卷取爐燃燒系統(tǒng)自動控制技術(shù)

姜 巍

（山信軟件股份有限公司，山東 日照276800）

卷取爐是爐卷軋線上最重要的設(shè)備之一，直接影響著軋制的規(guī)格和質(zhì)量。卷取爐燃燒系統(tǒng)控制著卷取爐溫度，對鋼坯進(jìn)行有效加熱，保證單機(jī)架極限規(guī)格軋制，本文主要研究卷取爐燃燒系統(tǒng)在設(shè)備運(yùn)行中的應(yīng)用。

1 卷取爐概況

山鋼日照鋼鐵精品基地3500 mm爐卷卷取爐安裝在爐卷軋機(jī)前后，當(dāng)軋機(jī)軋制較薄鋼板時(shí)，在最后幾道次鋼板需要進(jìn)入卷取爐以保持較高的溫度，卷取爐保持正常的參考溫度約1100℃。設(shè)備包括燒嘴、火焰探測器和點(diǎn)火裝置、安全切斷閥、光學(xué)高溫計(jì)、電路快切裝置、空氣/燃?xì)忾y。

在卷取爐的爐內(nèi)以及管道上共有8個(gè)熱電偶，主要用于檢測爐內(nèi)兩側(cè)溫度、轉(zhuǎn)固溫度、燃廢氣溫度，空氣溫度。在卷取爐的氣體管道上共有兩個(gè)氣體流量檢測裝置，主要檢測燃?xì)夂涂諝獾牧髁?。在卷取爐的爐內(nèi)以及管道上共有4個(gè)壓力傳感器，用于檢測燃?xì)狻U氣、空氣的壓力值。爐上共有閥門20個(gè)，包括2個(gè)安全切斷閥、12個(gè)燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥、6個(gè)空氣調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)燃?xì)夂涂諝獾牧髁?。爐內(nèi)共有6個(gè)燒嘴及火焰探測器，用于點(diǎn)火以及檢測火焰。

2 卷取爐點(diǎn)火連鎖控制

卷取爐的點(diǎn)火是一個(gè)連續(xù)控制過程，共有10步，每步均有相應(yīng)連鎖條件，在滿足相應(yīng)條件的情況下，自動完成并進(jìn)入下一步，各步條件及動作闡述如下：

1）點(diǎn)擊啟動按鈕。滿足條件：軋機(jī)允許啟動或已上電；控制柜遠(yuǎn)程柜已上電；無急停、安全停車信號；所有熱電偶正常；廢氣風(fēng)機(jī)、助燃風(fēng)機(jī)無故障；主閥壓力正常。2）設(shè)置吹掃位置。滿足條件：廢氣風(fēng)機(jī)啟動；助燃風(fēng)機(jī)啟動；所有壓力正常；助燃空氣壓力足夠高。3）吹掃倒計(jì)時(shí)。滿足條件：吹掃空氣流量正常。4）開始吹掃。滿足條件：等待吹掃完成（2 min）。5）打開燃?xì)忾y。滿足條件：吹掃完成；燃?xì)鈮毫φ！?）燒嘴點(diǎn)火。滿足條件：燃?xì)饪烨虚y已打開；所有故障燒嘴已復(fù)位。7）設(shè)定升溫斜率。滿足條件：所有燒嘴已點(diǎn)火。8）閉環(huán)自動運(yùn)行。滿足條件：斜率參數(shù)已設(shè)定；確定點(diǎn)火燒嘴個(gè)數(shù)。9）選擇點(diǎn)火燒嘴。滿足條件：自動閉環(huán)模式。10）爐子升溫，啟動完成。

3 卷取爐燒嘴燃燒策略

在燒嘴的控制里程序中使用了溫度PID控制，卷取爐內(nèi)共有6個(gè)燒嘴，每個(gè)燒嘴的燃燒時(shí)間和熄火時(shí)間以固定的循環(huán)方式進(jìn)行，以實(shí)現(xiàn)PID控制所需的溫度。燃燒策略以需求為標(biāo)準(zhǔn)分為4個(gè)策略，從開始點(diǎn)火到溫度設(shè)定值，分別為20%、50%、80%、100%，燃燒策略以6 min為一個(gè)循環(huán)，具體燃燒策略細(xì)節(jié)如下：

1）25%需求時(shí)，助燃空氣壓力25%，循環(huán)時(shí)間內(nèi)燒嘴1先點(diǎn)火，燒嘴2在1 min后點(diǎn)火，其他燒嘴點(diǎn)火時(shí)間依次類推，燒嘴工作和關(guān)閉時(shí)間比值為2∶3。

2）50%需求時(shí)，助燃空氣壓力25%，循環(huán)時(shí)間內(nèi)所有燒嘴同時(shí)點(diǎn)火，全部燒嘴滿負(fù)荷工作。

3）80%需求時(shí)，助燃空氣壓力100%，循環(huán)時(shí)間內(nèi)燒嘴1先點(diǎn)火，燒嘴2在1 min后點(diǎn)火，其他燒嘴點(diǎn)火時(shí)間依次類推，燒嘴工作和關(guān)閉時(shí)間比值為4∶1。

4）100%需求時(shí)，助燃空氣壓力100%，循環(huán)時(shí)間內(nèi)所有燒嘴同時(shí)點(diǎn)火，全部燒嘴滿負(fù)荷工作。

4 結(jié)語

對卷取爐的燃燒系統(tǒng)進(jìn)行了分析，包括設(shè)備檢測元件、點(diǎn)火條件連鎖等，重點(diǎn)介紹了點(diǎn)火條件連鎖以及燒嘴控制策略，對于卷取爐自動控制的實(shí)現(xiàn)有重要意義，實(shí)現(xiàn)了爐溫PID控制，保證了溫度控制的精確性，降低了燃?xì)鈸p耗約11%，提高了軋線的產(chǎn)品質(zhì)量。