博比巴茨（上海）机械设备有限公司

摘要：蓄热式燃烧技术和P1D控溫系统在熔铝炉上的应用，可以很准确的控制溫度，显著地节约燃料，峰低成本，提高加热 质量，并在成少污染物的排放方面有很大的优势。 概述国内靠前家铝镁生产厂家,其***产品在国防和航空 航天业占有主要地位。公司熔铸生产线培铝炉为传统的煤气炉，丙其设备老化严重，控制落后，成本、能耗、污染均比较高《2012年，公司引进新型环保蓄热式天然气熔铝炉。　　工作流程　　熔炼炉可选用矩形(或圆型)固定式燃气炉。炉子原料为高标准的固体料(如铝及铝合金型材废料、重熔铝锭、中间合金锭及返回废料),采用专项使用的加料工具(如叉车、专项使用加料车等)通过侧置炉门(圆型炉为顶式加料)加到炉内，固体料在炉内按溶炼工艺 进行熔化；烧嘴采用效率高节能的莆热式烧嘴，能使固体铝迅速熔化;固体料熔化之后， 将按工艺要求进行配料，采用磁力搅拌器对液态铝进行有效、充分的搅拌，以使铝液温度、成分更均匀(熔炼期间也可进行搅拌，可以提高炉子的熔化率)。在整个溶炼周期内， 搅拌、扒渣(采用叉车或专项使用扒渣机进行扒渣)、取样，样品分析以及温度调节都可以实施。　　在铝液的成分和温度都符合工艺需求之后，铝水通过转注流槽注入保温炉内，保温炉为倾动式矩形燃气炉，铝水转注完毕后，在炉内完成精炼、扒渣、静置、调温等工序。铝溶体温度符合铸造工艺要求而且铸造机已达到待铸状态，倾动炉子，铝熔体通过流口、流槽流经在线除气、过滤装置后，进行铸造。　　蓄热式烧嘴燃烧系统　　天燃气炉采用蓄热式燃烧系统,系统采用1对蓄热式燃气烧嘴，以满足炉子的熔化率要求。此烧嘴采用小功率的天然气烧嘴进行较初的点火。合理的烧嘴布置方式可确保铝金属熔体有良好的对流传热效果。烧嘴与蓄热箱相连，燃烧废气经过没有工作的烧嘴由排气风机排出。废气的较终温度取决于炉子的温度，但较高不超过250度。烧嘴的切换由PLC系统控制自动调节。燃烧时距烧嘴 lm处测其噪音小于85dB(A)。　　燃烧系统的烧嘴负荷调节采用流量配 比调节方式。燃烧系统由助燃风机、排烟风机、点火及冷却风机、电动调节蝶阀、助燃风及燃料流量检测系统(孔板及压力变送器)、 稳压阀、电磁阀、安全快断阀、压力开关/表等构成。在炉子运行期间，烧嘴控制系统自动调节烧嘴燃烧。当铝水达到设定温度时，控制系统自动调节或关闭火焰。每个烧嘴均设 有点火系统及火焰检测，连续监视火焰燃烧，一旦没有测到火焰，装置便会自动关闭燃气管上的电磁阀。整个燃烧系统具有良好的连锁保护、吹扫控制等功能，能确保烧嘴充分的燃烧及安全工作。　　每个烧嘴都配有一个嘴喷头，每个烧 嘴喷头配有一个以氧化铝球为蓄热介质的蓄热式更新床，两个烧嘴喷头交替燃烧，更新床轮流蓄热,实现空气的预热和废气的排放。根据炉内温度的不同，烧嘴喷头的切换周期也不同，其排放的烟气温度也不同，但 排烟温度较高不超过250度。蓄热介质采用 氧化铝小球，通常,需要每1-2个月更换一 次.每次更换时间约需1~15小时。 　　控制系统　　本炉子的控制系统选用SIEMENS S7- 300程控器作为控制核心，硬件包括CPU模 块,I/O模块,AI模块,AO模块，电源模块等 (I/O预留10%余量)。熔化炉与同条线的保温炉共用一套HMI（SIEMENS MP277-10 TOUCH)人机界面，用于实时显示熔炼炉各部分的工作状态，并可即时设定和修改工艺参数。　　控制程序具备联锁保护、故降启动紧急信号及完善的控制功能。已经过多次现场实践，并可按照用户的要求做适当的修改。程序具有相当的透明性，可理解性及易维护性。控制系统包括:温度控制、烧嘴热负荷调节控制、炉压控制、吹扫控制、点火控制、烧嘴切换控制和传动机械控制等。　　温度控制　　温度控制为本设备的核心，主加热器为 2个蓄热式烧嘴。共有炉气定温控制和铝液温度串级控制(辅助)两种，在熔化初期采用炉气定温控制，在熔化后期和转炉之前，采用铝液温度串级控制。两种控制方式的切换为人工手动切换，切换操作在触摸屏上进行。　　炉气温度控制是根据热电偶采集到的温度信号送人PIC中的模拟置输人模块经冷端补偿,线性化处理，与给定温度比较，经 PID运算后，输出电信号控制和调节燃烧负荷的大小，以达到温度自动调节的目的。　　中级控制　　串级控制,即由铝液温度热电偶采集的温度信号送人温度控制模块经冷端补偿，线性化处理，与给定值一起经PID运算，其结　　果与炉气温度热电偶采集的温度信号一起输入到温度控制模块,经处理后输出电信号控制和调节燃烧负荷的大小，达到温度自动调节的目的。　　PID控制　　它通过调整比例P、积分I、微分D三个 参数，使大多数工业控制系统获得良好的闭环控制性能，具有结构简单、参数易调整、不必求出被控对象的数学模型等优点，而数学式PID比模拟PID控制更灵活，有更多的控制思想，可以更充分的发挥计算机的优点。　　将其以周期T采样，积分部分用矩形积 分计算，微分部分用一阶后向差分计算,并略写T,便得到了标准的数字PLD位置表达 式。用位置表达式可以推算出其递推表达式.选用离散方法进行离散。　　烧嘴热负荷调节控制　　选择好炉子的湛度控制模式后，PLC根 据所选定的温度控制模式经PID计算出烧嘴的负荷，然后输出到空气及天然气管路的调节阀，调节阀按预定比例自动调节供风量和供气量，从而改变燃烧火焰大小,达到温度自动调节的目的，供风量及供气量通过孔板进行检测并被送到PLC,由PLC根据预设定比例进行调节。结语蓄热式燃烧技术和PID控温系统在熔铝炉上的应用，可以很准确的控制温度，显著地节约燃料，降低成本,提高加热质量，并在减少污染物的排放方面有很大的优势。