计实例 第—节加热炉炉型的选择 第二节燃料燃烧计算 第三节卿劾燃时间的计算 第四节炉子卸》Rl寸的决定及有关的J计嘴标 第五节热平衡计算及燃料消耗量的确定 第六节燃烧系统的设计 第七节烟道的设计
二 步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 (1)炉子生产率：p=245t/h (2)被加热金属： 1)种类：优质碳素结构钢(20#钢) 2)尺寸：250×2200×3600 (mm)(板坯) 3)金属开始加热(入炉)温度：t 始=20℃ 4)金属加热终了(出炉)表面温度：t 终=1200℃ 5)金属加热终了(出炉)断面温差：t ≤15℃ (3)燃料 1)种类：焦炉煤气 2)焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3)煤气不预热：t 煤气=20℃ 表1-1 焦炉煤气干成分(%) 废膛(5)空气预热温度(烧嘴前)：t 空=350℃ 2.2 热工计算 2.2.1 焦炉煤气干湿成分换算 查燃料燃烧附表5，3/9.18m g g = 10000124.0100124.0222?+= 干 干 湿O H O H g g O H 100 100%%2湿 干 湿 O H X X -?= 由上式得 %2899.22=湿O H
00 00 25741.56100 2899.21009.57%H =-? =湿 00 00 48184.24100 2899.21004.25%CH =-? =湿 0000 7939.8100 2899.21009%CO =-=湿 0000428336.2100 2899.21009.2%H C =-?=湿 000022702.1100 2899.21003.1%N =-?=湿 000023909.0100 2899.21004.0%O =-?=湿 000020290.3100 2899.21001.3%CO =-?=湿 代入表2—1中，得 表2-1 焦炉煤气湿成分(%) 2.2.2 计算焦炉煤气低发热值 ） （低 +?+?+?+??=424214100%8550%2580%3046187.4H C CH H CO Q = ()0 00 000 8336 .2141008184 .2485505741.5625807939 .83046187.4?+?+?+?? =17094.6830 KJ/m 3 误差%557.0%10017000 17000 6830.17094%=?-= 计算值与设计值相差很小，可忽略不计。 2.2.3 计算理论空气需要量L 0 )3322220/(1023)4(212176.4m m O S H H C m n H CO L m n -??? ? ???-++++=∑ 把表2-1中焦炉煤气湿成分代入
4.加热炉的计算 管式加热炉是一种火力加热设备，它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰和烟气作为热源，加热在管道中高速流动的介质，使其达到工艺规定的温度，保证生产的进行。在预加氢中需要对原料进行加热，以达到反应温度。预加氢的量较小，因此采用圆筒炉。主要的参数如下： 原料：高辛烷值石脑油； 相对密度： 20 40.7351 d = 进料量：62500/kg h 入炉温度：I τ=350C o ； 出炉温度：o τ=490C o ； 出炉压强：2 15/kg cm 气化率： e=100%； 过剩空气系：α：辐射：1.35 对流段：1.40 燃料油组成： 87%,11.5%,0.5%,1%C H O W ==== 加热炉基本参数的确定 4.1加热炉的总热负荷 查《石油炼制工程（上）》图Ⅰ-2-34可知，在入炉温度t1=350℃,进炉压力约15.0㎏/㎝2条件下，油料已完全汽化，混合油气完全汽化温度是167℃。 原料在入炉温度350C o ，查热焓图得232/i I kJ kcal = 原料的出炉温度为490C o ，查热焓图得377/v I kcal kg =。 将上述的数值代入得到加热炉的总热负荷 Q = m[eIV+(1-e)IL-Ii]
=[1377232]62500 4.184?-?? 37917500/kJ h = 4.2燃料燃烧的计算 燃料完全燃烧所生成的水为气态时计算出的热值称为低热值，以Ql 表示。在加热炉正常操作中，水都是以气相存在，所以多用低热值计算。 (1) 燃料的低发热值 1Q =[81C+246H+26(S-O)-6W] 4.184? =[8187+24611.5+26(0-0.5)-61] 4.184????? 41241.7/(kJ kg =燃料) (2) 燃烧所需的理论空气量 0 2.67823.2C H S O L ++-= 2.6787811.500.52 3.2?+?+-= 13.96kg =空气/kg 燃料 (3) 热效率η 设离开对流室的烟气温度 s T 比原料的入炉温度高100C o ，则 350100450s T C =+=o 由下面的式子可以得到 , 100L I q q η=--， 取炉墙散热损失 , 1 0.05L L q q Q = =并根据α和s T 查相关表，得烟气出对流室时 带走的热量123% L q Q =， 所以 1(523)%72%η=-+= (4) 燃料的用量 1379175001277/0.7241241.7 Q B kg h Q η= ==?;
首钢迁钢2#热轧工程 步进梁式加热炉汽化冷却系统设计说明 1、汽化冷却系统的设计概述 1.1汽化冷却系统的冷却效果取决于汽化水的热量吸收。对于步进梁式加热炉，汽化冷却系统设计为强制循环系统。系统产生的饱和蒸汽进入车间蒸汽管网，或者在紧急情况下排入大气。 1.2循环系统的主要设备如下： ——炉底水梁及立柱 ——汽包 ——循环水泵（共3台） ——旋转接头组 给水供应系统主要设备如下： ——电动给水泵 ——除氧器 16
——除盐水箱 ——电动除盐水泵 ——柴油机给水泵 ——加药装置 加热炉炉底水梁，其外表面包扎有耐高温的保温层。 活动梁：4根； 固定梁：4根； 每根固定梁分为3段；每根活动梁分为3段； 另外，在均热段设两根单独固定梁，各自并联进相邻的固定梁；梁的编号为： 活动梁（串联结构）：2#、4#、5#、7#； 固定梁（串联结构）：1#、8#； 固定梁（串并联结构）：3#、6#。 16
每段梁均由一根双水平管和若干立柱组成，其中一根立柱为双管立柱，是支撑梁冷却水进水和出水的接管；其它为采用带有芯管的单管立柱。 1.3主要运行参数 汽包设计工作压力：0.8—1.3MPa（g） 工作温度：对应压力下的饱和温度 蒸发量： 13.0t/h（保温完好，10%排污率时） 对应给水量： 14.3 m3/h 蒸发量： 16t/h（10%保温脱落，10%排污率时） 对应给水量： 17.6 m3/h 蒸发量： 25t/h（40%保温脱落，10%排污率时） 对应给水量： 27.5m3/h 给水温度： 102~104℃ 系统总循环水量： 700—600 m3/h 16
井口加热炉热工检测方案 一、项目来源 根据胜利油田采油工程处部署，对胜利油田在用的各厂家的各种类型井口加热炉进行热效率测试。本次测试工作由胜利油田技术检测中心能源监测站承担。 二、检测目的： 检测加热炉在实际运行工况下的加热炉的热效率。 三、依据标准： SY/T6381-1998 加热炉热工测定 SY/T6275-1997 石油企业节能检测综合评价方法 四、测试基本检测方法及测试数量 4.1 测试方法 测试方法采用正平衡法与反平衡法相结合的测试方法。当现场不满足正平衡测试条件时，则以反平衡测试方法进行测试。 正平衡法：通过直接测量加热炉输入热量和输出热量而计算出效率的方法。 反平衡法：通过测定加热炉各项热损失而计算出效率的方法。 4.2测试数量 因本次需测试的加热炉数量众多，故采取抽样测试的方式进行，抽测比例不低于30%。具体按各厂家加热炉（包括各种型号的加热炉）数量的30%进行。 五、测试工况要求： 1 、时间要求： （1）、测试应在加热炉热工况稳定和燃烧调整到测试工况1h后开始进行。 （2）、测试的持续时间不少于1h，烟气成分和排烟温度每隔15min读数记录数据一次。 2 、燃料要求：测试时加热炉所用燃料应符合加热炉设计要求。 3 、加热炉液位要求：测试结束时，加热炉液位应与测试开始时保持一致。 4 、加热炉负荷应在符合工艺要求（被加热介质出口温度达到外输要求）的工况。 七、测试项目 主要测试项目如下： 1)液体燃料元素分析、低位发热量、密度、含水量； 2)燃料消耗量； 3)燃烧器前燃油（气）压力； 4)燃烧器前燃油（气）温度； 5)被加热介质流量； 6)被加热介质密度； 7)被加热介质含水量； 8)加热炉进口、出口介质温度； 9)加热炉进口、出口介质压力； 10)排烟温度； 11)排烟处烟气成分分析； 12)入炉空气温度； 13)炉体外表面温度； 14)当地大气压力； 15)环境温度；
钛棒步进式加热炉使用说明书
目录 1 产品概况 2 结构与工作原理 3 安装 4 调试 5 维护与修理 6 随机文件 一．产品概述 1.1用途 主要用于钛棒锻前的补充加热。
1.2主要技术参数 a.额定功率：100KW b.额定温度：1050℃ c.炉温均匀性：±10℃（炉子进出口250㎜除外） d.控温精度：±1℃ e.控温区数：2区 f.炉膛有效尺寸：1500×1400×400㎜ g.装炉量：12根 h.规格：ф60—ф115—1000/600mm i.装料间距：130mm j.提升高度：60㎜ k.送料行程：70--100㎜ l.外型尺寸：～2500×2000×2000㎜ m.重量：～4.5t 1.3工作环境条件 1.3.1海拔不超过1000m； 1.3.2环境温度在5～40℃范围内; 1.3.3使用地区最湿月每日最大相对湿度的月平均值不大于90%，同时该月 每日最低温度的月平均值不高于25℃； 1.3.4周围没有导电尘埃，爆炸性气体及能严重损坏金属和绝缘的腐蚀性气 体； 1.3.5没有明显的振动和颠簸。 二．结构与工作原理 步进加热炉主要由炉体、电热元件、步进梁机构及电控系统组成。 2.1炉体 炉体由炉壳、炉衬等组成。 ·炉壳由型钢与钢板焊接而成，外侧板为普碳钢，厚5㎜，筋为角钢63×63×5。炉壳支撑为可调节支撑座，便于炉体水平和高度的调整。 ·炉衬为复合结构，侧墙为轻质粘土砖+硅酸铝纤维结构，厚度均为300㎜。
炉底采用保温砖和轻质粘土砖砌筑，厚度为320㎜。 ·炉顶为轻质硅酸铝纤维模块吊挂结构，厚度均为300㎜,炉盖为可拆式。 ·炉头进料口应安装有装料板，与感应加热炉衔接，棒料出来后自行滚落到出口轧机槽中。 ·炉前后装有炉门，气缸驱动（气源由甲方提供）。 2.2电热元件 采用性能良好的铁铬铝电阻丝制造，长寿命设计，表面负菏～1.2W/㎝2，电热元件布置炉膛两侧墙，充分考虑炉温均匀性，对电热元件进行合理布置，全部功率分2区布置，每区功率约50KW，电阻丝绕成螺旋状，安放在炉墙搁丝砖上。 2.3步进机构 步进梁机构由步进梁、固定梁、提升机构、步进机构组成。 ·步进梁和固定梁为耐热钢铸造加工而成，梁上有锯齿形料槽，用于棒料的定位，锯齿间距为130㎜。 步进梁（2根）和固定梁（2根）材质为Cr25Ni20Si2。厚度20mm。 ·步进梁通过梁上焊制的立柱穿过炉底固定在移动小车上，炉底上开有4个长孔，以便立柱能够自由移动。 ·固定梁支座砌筑在炉底衬内，固定梁固定在支座上，固定梁与步进梁之间留有20㎜宽间隙，每个梁间留有膨胀缝，可减少梁变形。 ·斜块式提升机构与移动机构配合运动使小车实现上升、前移、下降、后移矩形运动，完成棒料的输出。 ·小车的移动均由炉体下部的气缸驱动。 2.4控制系统 2.4.1主要控制任务 （1）炉内温度的精密控制 （2）各动作部分工作状态手动控制 （3）温度参数的显示 （4）故障报警 2.4.2技术特点 （1）温度控制：主要由高精度日本进口控温仪表SR3与大功率风冷可控硅模块
湖南理工学院南湖学院 课程设计 题目：电加热炉温度控制系统设计专业:机械电子工程 组名：第三组 班级：机电班 组成员:彭江林、谢超、薛文熙
目录 1 意义与要求 (2) 1.1 实际意义 (2) 1.2 技术要求 (2) 2 设计内容及步骤 (2) 2.1 方案设计 (2) 2.2 详细设计 (3) 2.2.1 主要硬件介绍 (3) 2.2.2 电路设计方法 (4) 2.2.3 绘制流程图 (7) 2.2.4 程序设计 (8) 2.3 调试和仿真 (8) 3 结果分析 (9) 4 课程设计心得体会 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................ 10-27
1 意义与要求 1.1 实际意义 在现实生活当中，很多场合需要对温度进行智能控制，日常生活中最常见的要算空调和冰箱了，他们都能根据环境实时情况，结合人为的设定，对温度进行智能控制。工业生产中的电加热炉温度监控系统和培养基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。通过这次课程设计，我们将自己动手设计一个小型的计算机控制系统，目的在于将理论结合实践以加深我们对课本知识的理解。 1.2 技术要求 要求利用所学过的知识设计一个温度控制系统，并用软件仿真。功能要求如下： （1）能够利用温度传感器检测环境中的实时温度； （2）能对所要求的温度进行设定； （3）将传感器检测到得实时温度与设定值相比较，当环境中的温度高于或低于所设定的温度时，系统会自动做出相应的动作来改变这一状况，使系统温度始终保持在设定的温度值。 2 设计内容及步骤 2.1 方案设计 要想达到技术要求的内容，少不了以下几种器件：单片机、温度传感器、LCD显示屏、直流电动机等。其中单片机用作主控制器，控制其他器件的工作和处理数据；温度传感器用来检测环境中的实时温度，并将检测值送到单片机中进行数值对比；LCD显示屏用来显示温度、时间的数字值；直流电动机用来表示电加热炉的工作情况，转动表示电加热炉通电加热，停止转动表示电加热炉断
1 introduction 1.1 Step into the furnace 1.1.1 Step into the furnace overview As western capitalist society in the 18 th century since the industrial revolution, the development of the society entered a new speed. According to the statistics in the industrial revolution in the world before the usage of the per capita steel is less than 5 kg. However, now of the social development to the ownership for 418 kg per capita steel. More and more steel structure appear in socialist construction. So steel has been now the main material of social development. And even once the shortage of supply. This prompted the steel industry is growing rapidly. To the year 2007, the world GangTieLiang has reached nearly nine hundred million tons. But because technology Co., LTD, add people to use more widely, steel emergence of steel more demand. So the steel and iron the smelting technology constantly improved. The first step in 1967 a beam furnace put into production. China 1979 years of production walking beam furnace is 32.5 meters long, production capacity of 270 tons per hour. Walking beam furnace stove than push steel have many advantages, thus become the first choice of rolling mills new furnace type. The scale of the steel rolling broadband is large development, walking beam furnace is one of the characteristics of furnace long from push steel, and can adapt to limit the length of mill production growth hour of the situation. Beijing steel design research institute nearly 20 years design of production more than 40 buildings stepping furnace, already pervaded strip, finances, great wire, strip steel, seamless tube, KaiPi, forging and other steel and steel belt factory, in 1994 have put in taigang, meishan strip factory of walking beam furnace rated output, respectively for 180 t/h and 280 t/h, chongqing iron and steel institute of design for pangang during the 1450 factory design walking beam furnace, rated output for 150 t/h, also put into production in 1992. Early heating furnace interior is a continuous type push with steel machine, it is the role of ingot or billet in turn push in charging. In the end the material, the furnace of steel machine can push will heating good from the other end of the billet reheating furnace out. In side out of the furnace of material, push the steel billet machine will be launched to the material position, again by the steel ingot machine will be out; Now most use is stepping type mobile device. Step into the furnace heating temperature even, heating time fast, high output, and big production flexibility and may, when necessary, will furnace empty blank. Heated, the blank of the surface of the water pipes under small black imprint, blank temperature even, heating efficiency is high. Heating special steel is, can be met on the surface quality of the blank (oxidation, decarburization, scratch, etc) height requirements; Heating large panel, as the slab temperature even, to reduce the thickness different rolling. So now stepping type
管式加热炉温度－温度串级控制系统 1设计意义及要求 1.1设计意义 管式加热炉是石油工业中重要装置之一，加热炉控制的主要任务就是保证工艺介质最终温度达到并维持在工艺要求范围内，由于其具有强耦合、大滞后等特性，控制起来非常复杂。同时，近年来能源的节约、回收和合理利用日益受到关注。加热炉是冶金、炼油等生产部门的典型热工设备，能耗很大。因此，在设计加热炉控制系统时，在满足工艺要求的前提下，节能也是一个重要质量指标，要保证加热炉的热效率最高，经济效益最大。另外，为了更好地保护环境，在设计加热炉控制系统时，还要保证燃料充分燃烧，使燃烧产生的有害气体最少，达到减排的目的。 1.2设计要求 1）本课程设计题目为加热炉温度－温度串级控制系统设计，课程设计时间为2周；学生对选定的设计题目所涉及的生产工艺和控制原理进行介绍，针对具体设计选择相应的控制参数、被控参数以及过程检测控制仪表，并画出控制流程图及控制系统方框图。 2）课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，具体包括： ① 目录； ② 摘要； ③ 生产工艺和控制原理介绍； ④ 控制参数和被控参数选择； ⑤ 控制仪表及技术参数； ⑥ 控制流程图及控制系统方框图； ⑦ 总结与展望；（设计过程的总结，还有没有改进和完善的地方）； ⑧ 课程设计的心得体会（至少500字）； ⑨ 参考文献（不少于5篇）； ⑩ 其它必要内容等。 2方案论证 2.1方案选择 管式加热炉加热炉的工作原理如图1所示。要加热的冷物料从左端的管口流入管式加热炉，而燃料从右端的管口流入管式加热炉的燃烧部分，以供热。经加热的物料从右上端的管口流出，物料出口温度1()t θ为被控参数。 图1 管式加热炉工作原理图 分析管式加热炉的工作过程可知，物料出口温度1()t θ受进入管式加热炉的物料初始温度，物料进入的流量（即物料入口的压强），进入管式加热炉的燃料的流量（也即燃料入口压强），燃料的燃烧值等因素的影响。其中物料进入的流量（即物料入口的压强）和进入管式加热炉的燃料的流量（也即燃料入口压强）是影响物料出口温度1()t θ的主要因素。如果采用单回路控制系统，根据操作量的选取原则，我们可以在物料入口处装上一个调节阀，以控制物料进入的流量；对于进入管式加热炉的燃料的流量，可以使它保持某一恒定值。或在燃料的入口处安装一个调节阀，以控制进入管式加热炉的燃料的流量；对于进入管式加热炉的物料的流量，则可以使它保持某一恒定值。而调节阀的开度大小由安装在物料出口处的温度传感器输出的大小间接控制。它虽然结构简单，实现方便；但不符合生产工艺的要求。因为如果将物料的进入流量进行限定后，则日生产总量也被限定。这显然不符合实际的工业生产情况。在此基础上进行一点改进——不对另一个量进行限制。基于对燃料进入量进行控制的管式加热炉单回路温度控制系统原理图如图2 所示。 图2 管式加热炉单回路温度控制系统原理图 如图2所示的单回路温度控制系统初看起来是可行的。而且它的结构简单，所需的器材少，投入小。也符合工业设 物料出口温度1 ()t θ 1T C 物料入口 燃料 物料出口温度1()t θ
目录 一、工艺介绍 (2) 二、功能的设计 (4) 三、实现的情况以及效果 (6)
一、工艺介绍 在钢厂中轧钢车间在对工件进行轧制前需要将工件加热到一定的温度，如图1表示其中一个加热段的温度控制系统。在图中采用了6台设有断偶报警的温度变送器、3台高值选择器、1台加法器、1台PID调节器和1台电器转换器组成系统。 利用阶跃响应便识的，以控制电流为输入、加热炉温度为输出的系统的传递函数为： 温度测量与变送器的传递函数为： 由于，因此，上式中可简化为： 在实际的设计控制系统时，首先采用了常规PID控制系统，但控制响应超调量较大，不能满足控制要求。
图1 对如图1所示的加热炉多点平均温度系统采用可变增益自适应纯滞后补偿进行仿真。 加入补偿环节后，PID调节器所控制的对象包括原来的对象和补偿环节两部分，于是等效对象的特性G（s）可以写成： 即补偿后的广义被控对象不在含有纯延迟环节，所以，采用纯滞后的对象特性比原来的对象容易控制的多。 但实际应用中发现，加热锅炉由于使用时间长短不同及处理工件数量不同，会引起特性变化，导致补偿模型精度降低，从而使纯滞后补偿特性变差，很难满足实际生产的稳定控制要求。
为改善调节效果，在控制线路中加入两个非线性单元——除法器与乘法器，构成如图所示的加热炉多点温度控制纯滞后自适应控制系统。 二、功能的设计 1、系统辨识 经辨识的被控对象模型为： 所以，带可变增益的自适应补偿控制结构框图如图
图2 加热炉多点温度控制纯滞后自适应补偿系统控制框图2、无调节器的开环系统稳定性分析 理想情况下，无调节器的开环传递函数为： 上式中所示广义被控对象的Bode图如下图所示。 图3
步进式加热炉温度均匀性研究 摘要温度均匀性是步进式加热炉综合性能评定中最关键的一个要素，也是确定加热炉是否符合工艺要求的基本标准。钛合金棒材在锻造前要通过步进式加热炉进行加热，步进式加热炉温度均匀性的好坏直接影响着钛合金棒材的组织性能和产品质量。本文从步进式加热炉工作方式、温度控制系统、温度测试系统和测试结果分析等几个方面对温度均匀性进行了研究。 关键词步进式加热炉；温度控制系统；温度测试系统；温度均匀性 0 引言 钛合金棒材步进式加热炉的最大优点在于采用了步进式结构，由于此结构设计合理，棒料从入炉口进，经加热后从后炉口滚落到输送辊道进入到下一工序，实现了连续式作业。与传统箱式炉相比，提高了生产效率，节约了能源，缩短了产品加工周期。目前西部超导公司钛合金加热炉的加热方式全采用电阻式加热，此加热方式的优点在于无粉尘污染，温度控制系统技术成熟，温度均匀性易于控制。目前在温度控制系统中，利用控制热电偶、二次仪表和三相电力调整器的合理优化控制，以此来控制电阻炉的发热功率，最终实现温度均匀性的合理控制，从而达到稳定产品质量的目的。 1 钛合金步进式加热炉 1.1 工作方式及分区 钛合金步进式加热炉的工作方式：将摆放整齐的钛合金棒料置于上料台架上，PLC棒材控制系统根据程序指令，驱动液压翻转机构实现一根根进料，并自动落进固定梁上用耐火材料制作的V型槽内，依靠水冷金属梁的上升、前进、下降、后退，将钛合金棒料向前运送并滚落进入静止梁等一系列连贯的操作，来实现钛合金棒料连续性的运送，在棒材连续送进过程中逐渐将棒料加热，直至完成加热。 钛合金步进式加热炉沿炉膛长度方向分为四个独立加热区，分为预热段和均热段。钛合金棒料首先进入步进式加热炉第一区，即预热段进行预热，由于进入预热段的棒料，都是从常温下进入开始预热的，为快速弥补被棒料吸收的热量，避免第一区温度持续下降，一般在第一区的功率设计时，就稍微加大了发热功率，这样才能保证棒料预热后达到一定的温度，以此来提高炉子的效率。均热段是主要的加热段，这里炉子温度高，可以将预热过的棒料快速提高温度，以达到工艺要求的目标温度。均热段位于第二、三、四区，在这里炉子的温度和棒料的温度相近，从而确保经步进炉加热后的棒料温度满足工艺要求。 1.2 温度控制系统
1.F RNC-5软件的引进与使用概况 中石化集团公司下属的若干设计院（石化工程公司）从1997年开始引进了多套美国PFR公司的通用加热炉工艺计算软件FRNC-5。此软件在加热炉工艺计算中得到很好的应用，发挥了重大作用。 美国PFR公司全称为PFR工程系统公司（PFR Engineering System，Inc ）。公司设在美国洛杉矶，创建于1972年1月，从事热力学系统设计分析和人员培训。该公司的软件产品拥有六十多个用户，遍布六大洲的十五个以上的国家。其中FRNC-5PC软件有二十年以上的使用经验。 本软件可以优化加热炉设计，并可对现有加热炉进行操作分析、加强管理，是一个较为优秀的软件。 2.F RNC-5软件功能与特点 2．1 软件应用范围 本程序可用于炼油、石油化工及热电联合等装置中大多数火焰加热炉及水管锅炉的性能模拟及效率预测。程序采用经过证明了的技术，通过综合迭代，将工艺物流模拟、传热和压力降计算等过程组合在一起。 程序沿物流及烟气流程，逐个管组逐个炉段严格迭代求解，能精确确定加热炉的工艺参数。计算中还指明不利操作状态，如发出炉膛正压、管壁和扩面元件超温、超临界流动以及酸露点腐蚀等警告信息。 程序会算出与显示加热炉的以下工艺参数或不利操作状态： （1）加热炉总热负荷、总热效率，辐射室热负荷 （2）辐射室出口温度（桥墙温度）与烟囱入口处温度 （3）辐射和对流热强度的均值和峰值 （4）辐射段遮蔽段和对流段中所有管组的管壁金属温度和翅片尖端温度的峰值和均值（5）两相流流型及沸腾状态的确定 （6）管内两相流的传热和压降 （7）管外传热和阻力 （8）“阻塞”、“干锅”或“冷端”腐蚀的可能性 2．2 适用的加热炉类型 （1）常减压装置加热炉 （2）铂重整、铂铼重整和强化重整等装置加热炉 （3）重沸炉和过热炉 （4）一氧化碳加热炉和锅炉 （5）脱硫装置原料预热炉 （6）焦化炉和减粘加热炉 （7）润滑油蒸馏和蜡油加热炉
. . . . 开题报告 题目热轧1400t步进加热炉液压系 统设计 学院机械自动化学院 专业机械电子工程 学号8 学生王杰 指导教师新元 日期2013年3月
开题报告 一、步进式加热炉的起源与发展 步进式加热炉是机械化炉底加热炉中使用较为广泛的一种，是取代推钢式加热炉的主要炉型。步进式加热炉始建于20世纪60年代中期，这种炉子已存在多年，因受耐热钢使用温度的限制，开始只用在温度较低的地方，适用围有一定的局限性。 随着轧钢工业的发展，对加热产品质量、产量、自动化和机械化操作计算机控制等方面的日益提高，在生产中要求在产量和加热时间上有更大的灵活性，这就要求与之相适应的炉子机构也应具有很大的灵活性，以适应生产的需要，基于上述原因，传统的推钢式加热炉已难于满足要求。而与传统的推钢式加热炉相比，步进式加热炉具有加热质量好、热工控制与操作灵活、劳动环境好等优点，特别是炉长不受推钢长度的限制，可以提高炉子的容量和产量，更适应当代轧机向大型化、高速化与现代化发展的需要。 经过改造后的步进炉结构，采用了步进床耐火材料炉底或水冷步进梁的措施，已能应用于高温加热。目前，合金钢的板坯、方坯、管坯甚至钢锭等轧制前的加热已有不少采用步进炉加热，使用效果较好。它的炉长不受推钢比的限制，大型步进炉生产率高达420万吨/年。 70年代以来，国外新建的许多大型加热炉大都采用了步进式加热炉，不少中小型加热炉也常采用这种炉型。现在新建的具有经济规模的各类轧钢厂基本上都选用了步进式加热炉；一些老厂如美国底特律钢厂热轧车间、法国索拉克和恩西俄厂
的热轧车间、日本和歌山热连轧厂与鹿岛厚板厂以及加拿大汉密尔顿的多发斯科厂等，在改建或扩建中都选用了步进式加热炉替代原有的推钢式加热炉。但当前轧钢加热炉，特别是中小型轧钢厂推钢式加热炉仍较多，这与中国的原燃料条件等多种因素有关。 步进式加热炉的炉底基本由活动部分和固定部分构成。按其构造不同又有步进梁式、步进底式和步进梁、底组合式加热炉之分。一般坯料断面大于(120×120)mm2多采用步进梁式加热炉，钢坯断面小于(100×100)mm2多采用步进底式加热炉。 二、步进式加热炉的前景 近十多年来，随着轧钢技术向着连续化，大型化、自动化，多品种、高精度的发展，步进式加热炉为适应工艺的要求，也朝着大型化，多功能，优质，高产，低消耗，无公害和操作自动化的方向迈进。 （1）大型化 目前，步进式加热炉的发展最显著的一个特点就是为了适应轧机小时产量的提高向着大型化方向发展。原联契列波维茨钢铁厂热带车间用步进梁式加热炉，炉子产量A．20T／'h，炉宽11．25m，炉有效长49．59m ，采用汽化冷却，压力为18kg／cm。，步进梁水平行程480mm，垂直行程200mm ，步进周期为6O秒。 德国克勒克纳公司不来梅厂热轧用步进梁式炉产量为400T／h。法国索拉克热轧带钢厂步进式加热炉，炉子有效长53．9m，炉子最大产量达525t／h。 我国80年代从法国斯太因引进的2050热轧厂用步进炉，炉子有效长50m ，炉由宽12．6m，炉子额定产量350t／h，最大产量400t／h，步进行程为500mm，
本文由ahutony贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 石油化工管式工艺加热炉简介 郑战利 管式加热炉 在一个有衬里的密闭体内设置有大量的相互连接的优质或合金无缝钢管，被加热介质在一连串的无缝钢管内以很高流速通过，燃料在密闭体内燃烧产生高温烟气，高温烟气通过辐射、对流和传导把热量传给被加热介质，把被加热介质加热到生产工艺规定的温度或完成一定的化学反应深度；这类设备统称为管式加热炉。管式加热炉的范畴包含热水和蒸汽锅炉、热载体加热炉、油田水套炉、输油管道加热炉、炼油和石化生产装置的工艺加热炉等。今天我们所讲的管式加热炉是炼油和石油化工生产装置的工艺加热炉，简称为石化工艺加热炉。 石化工艺加热炉的主要特点是 1.被加热介质为易燃、易爆的液体或气体，且温度和压力较高。操作条件苛刻。安全运行要求高。 2. 加热方式为明火加热。 3. 长周期连续生产。 4. 所用燃料为液体或气体燃料。 管式加热炉应满足的要求 1. 完成一定的传热任务，燃料耗量少、需要的传热面积小。 2. 被加热介质不受局部过热。 3. 在纯加热型管式加热炉中，被加热介质无分解或仅有极少量分解。 4. 在加热—反应型管式加热炉中，保证被加热介质的反应深度达到生产工艺要求，且炉管中结焦量最少。 5. 安全、稳定、连续运行周期在3~5年。 6. 排烟中的有害物含量和噪声必须符合国家标准规定。 管式加热炉的主要操作参数 1、有效热负荷：为各种被加热介质从体系入口状态到出口状态所吸收的能量之和，它等于供给能量与损失能量之差， Kw 2、排烟损失热量：排出体系的烟气带走的热量。Kw 3、燃料不完全燃烧损失热量：由于燃烧设备及燃烧工况等原因造成燃料没有完全燃烧而未能释放出的反应热。 Kw 4、散热损失热量：体系内所有设备及管线表面向周围环境中散失的热量。Kw 5、附属设备能耗：鼓风机、引风机、吹灰器、热载体循环泵等辅助设备所耗掉的能量，按供给这些设备的能量计算。 Kw 6、燃料效率：有效吸能量占供给燃料燃烧放出热量的百分数，其数值可能大于l00％。% 7、全炉热效率：有效吸能量占供给炉子总热量（不含附属设备损失）的百分数。% 8、综合效率：是体系供给能量利用的有效程度在数量上的表示，它等于有效能量对供给能量的百分数。 % 9、炉膛热强度：指单位时间内单位炉膛体积所传递的热量，单位为kw/m3。 10、炉管平均表面热强度：指单位时间内单位炉管表面积所传递的热量，单位为kw/m2。 11、排烟温度：烟气离开被加热介质加热段的最终温度。℃ 12、排烟氧含量：烟气最终离开被加热介质加热段时中的氧含量。V% 13、炉膛Tp温度：烟气出辐射室时的温度。℃ 14、燃烧过剩空气系数：燃料燃烧理论空气量与供风量的比值。 15、燃料耗量：单位时间内，加热炉消耗燃料总和（Kg/h或Nm3/h）。 16、质量流量：单位时间内，流过单位炉管内截面积的加热介质的质量（Kg/m2.h）。 17、全炉压力降：被加热介质流过炉管系统的压力损失。MPa 管式加热炉的结构简介 石油化工工艺管式加热炉由辐射室、对流室、余热回收装置、燃烧器、供风系统和排烟系统等部分所组成（由炉管系统、钢结构、衬里、余热回收装置、燃烧器、供风系统和排烟系统等部分所组成）。 辐射室 辐射室是加热炉辐射传热起支配作用的部分。由于是火焰直接所在的场所，所以它是加
2 10 步进式加热炉设计计算 2.1 热工计算原始数据 （1） 炉子生产率：p=245t/h （2） 被加热金属： 1） 种类：优质碳素结构钢（20#钢） 2） 尺寸：250 >2200 >3600 （mm ）（板坯） 3） 金属开始加热（入炉）温度：t 始=20r 4） 金属加热终了（出炉）表面温度：t 终=1200C 5） 金属加热终了（出炉）断面温差：t < 15C （3） 燃料 1） 种类：焦炉煤气 2） 焦炉煤气低发热值：Q 低温=17000kJ/标m 3 3） 煤气不预热：t 煤气=20 °C 表1-1焦炉煤气干成分（％） ⑷ 出炉膛烟气温度：t 废膛=800C ⑸空气预热温度（烧嘴前）：t 空 =350 C 2.2燃烧计算 2.2.3 计算理论空气需要量L c 1 1 m L o 4.76 —CO -H 2 (n —)C n H m 2 2 4 把表2-1中焦炉煤气湿成分代入 1 1 3 3 3 -H 2S O 2 2 2 3 3) 10 (m /m )
L0 4.76 8.7939 険5741 2 24?8184 3 2?8336。碍 2 10 =4.3045m3/m3
V n V CO 2 V H 2O V N 2 V O 2 224计算实际空气需要量Ln 查《燃料及燃烧》，取n=1.1代入 L n nL o 1.1 4.3045 4.7317 标 m 3/标 m 3 实际湿空气消耗量 L n 湿(1 0.00124g) nL o =(1 0.00124 18.9) 4.7317 =6.0999 标 m 3/标 m 3 2.2.5计算燃烧产物成分及生成量 V c°2 (CO nC n H m CO 2) 100 1 79 1.2702 丄 79 4.7317 100 100 =3.7507 标m 3/标m 3 V 02 (L n L 0)标 m /标 m 100 21 4.7317 4.3045 100 =0.0897 标 m 3/标 m 3 燃烧产物生成总量 (56.5741 2 1 24.8184 2 2.8336 2.2899) 100 0.00124 18.9 4.7317 标m 3/标m 3 标m 3/标m 3 (24.8184 8.7939 2 2.8336 3.0290) 1 100 =0.4231 标 m 3/标 m 3 V H 2O (H 2 m C H n m 2 H 2S H 2O) 1 100 0.00124gL n 标 m 3/标 m 3 V N 2 N 2 100 100 Ln 标说标 m =1.2526