加熱爐爐氣溫度精準控制技術的新模塊

鐘海斌

摘要：本文在爐溫精準控制系統(tǒng)中設置了快切閥自動控制模塊，該控制模塊可以在當停機時間過長或者從高溫鋼切換到低溫鋼時，在無法通過流量調節(jié)溫度的情況下而完成溫度的精準控。

關鍵詞：加熱爐;溫度;調節(jié);快切閥自動控制;低溫;停機

1.0 引言

針對現有加熱爐爐溫控制系統(tǒng)所存在缺陷，在開發(fā)的加熱爐爐氣溫度精準控制方法中，利用設置在加熱爐各個燃燒段處的流量孔板，先對煤氣以及空氣流量進行精準測控，得出實際的流量反饋;對目標溫度、燃氣增量以及空燃比預設值這三個數據進行監(jiān)控和修正，對溫度進行控制，無需人工干預，基本實現智能燃燒;

然而在生產過程中，我們會遇到一種情況，即當停機時間過長或者從高溫鋼切換到低溫鋼時，在系統(tǒng)收到一個較低溫度時，系統(tǒng)將煤氣流量保持在最小煤氣流量后，溫度仍然高于目標溫度，這時，通過調節(jié)流量的辦法已經無法滿足我們的需求，因此，我們開發(fā)了針對這種情況下的新的控制模塊，即：快切閥自動控制模塊，該模塊能有效地解決上述存在的問題。

2.0 快切閥自動控制

快切閥自動控制的功能是當無法通過流量調節(jié)時，我們受到脈沖式加熱爐控制方式的啟發(fā)，通過模仿脈沖式加熱爐的控制方法，通過快切閥有規(guī)律的切換達到溫度的精準控制;

此模塊是針對每個燒嘴都有氣動快速切斷閥（氣動快速切斷閥，下文簡稱快切閥）的加熱爐開發(fā)，屬于提高在低溫段控制精度的功能。

具體做法如下：

①快切閥門自動投入功能的判斷條件和執(zhí)行的動作：

A：當煤氣實際流量達到最小流量，且實際溫度高于目標溫度10℃，則快切閥自動控制功能投入

B：當檢測目標溫度低于實際溫度60℃時，則默認為需要極速降溫，快切閥自動控制功能投入

C：當快切閥自動控制功能投入后，封鎖HMI畫面上快切閥的操作按鈕，將其設置為不可操作，以避免人工與自動相互干擾。

②快切閥自動控制投入后的準備工作：由于此功能投入后，會關閉所有閥門，而此時在低流量狀態(tài)下，流量孔板已經無法準確檢測實際流量值，為確保加熱爐的安全運行，我們需要：

A：將當前當前閥位保存下來，帶此功能切除后恢復到初始值。

B：判斷當前閥位，如果當前閥位小于安全閥位（安全閥位是指在此閥位下，所有燒嘴能夠安全的點火的閥位），則將安全閥位設置為當前閥位。

C：關閉所有燒嘴快切閥，讓溫度迅速下降。當所有閥門關閉后，爐氣溫度會迅速下降，這個狀態(tài)我們用溫度曲線記錄下來類似于滑梯，因此我們稱之為溫度滑梯。當實際溫差小于等于5℃時，設置為溫度滑梯滑行到位，此時正式開啟快切閥自動控制功能

③快切閥自動控制功能：

此功能的核心目的是既要保證有效的關閉閥門，避免不必要的煤氣浪費，又要在點火后，各個燒嘴能夠均勻的加熱板坯。由于加熱爐各加熱段的燒嘴都是成對設置的，因此我們將加熱爐燒嘴進行編號，一側為奇數燒嘴，另一側則為偶數燒嘴。

我們以8各燒嘴的加熱爐為例，一側（A組）我們編號為1#燒嘴、3#燒嘴、5#燒嘴、7#燒嘴，另一側（B組）編號為2#燒嘴、4#燒嘴、6#燒嘴、8#燒嘴。首先我們將這些燒嘴分組，即：1#燒嘴、4#燒嘴、5#燒嘴、8#燒嘴為一組;2#燒嘴、3#燒嘴、6#燒嘴、7#燒嘴。

當快切閥自動功能投入后，所有閥門全部關閉，此時該段溫度處于快速降溫的溫度滑梯狀態(tài)，當溫度滑梯滑行到位，首先啟動A組閥門。為避免突然同時打開多個燒嘴，引起煤氣壓力的突變，我們將A組閥門按編號每5秒打開一個，直到閥門全部開完。同時打開計時器，讓這樣的狀態(tài)持續(xù)位置一分鐘。一分鐘后關閉這一組閥門，切換到B組閥門。當切換到B組閥門后，再按上述方法，逐個打開B組的各個閥門，以此交替進行。以10分鐘為一個大周期進行運行，如果10分鐘內，溫度能夠控制在目標范圍，則保持當前狀態(tài);當溫差大于15℃，即目標溫度高于實際溫度15℃，則系統(tǒng)默認此時當前控制模式已經不滿足生產需求，系統(tǒng)將立即解除此控制模式，恢復到常規(guī)控制模式。

④快切閥自動切除功能

當系統(tǒng)判斷當前控制模式已經不能滿足生產需求時，立即切除快切閥自動控制功能。具體做法如下：

A：按5秒的間隔，逐個打開所有閥門。

B：把之前保存的煤氣調節(jié)閥閥位恢復到當前閥位，確保狀態(tài)與投入此功能時一致。

C：復位各個計數器，讓所有計數器恢復到初始值

三、結論

快切閥自動控制模塊的設計使得整個原加熱爐爐溫控制系統(tǒng)的功能得以進一步完善和提高，在流量調整無法滿足需求的情況下，其可以完成停機時間長、高溫轉入低溫爐溫所期望的爐溫精確控制，是對原加熱爐溫控制系統(tǒng)功能的進一步升級，能夠滿足不同生產的需要。

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