燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王璐

摘要：燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)作為核心，以網(wǎng)絡(luò)作為媒介來進(jìn)行信息之間的傳遞和輸送。本文主要詳細(xì)闡述了點(diǎn)火爐的特征，介紹了點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義所在以及自動(dòng)控制系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)機(jī)；點(diǎn)火爐；自動(dòng)控制系統(tǒng)

燒結(jié)機(jī)內(nèi)部的點(diǎn)火爐主要功能在于燃燒燒結(jié)混合料，其工作原理是利用煤氣，以空氣作為助燃材料，通過煤氣燃燒產(chǎn)生高溫的熱量，通過高溫來點(diǎn)燃燒結(jié)混合料。點(diǎn)火爐的功效直接影響燒結(jié)混合料的燃燒情況，對(duì)于燒結(jié)礦的生產(chǎn)和制造，燒結(jié)混合料的燃燒也是其影響因素之一。較為穩(wěn)定的燃燒燒結(jié)混合料是需要依靠點(diǎn)火爐的精準(zhǔn)燃燒力度作為支撐，因此，點(diǎn)火爐采用自動(dòng)控制系統(tǒng)來控制溫度有利于燒結(jié)混合料的穩(wěn)定燃燒。

1點(diǎn)火爐的特征

燒結(jié)混合料的燃燒依靠點(diǎn)火爐所傳遞的熱度，區(qū)別于其他的導(dǎo)熱設(shè)備和儀器，燒結(jié)機(jī)的點(diǎn)火爐在熱容量方面具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。相反，其傳熱所需時(shí)間和滯后的時(shí)間和其他的導(dǎo)熱儀器或裝備基本沒有區(qū)別。燒結(jié)機(jī)混合料燃燒所需熱量需要保持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，因此，點(diǎn)火爐需要控制好其所產(chǎn)生的火焰溫度和熱量。另外，點(diǎn)火爐的溫度是可以變化的，點(diǎn)火的熱量來源主要依賴煤氣燃燒產(chǎn)生的熱量和溫度，因此點(diǎn)火爐使用的煤氣越多，溫度越高，通過調(diào)節(jié)點(diǎn)火爐同時(shí)期的煤氣量，可以調(diào)節(jié)燒結(jié)混合料所接收的溫度和熱量。煤氣量并不是影響燒結(jié)混合量所接收溫度和熱量的唯一因素，其還受到其他因素的制約和影響，混合料本身的材質(zhì)、濕度、成分不同，一定程度上影響后期燃燒的狀態(tài)，燒結(jié)機(jī)的運(yùn)行速度的差異、點(diǎn)火爐內(nèi)外部（爐膛、煤氣嘴）的差異、煤氣的些許差別（溫度、濕度以及煤氣量）等這些因素客觀上都對(duì)燒結(jié)混合料所接收的熱量產(chǎn)生一定的影響，而且這些因素的調(diào)節(jié)具有可控和不可控的區(qū)別。

以九江238㎡燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐為例，為了保證燒結(jié)混合料的穩(wěn)定燃燒狀態(tài)，點(diǎn)火爐自身的效率需要有所提升。九江238㎡燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐的溫度范圍在900到1300之間。基于點(diǎn)火爐的重要性，點(diǎn)火爐需要保證其功能的正常發(fā)揮，即定時(shí)充分提供穩(wěn)定的溫度和熱量，始終保證最優(yōu)化的燃燒狀況。九江238㎡燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐因?yàn)闋t灶的爐況原因，導(dǎo)致其使用的煤氣量不能穩(wěn)定在一個(gè)數(shù)值，嚴(yán)重影響點(diǎn)火爐火焰的溫度和熱量，最終造成燒結(jié)混合料燃燒狀態(tài)不穩(wěn)定，不能滿足燒結(jié)礦的需求。

從上述點(diǎn)火爐的特性可以看出，燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐必須設(shè)置自動(dòng)控制系統(tǒng)，而自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要保證點(diǎn)火爐燃燒控制、燒結(jié)終點(diǎn)控制以及物料返礦平衡控制三個(gè)分控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。上述三難點(diǎn)的穩(wěn)定控制有利于保證點(diǎn)火爐溫度的穩(wěn)定，以及燒結(jié)混合料燃燒狀態(tài)的穩(wěn)定。

2燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方案

燒結(jié)混合料燃燒的熱量來源于點(diǎn)火爐提供的熱量，點(diǎn)火爐又是依靠煤氣燃燒產(chǎn)生熱量，煤氣產(chǎn)生的熱量通過調(diào)節(jié)的方式，可以有效的影響燒結(jié)混合料燃燒的熱量變化。因此，燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)需要測(cè)量煤氣產(chǎn)生的熱量。目前，對(duì)于煤氣產(chǎn)生的熱量測(cè)量方式有兩種，一是采用熱值儀測(cè)量，二是將點(diǎn)火爐內(nèi)部壁膛的溫度作為測(cè)量參考數(shù)據(jù)。根據(jù)具體的測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，第二種方式測(cè)量下的煤氣產(chǎn)生熱量的數(shù)據(jù)值具有滯后性，不能直接作為被調(diào)參數(shù)。因此，燒結(jié)混合料需要的熱量數(shù)值需要以熱值儀測(cè)量的數(shù)值作為被調(diào)參數(shù)。燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)置主從兩條回路線，分別控制煤氣和助燃空氣的流量，確保二者數(shù)值的穩(wěn)定。

3燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

點(diǎn)火爐是燒結(jié)機(jī)內(nèi)部構(gòu)造的重要組成部分，具有非常重要的作用。因此，針對(duì)燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐工作原理進(jìn)行多次的詳細(xì)研究，根據(jù)多次研究得出的數(shù)據(jù)和結(jié)論創(chuàng)建了最為精準(zhǔn)的點(diǎn)火爐燃燒過程數(shù)學(xué)模型，最大化的降低了外部因素對(duì)于點(diǎn)火爐溫度的影響，確保點(diǎn)火爐的最佳燃燒狀況。以九江238㎡燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐作為研究對(duì)象，可以發(fā)現(xiàn)其輸入量基本上采用的是非易損量，這類自動(dòng)控制系統(tǒng)的點(diǎn)火爐區(qū)別于其他的點(diǎn)火爐，在穩(wěn)定和可靠程度方面要更高，并且，燃燒的狀態(tài)和精準(zhǔn)度優(yōu)勢(shì)較為明顯。

燒結(jié)機(jī)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作全過程包括五個(gè)階段，分別是點(diǎn)火爐燃燒初期、過渡期、控制燃燒期、穩(wěn)定期以及特別期。第一階段，通過啟動(dòng)的指令來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火爐的開啟，此階段的燃燒先后順序?yàn)榭諝庀刃?，煤氣后行。第二階段——過渡期，是在第一階段的指令完成之后，此階段的助燃空氣、煤氣二者的閥門開啟狀態(tài)屬于初始階段，過渡期二者的閥門是自動(dòng)調(diào)節(jié)至相應(yīng)狀態(tài)，此階段內(nèi)的助燃空氣和煤氣之間的比例始終保持在一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值。不同階段的點(diǎn)火爐溫度不同，燒結(jié)混合料所需溫度和熱度始終保持在穩(wěn)定的狀態(tài)，因此不同階段所需要的煤氣量和助燃空氣量也各有區(qū)別，當(dāng)過渡期階段的助燃空氣量、煤氣量達(dá)到預(yù)估的數(shù)值時(shí)，點(diǎn)火爐自動(dòng)進(jìn)入第三階段，即控制燃燒期。當(dāng)點(diǎn)火爐處于第三階段時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)揮其自動(dòng)控制的作用，始終控制助燃空氣和煤氣的比例保持在穩(wěn)定數(shù)值，使點(diǎn)火爐的燃燒狀態(tài)保持最優(yōu)，控制燃燒期是點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)主要控制的階段。

點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)工作原理是點(diǎn)火爐不論處于何種狀態(tài)下，助燃空氣和煤氣的流量以及比例是處于自動(dòng)調(diào)節(jié)，并且最終達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)的情況。對(duì)比多種燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的具體實(shí)踐應(yīng)用調(diào)查研究，可以發(fā)現(xiàn)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)需要始終保持三個(gè)特性，即創(chuàng)新性、領(lǐng)先性以及實(shí)用性，其中實(shí)用性最為重要，自動(dòng)控制系統(tǒng)投入使用之后，需要保證系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性和安全性，對(duì)于內(nèi)部各個(gè)結(jié)構(gòu)的溫度調(diào)節(jié)、時(shí)間調(diào)節(jié)、參數(shù)調(diào)節(jié)以及壓力調(diào)節(jié)等務(wù)必要保證其可靠性，除此之外，自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要保證效果最優(yōu)化，在其投入使用之后，可以通過多次的實(shí)踐分析數(shù)據(jù)，來驗(yàn)證自動(dòng)控制系統(tǒng)是否有效，是否能夠提高點(diǎn)火爐的效率。

4結(jié)束語

目前，國內(nèi)外燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用較為廣泛，根據(jù)不同的自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)踐調(diào)查研究顯示，燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)始終自動(dòng)控制助燃空氣和煤氣的比例，確定二者的參數(shù)值，使點(diǎn)火爐溫度數(shù)值穩(wěn)定，保證燒結(jié)混合料燃燒狀態(tài)的穩(wěn)定性，另外，點(diǎn)火爐的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要控制的范圍在控制燃燒期階段，此階段內(nèi)的自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)揮其作用，確保燃燒狀態(tài)最佳化?？偠灾?，燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)置，能夠有效的提高點(diǎn)火爐煤氣的利用率，為燒結(jié)混合料燃燒提供較為穩(wěn)定的熱量，有利于形成較為優(yōu)質(zhì)的燒結(jié)礦成品，因此，燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須根據(jù)點(diǎn)火爐的特性，充分考慮影響燒結(jié)混合料燃燒狀態(tài)穩(wěn)定性的各個(gè)因素的情況下，再來確定具體的設(shè)計(jì)方案和參數(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張述明，馬志剛.高效節(jié)能技術(shù)在燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐中的應(yīng)用實(shí)踐[J].冶金能源，2015，（02）：35-37+47.

[2]張斌.應(yīng)用智能控制技術(shù) 實(shí)現(xiàn)燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐的自動(dòng)燃燒控制[J].礦業(yè)工程，2012，（01）：58-60.

[3]蘇煜. 燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A].中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)、中國金屬學(xué)會(huì)冶金自動(dòng)化分會(huì)、河北省自動(dòng)化學(xué)會(huì).全國冶金自動(dòng)化信息網(wǎng)年會(huì)論文集[C].中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)、中國金屬學(xué)會(huì)冶金自動(dòng)化分會(huì)、河北省自動(dòng)化學(xué)會(huì)：，2004：2.

[4]白樺.燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐設(shè)計(jì)淺談[J]. 工程設(shè)計(jì)與研究，2003，（02）：17-19.

[5]張述明.承鋼燒結(jié)機(jī)點(diǎn)火爐改燒焦?fàn)t煤氣節(jié)能技術(shù)研究[A].中國金屬學(xué)會(huì)能源與熱工分會(huì).第七屆全國能源與熱工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].中國金屬學(xué)會(huì)能源與熱工分會(huì)：，2013：4.