一种燃气热处理炉降温智能控制系统的制作方法

本实用新型涉及燃气热处理炉降温智能控制技术领域，具体涉及一种对工件降温速度和温度均匀性有精确控制要求的燃气热处理炉降温智能控制系统。

背景技术：

在此之前的操作控制模式是：炉温在500℃以上时，工件在炉内有较高的降温速度，当降温温度低于设定值时，则点烧嘴喷大火，往炉内供热量，提高炉温；炉温在500℃以下时，工件在炉内的降温速度较慢，当降温温度高于设定值时，按以下三个步骤操作：（1）调节侧密封、炉门和排烟阀板开度，通过自然对流通风降温；（2）若温度还偏高时，则将台车开出炉膛，工件和台车直接暴露在大气中降温；（3）采取人工间断检测工件温度，若达到工艺设定温度值时，将台车开进炉膛内。尤其是在350℃～100℃降温阶段，工件在炉内的降温速度特别慢，需要多次反复执行（2）（3）的操作步骤，才能执行完降温工艺。降温速度只能进行粗略控制，降温速度和温度均匀性无法得到有效检测和控制，产品质量无法完全得到保证，经检验不合格的产品只能再次返炉处理。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的降温速度和温度均匀性无法得到有效检测和控制的不足而提供一种精确可控且不增加投资费用、减轻操作人员工作量的燃气热处理炉降温智能控制系统。

本实用新型的技术方案如下：一种燃气热处理炉降温智能控制系统，该控制系统包括工控机、PLC及连接在PLC上的烧嘴单元和炉膛测温装置，所述烧嘴单元包括烧嘴、烧嘴控制器、设置在向炉膛内输送空气的空气管上的空气电磁蝶阀及燃气管上并联设置的大火燃气电磁阀和小火燃气电磁阀，所述小火燃气电磁阀连接在所述烧嘴控制器上；所述炉膛测温装置、烧嘴控制器及大火燃气电磁阀和空气电磁蝶阀连接均连接到PLC上。

炉膛上连接有炉膛压力测量装置和排烟管道，排烟管道上设置有自动烟阀，所述炉膛压力测量装置及自动烟阀均连接在PLC上。

所述控制系统包括一个或多个控温区，每个控温区设置一个或多个烧嘴单元。

所述控制系统包括三个控温区，每个控温区设置两个烧嘴单元和一个炉膛测温装置。

每个烧嘴单元包括一个烧嘴控制箱，所述烧嘴控制器设置在烧嘴控制箱内。

所述烧嘴控制箱上设置有小火点火、火检及熄火指示灯。

每台炉子在建造时按工艺要求的炉温均匀性进行合理的分区（这个分区是虚拟的，一般沿炉子长度方向分成多个小段，每个小段为1个分区，分别称为1区、2区、3区、……），每个分区安装1套测温装置，每个分区可以包含1个烧嘴，也可包含2个烧嘴或4个烧嘴……，包含的烧嘴数量越多则炉温均匀性越难控制。每个烧嘴都配有1个空气电磁蝶阀、1个大火燃气电磁阀和1个小火燃气电磁阀。

分区控温就是把每个分区测温装置检测的实际参数，实时传送给PLC，PLC经过处理后，实时向每个分区的烧嘴发出控制指令。各分区的温度设定值为同一数值，由炉子操作人员以工艺曲线的形式输入工控机。如果分区的实际参数值达到工艺的设定值，则该分区的所有烧嘴大火处于关闭状态；如果分区的实际参数值低于工艺的设定值，则该分区的所有烧嘴大火处于开启状态，往炉膛内供入热量。

本实用新型的技术方案产生的积极效果如下：本实用新型采用烧嘴单吹风控制模式，烧嘴单吹风控制模式是指只有烧嘴供风管路上的空气电磁蝶阀控制线路处于工作状态，并按照PLC发送的指令进行相应的动作，而烧嘴的大火燃气电磁阀和小火燃气电磁阀处于关闭状态，不动作。这样的控制模式具有以下优点：

1、可以利用固有必备的燃烧及控制系统，增加控制线路,该控制线路与空气电磁蝶阀单独连接，烧嘴单吹风控制模式可以控制空气电磁蝶阀具有独立的开启和关闭功能，不增加投资费用；2、可以实现工件在炉内降温时，对降温速度和温度均匀性的精确控制；3、提高产品质量；4、可以减轻操作人员的工作量；5、操作简单，安全、经济、可靠。

附图说明

图1为本实用新型炉膛控温分区示意图。

图2为本实用新型的烧嘴单元总成图。

图3为本实用新型燃气热处理炉降温智能控制系统的控制框图。

图中标注为：1、PLC；2、炉膛测温装置；21、第一炉膛测温装置；22、第二炉膛测温装置；23、第三炉膛测温装置；3、烧嘴；31、第一烧嘴；32、第二烧嘴；33、第三烧嘴；34、第四烧嘴；35、第五烧嘴；36、第六烧嘴；4、烧嘴控制器；41、第一烧嘴控制器；42、第二烧嘴控制器；43、第三烧嘴控制器；44、第四烧嘴控制器；45、第五烧嘴控制器；46、第六烧嘴控制器；5、空气电磁蝶阀；51、第一空气电磁蝶阀；52、第二空气电磁蝶阀；53、第三空气电磁蝶阀；54、第四空气电磁蝶阀；55、第五空气电磁蝶阀；56、第六空气电磁蝶阀；6、大火燃气电磁阀；61、第一大火燃气电磁阀；62、第二大火燃气电磁阀；63、第三大火燃气电磁阀；64、第四大火燃气电磁阀；65、第五大火燃气电磁阀；66、第六大火燃气电磁阀；7、小火燃气电磁阀；71、第一小火燃气电磁阀；72、第二小火燃气电磁阀；73、第三小火燃气电磁阀；74、第四小火燃气电磁阀；75、第五小火燃气电磁阀；76、第六小火燃气电磁阀；8、第一控温区；9、第二控温区；10、第三控温区；11、自动烟阀；12、炉膛压力测量装置；13、燃烧装置。

具体实施方式

一种燃气热处理炉降温智能控制系统，如图1、2、3所示，该控制系统控制3个控温区：第一控温区8、第二控温区9及第三控温区10；每个控温区包括两个烧嘴单元和一个炉膛测温装置2。该控制系统包括工控机、PLC1及连接在PLC上的6个烧嘴单元和3个炉膛测温装置，所述烧嘴单元包括烧嘴3、烧嘴控制器4、设置在向炉膛内输送空气的空气管上的空气电磁蝶阀5及燃气管上并联设置的大火燃气电磁阀6和小火燃气电磁阀7，所述小火燃气电磁阀连接在所述烧嘴控制器上；所述炉膛测温装置、烧嘴控制器、大火燃气电磁阀及空气电磁蝶阀均连接到PLC上。

如图3所示，第一控温区包括第一烧嘴单元、第二烧嘴单元和第一炉膛测温装置21，第一烧嘴单元包括第一烧嘴31、第一烧嘴控制器41、第一空气电磁蝶阀51、第一大火燃气电磁阀61和第一小火燃气电磁阀71，第二烧嘴单元包括第二烧嘴32、第二烧嘴控制器42、第二空气电磁蝶阀52、第二大火燃气电磁阀62和第二小火燃气电磁阀72；第二控温区包括第三烧嘴单元、第四烧嘴单元和第二炉膛测温装置22，第三烧嘴单元包括第三烧嘴33、第三烧嘴控制器43、第三空气电磁蝶阀53、第三大火燃气电磁阀63和第三小火燃气电磁阀73，第四烧嘴单元包括第四烧嘴34、第四烧嘴控制器44、第四空气电磁蝶阀54、第四大火燃气电磁阀64和第四小火燃气电磁阀74；第三控温区包括第五烧嘴单元、第六烧嘴单元和第三炉膛测温装置23，第五烧嘴单元包括第五烧嘴35、第五烧嘴控制器45、第五空气电磁蝶阀55、第五大火燃气电磁阀65和第五小火燃气电磁阀75，第六烧嘴单元包括第六烧嘴36、第六烧嘴控制器46、第六空气电磁蝶阀56、第六大火燃气电磁阀66和第六小火燃气电磁阀76.

炉膛上连接有炉膛压力测量装置12和排烟管道，排烟管道上设置有自动烟阀11，所述炉膛压力测量装置及自动烟阀均连接在PLC上。

每个烧嘴单元包括一个烧嘴控制箱，所述烧嘴控制器设置在烧嘴控制箱内。

所述烧嘴控制箱上设置有小火点火、火检及熄火指示灯。

在执行降温工艺时，由各控温分区的测温装置对分区炉温进行测量，测量的信号传送给PLC，与工艺设定值进行比较，计算出各控温分区的温度偏离值。各控温分区的炉膛测温装置安装在炉膛内。

根据计算出的各控温分区的温度偏离值，由PLC分别向各控温分区的每个烧嘴的空气电磁蝶阀、大火燃气电磁阀同步发出相应的控制指令，每个控温分区所包含的每个烧嘴接收到的为同一控制指令，并按指令进行相应的动作。

炉膛各烧嘴的小火燃气电磁阀受每个烧嘴控制器控制，一般处于常开状态，为长明火。若某控温分区实测温度数值低于其工艺设定值时，同时打开该控温分区每个烧嘴的空气电磁蝶阀和大火燃气电磁阀，空气和燃气经燃烧装置13燃烧后一同进入炉膛，达到加热升高该控温分区炉膛和工件温度的目的；当该控温分区的温度达到工艺设定值时，则同时关闭该控温分区每个烧嘴的空气电磁蝶阀和大火燃气电磁阀，实现炉温随工艺设定值而精确改变的降温控制功能。

若某控温分区实测温度数值高于其工艺设定值时，自动开启烧嘴单吹风模式，仅打开该控温分区每个烧嘴的空气电磁蝶阀，小火燃气电磁阀、大火燃气电磁阀处于关闭状态，供风管道内的空气经燃烧装置进入炉膛内，实现冷却降温功能。

供入炉膛内的空气或者供入炉膛内的空气和燃气燃烧生成的烟气经排烟管道排出，炉膛压力由自动烟阀调节控制。排烟管道与炉膛相连接，自动烟阀安装在排烟管道上。