双蓄热式加热炉燃烧系统控制策略的研究

加热炉燃烧过程智能优化控制策略的研究的开题报告一、课题背景及研究意义加热炉广泛应用于钢铁、有色金属、机械制造等领域，其高效、稳定的运行对保证产品质量和企业效益至关重要。

然而，由于电力价格上涨、原材料成本增加等因素，加热炉燃料成本占比逐渐增加，急需采取措施优化加热炉燃烧过程和降低能耗，提升炉内温度控制精度和稳定性，进一步提高生产效率和产品质量。

随着计算机、控制理论和传感器技术的进步，燃烧过程智能优化控制已成为燃烧优化的重要手段，具有较高的应用价值和研究价值。

该技术可通过对加热炉燃烧机理和燃烧参数进行建模和预测，自动化地调节空气、燃料流量和进料速度等关键参数，实现燃烧效率最大化、能源利用率最优化、减少污染排放等目的。

因此，本论文将基于燃烧过程智能优化控制理论和方法，研究加热炉燃烧过程的模型构建和参数优化，以提高加热炉的能源利用效率和产品质量，为加热炉的安全、高效、环保运行提供有力的技术支持。

二、研究内容和思路（一）研究内容1. 加热炉燃烧过程的原理和机理研究，包括燃烧反应、传热机制、污染物形成等；2. 加热炉燃烧过程的建模和仿真研究，确定关键参数和控制策略；3. 基于机器学习、神经网络等技术，利用传感器数据和历史数据进行燃烧过程的智能优化控制，实现炉内温度精确控制和燃烧效率优化；4. 加热炉燃烧过程的在线监测和故障诊断研究，实现快速响应和准确诊断。

（二）研究思路本研究将从以下几个方面入手：1. 研究加热炉燃烧机理和热传递机制，根据实际工况确定加热炉燃烧过程的数学模型和关键参数；2. 建立加热炉燃烧过程的仿真模型，并利用数据采集系统采集实际炉内数据进行模型验证和优化；3. 基于机器学习和神经网络等算法，对数据进行分析处理和建模，在线实现燃烧优化控制和故障诊断；4. 结合实际应用场景，进行算法优化和场馆调试，进一步完善智能控制系统，实现加热炉的高效、稳定、环保运行。

三、研究难点及解决方案（一）研究难点1. 加热炉燃烧过程涉及多个参数和复杂的非线性系统，建模和参数优化难度较大；2. 数据处理和模型训练过程需要处理大量的数据，需要设计适合的算法和模型；3. 燃烧过程的实时监测和调节需要较高的精度和速度，对控制系统的实时性和鲁棒性要求较高。

双预热蓄热式加热炉炉压的分析和讨论秦 文 孟德鑫崔卫国(鞍钢股份有限公司大型厂 )(中钢集团鞍山热能研究院工程设计所 )摘 要 针对双蓄热式加热炉炉压普遍偏高的问题 , 进行了比较详细的分析 , 提出了几个解 决办法 , 供工程设计者参考 。

关键词 蓄热式加热炉 炉压 原因 解决办法An a ly s is an d d is c u s s i on of f urna c e pr e ssure on doub l e prehea t i n g regen era t i ve furna ceQ i n W en M e ng D e xi n( Si no s tee l A n s han R e s ea r ch I n s titu t e of The r mo - ene rgy )Cu i W e i guo(A n s han Ir on and stee l Co. , L td. )A b s tra c t A i m e d a t the p r ob l em of h i g h fu r nace p re s su r e existing in d o ub l e p rehea t ing reg ene r a t ive fu r nace, rea s on s we r e ana l y sed in de t a i l . S eve r a l m e a su r e s a r e p u t fo r wa r d, and it is sig n i f ican t fo r enginee r ing and de s ig n i n g .Keyword s reg ene r a t ive fu r nace fu r nace p re s su r e rea s on s m e a s u r e s体质量不帄衡造成的 。

K1，K2，K3，K4为系数；m为空气过剩系数；A为理论空燃比
图4双交叉限幅燃烧控制
改善了加热炉的加热质量，降低了加热炉在宽度方向上两端与中间温度偏差。

项目投入使用前，该双蓄热式加热炉在宽度方向上两端与中间温度偏差在30-50℃，炉内温度场分布不均，容易产生后续产品质量缺陷。

如图1所示。

图1中一加热段为投入脉冲燃烧控制前的炉内横向况调整
图1加热炉各段横向过程温度
图2脉冲燃烧功能投入前粗扎出口温度图3脉冲燃烧功能投入后粗扎出口温度。

蓄热式加热炉的自动燃烧控制技术贾 定,卫恩泽(中冶赛迪工程技术股份有限公司自动化事业部,重庆400013)[摘 要]介绍蓄热式加热炉自动燃烧控制的关键技术及其应用,重点介绍蓄热式燃烧控制与常规控制相比的三个特点:烟气温度测量、自动换向控制、烟空比控制。

生产情况表明:自动控制系统运行稳定,排烟温度低,达到了节能和环保的目的。

[关键词]蓄热式加热炉;燃烧控制;烟气温度测量;自动换向控制;烟空比控制[中图分类号]TG155.1+2;TP273+1 [文献标识码]B [文章编号]1000 7059(2007)04 0032 06 Automatic combustion control technique for regenerative heating furnaceJIA Ding,WEI En ze(Automation Department of CISDI Engineering Co Ltd,Chongqing400013,China)Abstract:Key technique and application of automatic combustion control for regenerative heating furnace is pared with nor mal c ontrol,three characteristic s of regenerative combustion control are em phatically introduced,i e smoke temperature measure ment,automatic changeover c ontrol and smoke air flo w ratio control.Practical e xperiences show that automatic c ontrol system runs stably,exhaust smoke tempera ture is low,and energy saving and environment protection are realized.Key words:regenerative heating furnace;combustion control;smoke temperature measurement;automatic changeover control;smoke air flo w ratio control0 概述常规加热炉通常采用普通平焰烧嘴供热,其缺点是利用换热器进行空气预热,预热温度低,排烟温度高,抑制了加热炉加热能力的提高,且热利用率低,能耗高。

轧钢厂双蓄热式加热炉自动控制系统的优化对于冶金单位来讲，加热炉是其常用的耗能装置，对于如今的轧钢加热炉功效低和自动化能力差的问题，相关人员积极的探索研究了用于双蓄热式加热炉的计算机控制系统。

这个体系在换向管控中使用以状态转移为前提的调度方法，减弱了问题分析时的繁琐性，提升了体系的稳定性，在燃烧控制中采用了基于生产率模型的自动调温控制及空燃比自寻优策略，实现了燃烧优化控制，从而有效提高了生产效率。

实际运行表明，系统运行可靠、高效，具有推广价值。

标签：双蓄热式加热炉；换向控制；燃烧控制1 引言对于冶金单位来讲，加热炉是其常用的耗能装置，其在总的耗能中占据大约十分之七的比例，如今的轧钢加热炉的功效不高，通过分析得知，步进式的设备的功效仅仅在十分之三左右。

我们国家共有七百多台加热炉，然而只有不到十分之三使用了电脑控制，就算是我们国家的十大钢铁单位中还是存在人工活动的场景，而且大多还是常规管控体系。

如今，我们国家的很多单位的该体系都是从国外引入的，其在技术上受到牵制，维护资金多。

同时，因为对机械的吸收和创新性不高，体系的能力还是无法有效的展示出，设备的电脑控制性不是很好。

怎样提升其控制能力，提升热效率，是当前非常受关注的一项内容。

蓄热式燃烧技术是国外20世纪80年代开发成功的新型燃烧技术，其优点是节能环保，而且噪音不严重。

我们国家的技术工作者在进行了非常久的探索之后，已经了解了相关的科技，很多的钢铁单位已经开始重视这个科技的发展情况，而且把它列入发展规划里。

2 系统配置2.1 上位机采用2台研华工控机，WinCC5.1作为上位机监控软件。

2.2 下位机采用德国西门子公司的PLC产品，编程工具为STEP7V5.2。

整个下位机由两部分组成，一部分是加热炉炉体的主体控制，由$7-400完成；另一部分是相关的外围电气控制，由s7-300完成。

$7-400采集数据主要有：温度、压力、流量、CO浓度、电动阀阀位等，S7.300采集参数为各个电气设备的运行状态，如开、关、故障等信号。