加热炉二级优化控制系统的应用

控制 器 采 用 的 系统 软 件是 Ｓｅ ５３ 监 控 软 ｔｐ７Ｖ ．， 件 为 Ｗｉｃ ６ 。控制 系统 可进行 梯形 图 、 ｎｃ ． Ｖ ２ 语句表 、 功 能图等 ３ 种方式 编程 ， 能够通 过在 Ｓｅ 中安装 驱 ｔｐ７ 动 程序连 接第 ３ 产 品 ， 方 灵活实 现 系统监控 、 回路 控 制 、 学 运算 、 警 提示 、 数 报 趋势 曲线 、 表 打 印等 功 报 能 。系统 具 有丰 富 的功能模 块 ， 程时 可根据 工 艺 编 过程 控制特 点设 计控制 方案 。
１ 前
言
口调 节 阀 ， 风 总管 也 布置 在 加 热 炉炉 顶 两侧 ， 供 然
后 由各 支 管接 至 烧 嘴 。引风 机 １ ， 台 引风 机带 有人 口调节 阀 。排烟 总管 布置 在加 热 炉底两 侧 ， 由各 支
管 接至烧 嘴 。
２２ 控制要 求 ＿
近 年 来 ， 着燃 烧 控 制技 术 的发 展 ， 些 热值 随 一 较 高 的燃 料 （ 如天 然气 、 油等 ） 重 被逐 步应 用 于热处
第３卷 第４ ２ 期 ２１ 年 ８ ００ 月
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
山 东 冶 金
Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍ ｅａｌ ｒ ｙ ｈｎ ｏ ｇ ｔｌ ｇ ｕ
Ｖｏ ＿２ Ｎｏ４ ｌ３ ．
Ａｕ ｕ ｔ ２ １ ｇ ｓ ０ ０
煤气单蓄热加热炉控 制 系统 的应用
刘光军 ， 苏艳涛
（ 济南钢铁股份有 限公司 中型轧钢厂 ， 山东 济南 ２ ０ ０ ） ５ １０
的温度 。
２ 控 制系统
２１ 系统 工艺 ．
济钢 中轧 厂加 热炉 采用 端进 侧 出双排 料 方式 ，
出料端 为 实炉 底结 构 。两 段燃 烧 室 ， 热段 设 ９ 加 套 蓄 热式 烧 嘴 和 ９ 煤气 快 切 阀 ， 个 均热 段 每 侧 均设 ４ 套 蓄热式烧 嘴 和 ４ 煤气快 切 阀。每套 蓄热 式烧 嘴 个 均 配带空 气快 切 阀和排 烟快 切 阀 ， 可完成 由炉膛 烟 气余 热对 空气 进 行预 热 。 １ 套蓄 热式 烧 嘴配 合 １ 个

步进式加热炉温度控制系统的设计与应用摘要随着世界能源危机的日益加深和现代化工业生产对钢材需求量的日益增加，在钢铁产业中如何节能成了人们越来越关注的问题。

在轧钢生产线上，步进式加热炉是最重要设备之一，传统加热炉燃烧过程中不仅能耗高，而且温度控制精度差。

本文针对加热炉普遍存在的问题，给出了系统的解决方案。

关键词步进式加热炉；温度控制；设计；应用中图分类号tf7 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）47-0110-02目前，钢铁已被广泛应用于机械、航空航天、国防等各个领域，它是每个国家国民经济的基础原料，在国民经济发展中占有相当重要的地位。

另外，随着世界能源的日益消耗，人们对节能的日益关注，而加热炉的耗能占钢铁工业耗能的近1/4，是钢铁产业的耗能大户[1]。

自70年代以来，各个钢铁企业为了节省能耗，都不断致力于加热炉的节能控制的研究，以便在保证钢铁质量的同时，降低能耗，提高加热炉的效率。

传统的加热炉都是采用pid系统根据炉温偏差及煤气、空气实际流量来控制，但是由于煤气热值突然改变时，炉温变化比较慢，再加上步进式加热炉非线性、、大惯性、强耦合、大滞后等特点，采用pid控制方式效果就会较差。

因此为了使加热炉燃烧过程普遍存在的温度控制精度差、钢坯温度波动严重、能耗高等问题得到有效解决，我们需要针对步进式加热炉设计新的温度控制系统，以提高能源的利用率。

1 步进式加热炉的结构目前国内钢铁企业大多采用步进式加热炉，它的主要作用是通过结构上独立的上下运动和前后运动的移动粱和固定粱的反复上升、前进、下降的过程将钢坯一块一块加热后托出放置在炉子出料侧的辊道上，然后用辊道送往轧机进行轧制。

步进式加热炉自装料端至出料端可以分为预热、加热和均热三段。

为了提高炉内的传热效果，在加热段和均热段之间设有压下炉顶，在加热段、均热段的侧面炉墙的下部还有烧嘴，这样可以实现全部辐射。

坯料进入到加热炉后，首先要经过预热段进行缓慢的升温，然后再进入加热段进行加热使钢坯的平均温度达到轧制温度，最后进入到均热段进行均热，使钢坯内外温度趋于一致。

管坯 长度 方 向的变化 。
２ ３ 炉底 导热 数学模 型 ．
函数构 造 出具体 的 、 以控 制管 坯 温 度 为 目的 的优化 控 制算 法 ， 其基本 思 想和控 制策 略是 ：
（ ）以轧 制节 奏 和工 艺 为 前 提 ， １ 通过 管坯 加 热 数 学模 型 ， 确定 管坯 加热速 度 。
ｒａｉ ｄ ｅｌｅ ． ｚ
Ｋｅ ｒ ｓ ｄ ａ ｕ ｌ ｒ ｔｒ ｕ ｎ ｃ ｓ ｃ ｍｐ ｔｒｏ ｔ ｌ ｏ ｔ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ： ｕ ｌ ｅ ；ｏ ａｙ ｆ ｒ ａ ｅ ； ｏ ｕ ｅ ｐ ｉ ｆ ｍａ ｃ ｎ ｒ ｏ
环 形 加热 炉是无 缝 钢管 热轧生 产线 上 的重 要热 工设 备 ， 加热 质量 直接 影 响钢管 的性 能和质 量 ， 其 其 能耗 和 氧化烧 损直 接 影 响 钢 管 的成 本 ， 设 备 状况 其
１ 概 述
１ １ 双燃 料环 形加热 炉 ．
收稿 日期 ：０ １—１ ２ ２１ ０— ７
作者简介 ： 李谦 （９ ０～） 男 ， １７ ， 内蒙古包头市人 ， 高级工程师 ， 现从事工业 炉窑设计工作 。
５ ０
包钢科技
第３ ８卷
随着 蓄 热 式燃 烧 技术 的发展 ， 环 形 炉上 采 用 在
于 管坯 几何形 状尺 寸及 布置 的原 因致使 炉瞠 对管 坯
（ ）以管 坯加 热 数学 模 型 为 基础 ， 过 炉 内传 ２ 通
热数 学模 型 ， 定 管坯加 热最佳 温度 曲线 。 确
（ ）以炉 内传 热 模 型 为基 础 ， 过 燃 烧过 程 数 ３ 通 学模 型确 定最 佳燃烧 过 程和温 度 。 （ ）以燃 烧过 程 数 学模 型 为 基础 ， 行燃 烧 优 ４ 进

如何提高加热炉的热效率为提高加热炉的热效率，我们可以从以下几个方面进行改进和优化。

1.炉壁材料优化：使用高热导率和低热扩散系数的材料作为炉壁材料，以提高炉壁对热能的传导效率，减少热量的散失。

2.加热炉绝热层设计：在炉体的外部增加一层绝热材料，如耐高温陶瓷纤维等，来减少热量的传导和辐射散失。

3.燃烧系统的优化：合理设计燃烧系统，确保燃料的充分燃烧，减少烟气中有用热量的损失。

可以采用高效燃烧器、给燃料加预热器等技术手段，提高燃烧效率。

4.炉膛结构的改进：合理设计炉膛结构，减小冷热风的混合程度，减少烟气中的冷风量，提高燃烧效率。

可以采用逆火焰、进排风分离等技术手段。

5.热回收技术的应用：利用烟气中的高温热量进行热回收，可以用于预热进入炉体的冷空气或水，提高能源利用效率。

可以采用换热器、烟气余热锅炉等设备，将废热转化为可利用的热能。

6.炉体的隔热和密封：优化炉体的隔热设计，减少热量的辐射和传导散失。

同时，加强炉体的密封性能，避免热量的流失和外界冷空气的进入。

7.控制系统的改进：改进加热炉的控制系统，实时监测和调节燃料的供给、炉内温度和烟气成分等参数，以提高炉内温度的稳定性和热能的利用效率。

8.定期维护和清洁：定期对加热炉进行维护和清洁，保持炉体内部的清洁和燃烧系统的正常运行，避免因积灰、结垢等问题导致的热量散失。

9.优化操作过程：优化加热炉的操作过程，合理调整加热时间、温度和过程参数，以减少不必要的热能损失。

10.人员培训和技术改进：提高员工的技术水平和操作技能，加强员工对加热炉的运行原理和特点的理解，以优化操作方式，减少能源的浪费和热能的散失。

通过以上的改进措施，可以有效提高加热炉的热效率，降低能源消耗和生产成本，实现资源的节约和环境的保护。

同时，这些改进也将对加热炉的运行安全性和产品质量的稳定性产生积极的影响。

加热炉节能措施和特点作者：胡文超王礼宏黄诚来源：《城市建设理论研究》2013年第14期摘要：本文列举加热炉节能途径和措施，并对各自特点进行分析。

这些节能措施包括：蓄热烧嘴的使用、加强水梁绝热、余热锅炉回收烟气余热、脉冲控制系统的使用、完善二级数学模型等。

加热炉综合采取适当的节能措施后，能带来的直接的经济收益，同时带来环境保护等方面社会收益。

关键词：加热炉节能；节能措施；蓄热燃烧中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：前言近年来，钢铁企业利润下降，如何通过节能增效，在市场竞争中取得优势地位是钢铁生产企业面临的问题，下面讨论一下如何在轧钢生产中加热炉的节能。

加热炉节能措施及其特点加热炉产量大，总耗能量大，具有很大的节能潜力，是每个钢铁厂尤为关注的问题。

我国钢铁行业在经过十几年的发展后，一批大型加热炉正好渐渐进入改造期，在此时此刻谈论这批炉子的节能改造问题，正当其时。

对于这批加热炉的改造，不能简单重复以前的技术模式，需要应用今天最新的技术和发展成果，下面从加热炉设计、运行管理等方面来谈论节能改造问题。

2.1 采用蓄热燃烧系统多年来，国内就十分在大型加热炉十分采用蓄热燃烧系统存在很多争论，我们一直认为蓄热燃烧技术是一个很好的节能途径，并立足于追求技术的先进性、可靠性和环保性。

蓄热燃烧系统具有下列特点：1) 炉膛温度均匀性好采用无焰燃烧技术,使燃料分散到炉膛广大的区域中燃烧,避免局部温度过高；烧嘴的煤气、空气均以很高的速度喷到炉内，实现炉内气氛的搅动，从而达到炉温均匀化的目的。

2)烧嘴寿命长，可维护性高国内有很多蓄热燃烧系统的供应商，并投产了很多蓄热式加热炉，大多用蜂窝体作蓄热体，存在的主要问题是蓄热体寿命短，维护、运行成本高的问题。

蓄热燃烧系统采用高纯Al2O3小球作蓄热体，由于高纯Al2O3抗热冲击能力强，耐火度高，寿命长。

蓄热体检修周期平均约一年。

检修时，在去掉其中灰和粉尘, 板结部分,小尺寸，90%的小球可重复使用，大大节省运行成本。

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圈 １ 成 对烧 囊换 向时序 田
如图 ２ 所示 ， 其中 ａ 为空气过剩系数， ｂ 为理想空燃比， １Ｋ Ｋ 、４为正偏置系数 ，２ ｌ ｋ 、３ （ 为负偏置系数 ， 炉温调节器通过温度测量值
４ 燃烧控制系统策略
蓄热式加热炉燃烧控制 系统策略及优化
２５ 热轧板 厂 ２０
摘
谭 志春
ｔ
要
本文介绍涟钢 ２ ５ 轧板厂步进式加热炉的关键 控制策略及优化 ， ２０热 炉温控制 、 自动换 向控 制在蓄热 式加 热炉上的应用 。
涟钢 ２ ５ 热轧板厂配置两座蓄热加热 ２０ 炉， 分别于 ２０ ０９年和 ２ １ 年相继竣工投产。 ００ 投产以来 ， 运行情况一直 良好。蓄热式加热 炉， 就是利用蓄热式烧嘴 ， 通过烟气和空气 的 热交换 ， 对空气进行预热 ， 提高燃烧前空气 的 温度 ， 从而降低排烟温度 ， 提高热 利用 率， 达
用常规带温度前馈功能双交叉限幅燃烧控制 系统 ， 则提高了过渡空燃 比的控制能力 ， 提高 了燃烧效率。节省燃料 ， 防止 冒黑烟， 进一步 改善系统动态响应特性 ， 最终保证加热炉生 产稳定 ， 减少氧化铁皮烧损． 提高产品质量。
４３ 控制繁略 ．
窒 鲤Ｆ ： 二＝ｉ … ＝ ｉ ： 一 ＝ ＝ 璺
．
中。 仪表 Ｐ Ｃ的 Ｃ Ｕ １ ２ Ｐ的网络上共挂 Ｌ Ｐ ４６— Ｄ
２ ． ３
安全运行 ， 燃烧时 ， 烟气阀关阀到位后 ， 空气阀
足， 就会产生黑烟 ， 浪费燃料 ， 热效率降低 ， 并 才打开 ， 刚叮 ｌ 后再打开煤气隅， 空气Ｉ 开 ｓ 烧嘴 且排放的 Ｃ Ｏ污染环境 ； 空气过剩 ， 不仅会带 排烟时， 煤气 阀先关 闭，Ｓ １ 后再关闭空气 阀， 走大量热能 ， 浪费热能 ， 同时， 过量的空气还 空气阀关闭到位后烟气阀才打开。换向时， 会加剧被加热钢坯的氧化烧损， 只 降低成品率。

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产 品与解决方案
蓄热 式加 热炉燃烧控 制系统 策 略及优 化
谭 志春
（ 源钢 铁公 司 ２ ５ 涟 ２ ０热轧 厂 ，湖 南 娄底 摘要 ４７０ １０ ９）
本 文介 绍涟钢 ２ ５ ２ ０热轧板 厂步进 式加热炉 的关键 控制策 略及研 究 ， 重点介绍 炉温控 制 、
自动换 向控 制在 此蓄 热式加热炉 上 的应用。
布 式 Ｅ ２ ０ 站 上 的 输 入 和 输 出 模 块 从 Ｐｏ ｂ ｓ Ｔ ０Ｍ ｒｆ ｕ ． ｉ
Ｄ 网络上传 到Ｃ Ｕ中进 行信号 处理 。 中 ， Ｐ Ｐ 其 仪表Ｐ Ｃ Ｌ 的Ｃ Ｕ １ —ＤＰ 网络上共挂 有 １个 Ｅ ２ ０ Ｐ ４ ６２ 的 ２ Ｔ ０ Ｍ分布 式
烧 嘴换 向时炉压波 动 大 的影响 ，采取 每 隔２对 一对 ｓ 烧 嘴进行 换 向， 由预热 段一直 换到均 热段 。 ３２ 换 向控 制系统 策略 ． 烧嘴 换 向时，如 图２ 所示 ，为了保证 设备 安全运
控 制单元 ，分别 安装在现 场８ Ｌ 控 制柜 中 ，包 含ｏ ￣ １
产 品 与解 决 方 案
竣 工投 产 。投 产 以来 ，运 行情 况一直 良好 ，蓄热 式 加 热炉 ，顾 名思义 ，就是 利用 蓄热式 烧嘴 ，通过烟 气 和空气 的热 交换 ，对 空气进行 预热 ，提 高燃烧 前 空气 的温度 ，从而 降低排 烟温 度 。此 法 明显 的提 高 了热利用 率 ，达 到 了节能减排 的效 果 。

行 的平 稳性 。
２ ２ 调 节步 距保 证钢坯在 到达出炉侧 时能顺 利 出钢 ．
启 动完 成一个 正循 环 ， 待 出钢 坯 输 送 到 出炉 炉 内 将 悬 臂辊 道上 ， 完成 一次 出钢周 期 ， 出钢周 期 可 以根 据 轧 制规 格 的不 同 在 ３ ７ ｓ之 问设 定 。钢 坯 输 送 、 ８～ ０ 测 量 、 出料 、 流跟踪 、 据 信 息交 换 通 过 Ｐ Ｃ系 装 物 数 Ｌ
４ 坯料 在 装料辊 道 的定位 控制 ） ５ 推 钢机 的位 置及行 程控 制 ） ６ 炉底 液 压站 的控制 ） ７ 炉外 辊 道 的控 制 ） ８ 与轧 线通 讯进行 数据 交换 ）
１３ 步进梁 的控 制 ． １３ １ 动态 位置 检测 ．．
间 的延 长 ， 动 幅度 也 随之增 加 ， 晃 特别是 步 进梁 在后 退过 程接 近 后位 时更 明显 。虽 然对 步进 梁 的机 械部
Ｅ ２ ０ 操作 员站 、 Ｔ ０ Ｍ、 网络等 组成 。 １ １ 基础 自动 化 Ｐ Ｃ系统 网络 配置 ． Ｌ
本 加热 炉采 用全 液压 驱动 的步进 梁机 构 。在步
进 机构 相应 的驱 动液 压缸上 ， 置 ２台位移 传感 器 ， 设 其 中一 台用 于活 动 梁垂 直 方 向的 位 置检 测 ， 台用 一
特 邀编 辑 ： 风 滨 杨
Ｘｕ Ｙａ ｃ ｕ ｎ ｈ ｎ，Ｃｈ ｎ Ｐｅ ｇ ｅ ｎ
（ ｈ ａ ｌ ｔ Ｔ ｅＢ ｒ ａ ） Ｐ ｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｈ ｏ ｌｍｓ ｅ ｉｔｎ ｉ ｗａｋｉｇ ｂ ａ ｓ ｒ ｃ ： ｃ ｒ ｉ ｇ ｏ ｔ ｅ ｐｒ ｂ ｅ ｘｓｉ ｇ ｎ ｌ ｎ ｅ ｍ ｆ ｒ ａ ｅ，ｔ ｒ ｕ ｈ ｎ ｌ ｚｎ ｈ ｃ ｎ ｒ ｌ ｕｎ ｃ ｈ ｏ ｇ ａ ａｙ ｉｇ ｔ ｅ ｏ ｔｏ ｐｒ ｃ ｓ ，ｔ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ａ ｕ ｅ ｒ ｒ ｐ ｓ ｄ，ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓｉ ｆｕ ｎ ｉ ｇ ｔ ｅ ｔｂ ｅ ｔｐｐｎｇ ａ ｅ ｓ ｌ ｅ ｏ ｅ ｓ ｈｅ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔｍｅ ｓ ｒ ｓ ａ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｈ ｒ ｂ ｅ ｎ ｅ ｃｎ ｈ ｓａ ｌ ａ ｉ ｒ ｏｖ ｄ ｌ

加热炉的控制系统引言加热炉是工业生产中常用的设备，用于加热各种材料以达到所需温度。

为了确保加热过程的稳定性和安全性，高效的控制系统是必不可少的。

本文将介绍加热炉的控制系统的基本原理、组成部分，以及常见的控制策略和技术。

基本原理加热炉的控制系统的基本原理是通过不同的控制器对加热炉的加热过程进行调节，以达到所需的温度。

控制系统通过测量加热炉内部的温度，并与设定的目标温度进行比较，根据比较结果发出控制信号，控制加热器的加热功率。

组成部分加热炉的控制系统由以下几个核心组成部分组成：温度传感器温度传感器用于测量加热炉内部的温度。

常见的温度传感器有热电偶、热电阻和红外线传感器等。

传感器将测量到的温度值转换成电信号，供控制器使用。

控制器控制器是整个加热炉控制系统的核心部分，负责测量、比较和控制加热炉的温度。

控制器接收从温度传感器传来的温度信号，并与设定的目标温度进行比较，根据比较结果发出控制信号。

常见的控制器有PID控制器和PLC控制器。

加热器加热器负责提供加热炉所需的能量。

根据控制器发出的控制信号，加热器调整加热功率，以达到所需的温度。

常见的加热器有电阻加热器、电磁感应加热器和燃烧器等。

接口设备接口设备用于与人机界面进行交互，方便操作人员对加热炉的控制系统进行设置和监控。

常见的接口设备有触摸屏、键盘和显示屏等。

控制策略加热炉的控制系统根据控制策略的不同，可以分为开环控制和闭环控制。

开环控制开环控制是指控制系统只根据预先设定的参数进行控制，无法对实际温度进行反馈。

开环控制常用于加热炉加热过程稳定、温度变化较小的场景。

开环控制的优点是简单、成本低，但缺点是对外界扰动敏感，无法及时校正温度偏差。

闭环控制闭环控制是指控制系统通过温度传感器对实际温度进行反馈，并根据反馈信息调整控制器的输出信号，以使实际温度更接近目标温度。

闭环控制具有良好的稳定性和鲁棒性，在加热炉温度变化大、外界扰动较大的场景中表现出较好的性能。

控制技术加热炉的控制系统使用多种控制技术来确保加热过程的稳定和安全。

加热炉操作、控制与优化技术加热炉是工业生产中常见的设备，用于加热各种材料或产品。

正确的操作、控制和优化技术可以帮助提高加热炉的效率，降低能耗，提高生产质量。

下面将介绍一些常见的加热炉操作、控制与优化技术。

首先，正确的操作是保证加热炉正常运行的关键。

在启动加热炉之前，操作人员应该检查所有的设备，确保各部件的正常运转。

在加载物料之前，要根据物料的性质和工艺要求，确定合适的加热温度和时间。

操作人员应该熟悉加热炉的控制面板，正确设置加热温度和时间，并严格按照工艺要求进行操作。

其次，合理的控制技术是确保加热炉稳定运行的重要手段。

现代加热炉通常使用自动控制系统，可以根据实际情况调节加热功率和加热时间。

控制系统可以根据加热炉内的温度传感器实时监测温度，并通过控制器调节加热功率，保持温度在设定范围内。

此外，还可以根据传感器监测的温度变化来预测物料的加热曲线，从而提前调整加热参数，减少能耗和时间。

最后，优化技术可以进一步提高加热炉的效率和产品质量。

通过合理的工艺设计和装置改造，可以提高加热炉的热效率，减少热能的损失。

例如，在加热炉的进口设计预热装置，可以利用废热对进入加热炉的新鲜空气进行预热，减少燃料消耗。

另外，可以通过改变加热炉的结构和材料选择，减少辐射热损失，提高加热效果。

此外，通过优化加热工艺和控制参数，可以降低材料的加热温度和时间，减少能耗，提高产品质量。

总之，加热炉操作、控制和优化技术对于提高生产效率、降低能耗和提高产品质量至关重要。

通过正确操作和合理控制，可以确保加热炉的稳定运行；通过优化技术，可以提高热效率和产品质量。

随着科学技术的不断进步，加热炉的操作、控制和优化技术也将不断发展，为工业生产带来更多的效益和优势。

加热炉操作、控制和优化技术在工业生产中起到了重要作用，下面将进一步介绍相关的内容。

首先，加热炉的操作应该遵循一定的规范和安全措施。

操作人员在接受培训后，应熟悉加热炉的结构、工作原理和操作步骤。

本系统的程序主要 由主程序和控制子程序组成 。主程序的任务是 使燃烧效率达到最佳。 其二采用 的是变结构 Ｐ Ｉ Ｄ控制方案 ，由于—体化燃烧机燃气和送 对 系统进行初始化 ， 实现参数输入 ， 并控制加热炉的正常运行。主程序 风阀的控制是双路离散量信号 ， 即伺服马达的开和关信号， 而不是利用 主要 由系统初始化 、 数据采集及处理 、 智能推理等部分组成 。控制子程 传统的模拟量信号控制伺服马达。系主要任务是数据规范处理 ，算 出实际炉温与理想值的差值 以及温 程软件中提供的内嵌 Ｐ Ｉ Ｄ模块只有单路模拟量控制输出，所以控制程 差的变化率 ， 并对炉温信号进行滤波和限幅处理 ， 优化控制等 。 序要用 Ｐ Ｉ Ｄ调节 ， 必须想办法把 Ｐ Ｉ Ｄ计算输出的模拟量信号 ， 通过软件 ３ ． １ 数据采集和操作控制 然后变成双路离散量在对伺服马达实施连续控制 ， 因此 Ｐ Ｌ Ｃ系统采集加热炉的各项数据 ， 参与 Ｐ Ｌ Ｃ程序的运算处理和控 进行智能判断， Ｉ Ｄ优化控制的目的。 制， 实现 Ｐ Ｉ Ｄ闭环回路的控制和运算 、 连锁逻辑 。触摸屏上设置形象逼 就能达到系统 Ｐ 真的动态 画面， 以数据和曲线等方式显示 Ｐ Ｌ Ｃ的采集数据和控制效果 、 ６结论 通过开展 自主研发加热炉火焰监控系统软件 ，深入掌握系统的核 工艺流程， 并通过控制界面对各控制参数进行在线实时修改。 在实际运 可 以随时根据现场实际情况进行程序的修改 、 增容 ， 编制的通 行中， 要根据现场实际调整好 Ｐ Ｉ Ｄ参数 ， 以便对加热介质进行及时稳定 心技术 ， 讯软件可以通过企业网进行远程监视。以 Ｐ Ｌ Ｃ为核心，它具有高可靠 进行调节， 避免超调停炉现象的发生。 性、 高性能价格 比、 控制方便简单和灵活性大等优点。整个系统操作简 ３ ． ２ 远 程监 便航 干扰能力强、 运行可靠。 Ｐ Ｌ Ｃ和触摸屏安装在现场或值班室 ，通过光纤采用 ＭＯ Ｄ ｂ ｕ ｓ 协议 建立了加热炉在线优化控制系统 ，实现了加热介质温度跟踪和炉 进行远程通信 ，可实现联合站的集中控制室和单 岗值班室同时对加热 温优化控制。得到了适应生产节奏波动的优化炉温 ， 并在现场实际应 炉数据的观测与控制。 用。通过采用优化变结构 Ｐ Ｉ Ｄ控制模式 ， 解决了加热炉热 Ｉ 生问题 ； 通 ３ ． ３ 连锁控制 提高系统的抗干扰能力和安全陛， 具有推广和实际 双燃烧器之间设计了同步连锁控制 ，确保二台燃烧器工作的一致 过硬件 的合理设计 ， 做出贡献。 性 。我们控制 的加热炉是单台炉双火嘴 ， 在正常燃烧过程中， 出现一个 应用的价值。为大庆油 田经济事业的发展， 参 考文献 燃烧机火嘴突然熄火， 控制系统立即关闭燃气 电磁总阀并进行报警 。 ｆ １ 砌 斌． 过程控制『 ＭＩ ． 北京 ： 清华大学 出版社， １ ９ ９ ９ ， ３ ． ４软 件抗 干扰 设计

基于加热炉智能自动控制系统的探究加热炉是一种传热设备。

加热炉的工艺过程主要是燃料在空气中燃烧产生热量，从而保持炉内温度。

加热炉的最主要的控制指标往往是工艺介质的出口温度，此温度是控制系统的受控变量，而操纵变量是燃料油或燃料气的流量。

目前国内如化工、冶金、电力等大型现代化联合企业的加热炉大多实现自动控制，且硬件多数采用国外引进的DCS、PLC等控制设备，系统功能强大，在提高产品产量与质量、节能降耗等方面起到了较好的作用，但随之而来的是系统的价格昂贵，需要较强的维护力量，这使许多中小企业望而却步。

虽然一些公司开发了一些针对中小企业的低成本加热炉自动控制系统，但多采用模拟仪表或单片机，系统可靠性低，算法简单，控制效果往往不佳。

另外，加热炉更是轧钢企业的重要设备。

在轧钢生产中，加热炉作为最大的耗能设备，也是工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后的一个系统，同时更是整个工艺流程中关键的设备之一，其运行的稳定与否将直接影响后面轧钢生产质量。

所以，针对加热炉的工艺介质的出口温度，研制一套面向中小企业的自动化程度高、可靠性高、成本低的智能自动控制系统十分必要。

1当前加热炉自动控制存在的主要问题1.1工艺粗糙复杂首先加热炉是大滞后、复杂对象。

钢坯加热炉一般是多段式复合结构，分段加热，各段之间互相耦合，其燃烧升温过程是一个典型的具有大滞后、非线性、强耦合特性的过程，要描述炉内热交换机理除包括有关辐射、对流和传导的关系式外，还有很多不确定因素，如压力、温度的滞后效应、燃烧热值的波动等。

因此，要以数学方法建立加热炉这种复杂、粗糙对象的模型是十分困难的。

其次，燃料热值波动大。

钢厂加热炉大多采用混合煤气加热，由于高焦配比不稳，热值与压力经常波动，进而引起炉温的波动。

第三是生产节奏波动。

由于加热炉是为轧线服务的从属车间，故轧线故障及生产节奏的变化对加热炉生产影响较大，造成加热生产节奏经常波动。

1.2检测驱动设备不良检测驱动设备是加热炉自动化控制系统的重要设备，其检测数据是否准确、控制信号能否得到顺利执行将直接影响到调节效果。

工 业 技 术
２ ｏ １ ３ 年 第２ ８ 期ｌ 科技创新与应用
轧钢厂双蓄热式加热炉 自动控制系统的优化
于 晓 江
（ 唐 山国丰钢铁有 限公 司， 河北 唐 山 ０ ６ ３ ０ ０ ０ ） 摘 要： 对－ Ｉ － ￣ ６ 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 。推钢出钢控制等子系统。
３ ． １烧 嘴换 向控 制
过去 的换 向通常 是使 用集 中模 式或是 分段 模 式 ， 这 个方 法 的不 利 点有 如 下的一 些 ： 第一 ， 单一的烧嘴出现问题的话会干扰到总的运作。 第二 ， 在换向 之后会导致煤气以及空气流量的大规模变化。 该体系为了处理面对的 不利点 ， 所有的烧嘴都使用单独的换向装置 ， 所有的燃烧设备间有较 高 的独立 性 。 站 在控 制层 次上 来看 ， 该 项控 制要 有两 大层 次 ： —个 烧 嘴 单独的开展转向以及总体烧嘴转向的调度工作 。这时候 ， 不但有单一 烧嘴的快切阀逻辑动作之类的严谨 的时序联系， 同时还具有调度时期 的人 工 干预要 素 ， 众 多 的要 素组 合 到一 起就 得 到 了一 个 十分 综合 化 的 体系。由于考虑到其运作本身是在不同的状态中开展的， 这时候就获 取了一个将状态转换当成是背景的调度措施 ， 其减弱 了问题探索的繁 琐性 。实 际 的措 施是 ， 先把 烧 嘴结合 具 体 的运作 模式 分 成如 下 的三类 情况 ： 燃烧状态 、 排烟状态 、 转状态。然后 ， 结合不同的状态转换特征 ， 运行 不 同的处理 方 法 。针 对之 前 的两类 来讲 ， 是 通过 布 置好 的周 期决 定的， 具 体 的说 是将 固定 的时 间 当成是 处理 方法 。对 于后 一 种是 由一 些 随机 问题 或 是人 为 活动 导 致 的 ，使 用 以事 件 响应 为 前提 的处理 措 施。 同时， 状态的运行使用令牌环的措施， 如果令牌到达一个烧嘴的时 候， 它进行一次转换。具体的传递路线是由工艺来控制 的。 ３ ． ２掌控 好炉 膛 的气温 参 考文 献 该项控制活动是设备的关键控制活动之一 ， 气温的高低会对刚胚 的品质有一定的干扰。 目 前普遍使用的措施是通过炉温来分段管控 ， ［ １ 】 张凯举， 邵诚． 钢铁 工业加热炉先进控制技 术及其发展阴． 冶金 自动 它的设定数值是 由工作者结合活动步骤来设置 ， 它的不利点有如下的 化 ， ２ ０ ０ ３ ， ２ ７ （ １ ） ： １ １ － １ ５ ． 些： ［ ２ ］ 汤秀琴 ， 陶军 ． 加 热炉 燃烧控 制 系统 内的改进 叨． 控制 工程 ， ２ ０ ０ ２ ， ９ （ ５ ） ： ０ －３ ３ ． 第一 ， 控 制 活 动不 及 时 ， 因为 轧制 活 动 的变 动会 使得 炉 温 出现 非 ３ 常显 著 的变 动性 。 第二 ， 炉温 的设 置并不 是最 合理 的 。 因为各 个 区域 的 温度通常是 以经验来设置的， 所 以在不一样的生产模式下 ， 无法确保 所有区域的温度是最为合理的，同时为 了确保轧制活动有序开展 ， 在 人工设置数值的时候会留有一些余数 ， 其不但导致资源得不到合理的 使用 ， 同时 还会影 响 到材料 的 品质 。

15常减压装置主要依靠加热炉对原油进行升温从而达到分离温度进行分离，高精度的控制能够大幅度提高加热炉的热效率和安全性。

当前装置随着科学技术水平进步，工业自动化水平日益提高，加热炉控制逻辑日益完善[1]。

依托现有集散控制系统（中控ECS700）对加热炉采用常规执行调节控制（PID）控制技术，对加热炉控制逻辑进行优化，从而达到加热炉全流程自动控制，实现加热炉高精度控制。

泰州石化常减压装置加热炉共有常压炉和减压炉两台。

常压加热炉采用双辐射室单对流室水平管箱式炉炉型，设计热负荷为 25292kw。

减压加热炉采用单辐射室单对流室水平管箱式炉炉型，设计热负荷为 13063 kW。

余热回收系统由热管空气预热器与扰流子空气预热器、烟气引风机、空气鼓风机、60 m独立烟囱、吸风口及烟风道组成。

冷空气由空气鼓风机送入空气预热器与烟气换热，然后经热风道至两炉炉底燃烧器处供燃料使用。

来自常压炉和减压炉对流室顶部的热烟气混合后进入空气预热器与空气换热，再由烟气引风机排入60m钢烟囱。

现有控制方案为常压炉双辐射室和减压炉辐射室共三个氧含量表低选控制与空气预热器空气压力和一氧化碳含量高选结果控制鼓风机变频。

加热炉炉膛负压靠各加热炉对流室烟道挡板控制和烟气引风机频率手动控制。

1 加热炉氧含量1.1 现有控制方案的缺点常压炉氧含量（AI89001）、常压炉氧含量（AI89002）和减压炉氧含量（AI89003）为显示点，操作员需要手动调节风门和鼓风机频率控制加热炉氧含量，各炉膛氧含量在0.8%～3.8%范围内波动，氧含量波动大，经常报警，影响炉子热效率。

一氧化碳（CO）控制系统是利用一氧化碳（CO）检测仪来检测烟道中烟气的一氧化碳含量，以此作为控制参数来控制鼓风机入口蝶阀的开度[2]，从而调节加热炉内的含氧量，使燃烧配比接近理论配比，但是由于三个炉膛氧含量的不均匀，再加上鼓风机出口压力的波动和一氧化碳含量的滞后，导致控制变量因素过多，干扰多，反而造成各炉膛氧含量控制不线性，波动增加，而且短时间难以消除[3]。

1）了解蓄热式加热炉燃烧系统的主要结构。
2）分析加热炉的燃烧及煤气的特性。
3）在变空燃比基础上优化燃烧系统。
关键词加热炉变空燃比自寻优控制高炉煤气
Abstract
The control system of Mr-fuel ratio in reheating furnace of steel rolling was mainly introduced in this paper，and theoverall flcheme of combustion control in reheating furnace WaS discussed，the air-fuel ratio of self-optimizing fuzzy control Was put forward，which can make the contrel system have the feature of good ay~ ie response and higIl stability and etc．The system frlulle andcontrol strategy of self-optlmizlrlg control for the air-fuel ratio in reheating furnace Was put forward in this paper，and these methods havebeen widely plied in the control system of reheating furnace for the steel and iron plant at home and abroad，good control efect hasbeen already achieyed
1.1.2

加热炉节能技术的应用与认识【摘要】加热炉节能技术在工业生产中起着重要的作用，其应用可以显著降低能源消耗和减少环境污染。

本文首先介绍了加热炉节能技术的重要性和概述，然后深入探讨了其原理、应用案例、效益分析以及未来发展趋势。

通过对比分析，我们发现加热炉节能技术不仅可以降低生产成本，提高生产效率，还可以实现节能减排的目标。

加热炉节能技术的不断创新与推广也将成为工业发展的重要趋势。

加强对加热炉节能技术的研究和推广是至关重要的，只有通过不断的技术创新和普及，才能实现工业生产的可持续发展和保护环境的目标。

【关键词】关键词：加热炉、节能技术、应用、原理、案例、效益分析、发展趋势、推广、普及、未来发展、重要性。

1. 引言1.1 加热炉节能技术的重要性加热炉节能技术的重要性无疑是我们在当前能源紧张的环境下必须重视的问题。

加热炉在工业生产中扮演着不可或缺的角色，然而其高能耗、高污染的特点也使其成为能源浪费、环境污染的重要源头之一。

研究和应用加热炉节能技术，不仅可以有效地降低生产成本，提高生产效率，还可以减少能源消耗，减缓环境污染，实现可持续发展。

加热炉节能技术的重要性体现在以下几个方面：节能减排已经成为全球范围内的共识，加热炉是工业生产中能源消耗的重要环节，通过节能技术的应用，可以有效减少能源消耗，减少温室气体排放，为应对气候变化做出贡献。

提高能源利用效率是实现可持续发展的重要途径，加热炉节能技术的应用可以提高生产的能源利用效率，减少浪费，延长能源资源的可持续利用周期。

节能减排也是企业提升竞争力、降低生产成本的有效途径，通过降低能源消耗和减少废气废液排放，企业可以降低生产成本，提高市场竞争力。

加热炉节能技术的重要性不言而喻，应该引起各界的高度重视和广泛应用。

1.2 加热炉节能技术的概述加热炉节能技术是指利用先进的技术手段和方法，在加热炉的设计、运行和管理过程中，最大限度地减少能源消耗，提高能源利用效率，降低生产成本，保护环境，实现可持续发展的一种技术体系。