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蓄热式加热炉变空燃比双交叉限幅控制系统设计及应用

发布日期：2016-06-15 来源：网络 作者：郑州中威环保设备有限公司

蓄热式（1384规格7223）燃烧技术，又称高温空气燃烧技术、是20世纪90年代在发达国家开始推广的一项新型的燃烧技术，它具有效率高烟气余热回收、空气和煤气预热温度高以及低氮氧化物排放的优点，主要用于钢铁、冶金、机械、建材等工业部门中，并已出现迅猛发展的势头。但由于其燃烧过程较传统燃烧方式更易受随机因素干扰且影响因素过多、具有大惯性、滞后的非线性特点，传统的加热炉燃烧控制依赖于对工艺过程各参数的准确测量，才能真实实现加热炉加热的全自动控制，因此实际过程中往往不能保证稳定的钢坯加热质量，钢坯加热氧化烧损严重，同时浪费大量能源。

本文对蓄热式加热炉的燃烧特性进行了深入分析，构建了蓄热式加热炉控制系统，采用西门子PLC，应用了双交叉限幅控制算法，同时测量烟气氧含量变化动态改变空燃比，使加热炉在各种燃烧工况条件下，能够使燃料在烧嘴（1384规格7223）内充分混合，使燃烧处于较佳状态，从而提高炉温控制精度，保证钢锭按设定曲线达到出钢温度，节约能源，减少氧化烧损。

一.当燃料的热值变化非常大时，需要配置热值仪，将燃料热值引入空燃比参数的修正环节

当热值波动时，空燃比参数也随之调整，自动进行空气、燃气配比，提高调解精度。热值仪结合标定的系数和煤气、空气的差压计算出热值，空燃比修订环节结合计算出的热值和输入的空气及煤气的流量，进行计算分析，得出经过修订后的空燃比。

二.变空燃比控制理论

影响加热炉效率主要因素是燃料气和空气。如果能恰当的保持燃料与空气量的正确比例。就能达到较小的热损失和非常大的热效率。如果比例不当，空气不足，结果导致燃料不完全燃烧，热量损失上升；如果空气过多，就会使大量的热量随烟气被排除，使燃烧效率降低。衡量空气与燃料之间比例关系是否合适的指标是过剩空气系数，所谓过剩空气系数就是指燃料燃烧过程中实际进入的空气量与完全燃烧所需要的理论空气量之间的比例，一般在实际燃烧中，需要的空气量都会大于理论值。

理想的燃烧过程应该无论负荷稳定还是急剧变化的情况下都能在较佳燃烧区内进行。

查询某时刻的烟气中的氧气含量，当氧含量大于烟气中应该含有的氧气含量值时，表示燃烧时氧气的流量大于所需要的氧气流量，此时通过算法算出刺客实际应该减小的空燃比百分数，然后将新的空燃比赋值，减小氧气流量，直到烟气中的氧气含量在一个合理的范围内。同理，当氧含量小于烟气中应该含有的氧气含量值时，表示燃烧时氧气的流量小于所需要的氧气流量，此时通过算法算出此刻实际应该增加的空燃比百分数，然后将新的空燃比付值，加大氧气流量，知道烟气中的氧含量在一个合理的范围内，综上所述，通过动态改变空燃比，可以使燃料充分燃烧，同时又减少了缺氧燃烧和过氧燃烧带来的热损失，并且非常大程度上降低了黑烟以及NOX和SOX给环境带来的污染，也减小了离炉烟气带走的物理损失。

三.结论

重油的流量和助燃空气的流量在温度稳定的情况下，基本是稳定的，而且它们之间的比例也基本相同，只是在负荷增加或减少的时刻，才有改变。而且发现，火焰中夹杂黑烟的情况基本不存在，从而节约了燃料。

 

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