轧钢加热炉环保节能系统的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到我国工业能源节能和环境保护与资源两大领域。
【【背景技术】】
[0002]目前国内钢铁加热炉的控制技术主要分为手动控制和DCS自动控制两种。此两种方式皆以以燃料流量计和助燃介质流量计显示数值，根据经验设定的比例实现调节。流量计读数的准确度较低，目前国内的流量计数仅电表能够到达精确，包括自来水水表都不能够很准确的实时计量，气体流量计受环境温度，气体温度，压力、热值等因素影响很大，与实际流量有一定的误差。
[0003]燃烧炉内的工况复杂，气氛变化幅度较大，理论数据无法实现精确控制。燃料热值和压力的波动将使炉内燃烧状况脱离最佳燃烧带。现场工况变化导致的手动控制，是一种经验控制方式，与实际最佳燃烧状态有一定的差距。此控制方式将会浪费燃料，并会加大氧化烧损和脱碳层的厚度。
[0004]在当前钢铁行业产能严重过剩、节能减排压力巨大等严峻形势下，充分考虑了系统在工业化生产中的稳定性和安全性问题，在满足炉温和在炉时间等加热制度前提下，通过对加热炉内气氛环境的即时精准调节，实现减少炉内氧化烧损和能源消耗，对钢企实现节约成本、增加效益有重大意义。
[0005]本实用新型的发明乳钢加热炉环保节能系统，完全克服上述弊端。具有结构简单、外形新颖、美观大方；控制方式为闭环控制，属于原系统的辅助系统。具有很大的经济效益。
【【实用新型内容】】
[0006]本实用新型乳钢加热炉环保节能系统(见附图)，由1、硬件系统；2、高温探测总成；3、气氛信号转换站；4、增产降耗伺服系统；5、集控主机；6、HMI设置模块；7、PLC控制器；8、自动调整阀门；101、炉内气氛传感装置；102、吹扫系统；201、平衡控制组件；202、多重燃烧模型；203、冗余备份；204、传统燃烧模型；205、待乳燃烧模型；206出钢燃烧模型组成。
[0007]乳钢加热炉环保节能系统，通过植入加热炉的最佳燃烧带控制主板的硬件系统1，由高温探测总成2实时的炉内气氛探测，测定出助燃介质-空气的过剩系数，通过气氛信号转换站3借助增产降耗伺服系统4温度、氧势、碳势的算法软件及各类燃烧模型，实现空气和燃料的精确联动反应。HMI设置模块6输入，集控主机5将自动调整阀门8开度，达到炉内温度恒定，气氛最佳的状态。集控主机5与PLC控制器7不共用信号，可实现PLC控制器7和集控主机5控制两种模式间的无缝接管冗余备份203，从而实现降低钢坯烧损，减少吨钢耗气及氮氧化物和二氧化碳减排的目的；
[0008]本实用新型的高温探测总成(见附图)高温探测总成2由通过计算设定的多个炉内气氛传感装置101、吹扫系统102和气氛信号转换站3等构成，安装于每段炉内烟气流向末端位置。由炉内气氛传感装置101将空气分子进行定量计数，通过气氛信号转换站3形成电讯号并以数字形式传输至增产降耗伺服系统4进行数据处理。通过对炉内气氛传感装置101的气体传输单元进行吹扫，设定固定吹扫周期为4-8小时，利用加热炉吹扫的氮气或压缩空气，解决炉内传感装置101的积碳及灰尘堵塞；
[0009]本实用新型的增产降耗伺服系统(见附图)将接收到的数字形式电讯号通过平衡控制组件201算法程序和多重燃烧模型202对采集数据处理、控制指令分发进行快速响应，实现了系统的闭环控制。平衡控制组件201具有自学习和自整定功能，并可根据实际需要，修改设置；
[0010]本实用新型的多重燃烧模型(见附图)多重燃烧模型202由传统燃烧模型204、待乳燃烧模型205及出钢燃烧模型206组成。传统燃烧模型204是由各种燃烧状态下的燃烧气氛定量分析统计后最终建立，经数字化后，嵌入增产降耗伺服系统4内部。设立待乳模型205是由待乳时间，工艺加热制度，重新建立各段待乳温度和空气过剩系数的数字模型，达到生产的合理化。出钢燃烧模型206是由根据加热工艺，均热段出钢时，炉门打开，不可避免地存在冷风吸入现象，有效的降低烧损。
[0011]本实用新型适用于在当前钢铁行业产能严重过剩、节能减排压力巨大等严峻形势下，充分考虑在工业化生产中的稳定性和安全性问题，在满足炉温和在炉时间等加热制度前提下，通过对加热炉内气氛环境的即时精准调节，实现减少炉内氧化烧损和能源消耗，对钢企实现节约成本、增加效益有重大意义。
【【附图说明】】
[0012]图1是本实用新型提供的乳钢加热炉环保节能系统结构流程示意图；
[0013]图2是本实用新型提供的乳钢加热炉环保节能系统中高温探测总成结构示意图；
[0014]图3是本实用新型提供的乳钢加热炉环保节能系统中增产降耗伺服系统结构示意图；
[0015]图中:1、硬件系统；2、高温探测总成；3、气氛信号转换站；4、增产降耗伺服系统；5、集控主机；6、HMI设置模块；7、PLC控制器；8、自动调整阀门；101、炉内气氛传感装置；
102、吹扫系统；201、平衡控制组件；202、多重燃烧模型；203、冗余备份；204、传统燃烧模型；205、待乳燃烧模型；206出钢燃烧模型。
【【具体实施方式】】
[0016]本实用新型乳钢加热炉环保节能系统(见附图)，由1、硬件系统；2、高温探测总成；3、气氛信号转换站；4、增产降耗伺服系统；5、集控主机；6、HMI设置模块；7、PLC控制器；8、自动调整阀门；101、炉内气氛传感装置；102、吹扫系统；201、平衡控制组件；202、多重燃烧模型；203、冗余备份；204、传统燃烧模型；205、待乳燃烧模型；206出钢燃烧模型等组成。
[0017]乳钢加热炉环保节能系统，通过植入加热炉的最佳燃烧带控制主板的硬件系统1，由高温探测总成2实时的炉内气氛探测，测定出助燃介质-空气的过剩系数，通过气氛信号转换站3借助增产降耗伺服系统4温度、氧势、碳势的算法软件及各类燃烧模型，实现空气和燃料的精确联动反应。HMI设置模块6输入，集控主机5将自动调整阀门8开度，达到炉内温度恒定，气氛最佳的状态。集控主机5与PLC控制器7不共用信号，可实现PLC控制器7和集控主机5控制两种模式间的无缝接管冗余备份203，从而实现降低钢坯烧损，减少吨钢耗气及氮氧化物和二氧化碳减排的目的(见附图)。
[0018]本实用新型的高温探测总成高温探测总成2由通过计算设定的多个炉内气氛传感装置101、吹扫系统102和气氛信号转换站3等构成，安装于每段炉内烟气流向末端位置。由炉内气氛传感装置101将空气分子进行定量计数，通过气氛信号转换站3形成电讯号并以数字形式传输至增产降耗伺服系统4进行数据处理。通过对炉内气氛传感装置101的气体传输单元进行吹扫，设定固定吹扫周期为4-8小时，利用加热炉吹扫的氮气或压缩空气，解决炉内传感装置101的积碳及灰尘堵塞(见附图);
[0019]本实用新型的增产降耗伺服系统将接收到的数字形式电讯号通过平衡控制组件201算法程序和多重燃烧模型202对采集数据处理、控制指令分发进行快速响应，实现了系统的闭环控制。平衡控制组件201具有自学习和自整定功能，并可根据实际需要，修改设置(见附图)；
[0020]本实用新型的多重燃烧模型多重燃烧模型202由传统燃烧模型204、待乳燃烧模型205及出钢燃烧模型206组成。传统燃烧模型204是由各种燃烧状态下的燃烧气氛定量分析统计后最终建立，经数字化后，嵌入增产降耗伺服系统4内部。设立待乳模型205是由待乳时间，工艺加热制度，重新建立各段待乳温度和空气过剩系数的数字模型，达到生产的合理化。出钢燃烧模型206是由根据加热工艺，均热段出钢时，炉门打开，不可避免地存在冷风吸入现象，有效的降低烧损(见附图)。
【主权项】
1.乳钢加热炉环保节能系统，其特征在于，包括:通过植入加热炉的最佳燃烧带控制主板的硬件系统1，由高温探测总成2实时的炉内气氛探测，测定出助燃介质-空气的过剩系数，通过气氛信号转换站3借助增产降耗伺服系统4温度、氧势、碳势的算法软件及各类燃烧模型，实现空气和燃料的精确联动反应设置模块6输入，集控主机5将自动调整阀门8开度，达到炉内温度恒定，气氛最佳的状态；集控主机5与PLC控制器7不共用信号，可实现PLC控制器7和集控主机5控制两种模式间的无缝接管冗余备份203，从而实现降低钢坯烧损，减少吨钢耗气及氮氧化物和二氧化碳减排的目的。2.如权利要求1所述的乳钢加热炉环保节能系统，其特征在于:高温探测总成2由通过计算设定的多个炉内气氛传感装置101、吹扫系统102和气氛信号转换站3等构成，安装于每段炉内烟气流向末端位置；由炉内气氛传感装置101将空气分子进行定量计数，通过气氛信号转换站3形成电讯号并以数字形式传输至增产降耗伺服系统4进行数据处理；通过对炉内气氛传感装置101的气体传输单元进行吹扫，设定固定吹扫周期为4-8小时，利用加热炉吹扫的氮气或压缩空气，解决炉内传感装置101的积碳及灰尘堵塞。3.如权利要求1所述的乳钢加热炉环保节能系统，其特征在于:将接收到的数字形式电讯号通过平衡控制组件201算法程序和多重燃烧模型202对采集数据处理、控制指令分发进行快速响应，实现了系统的闭环控制；平衡控制组件201具有自学习和自整定功能，并可根据实际需要，修改设置。4.如权利要求3所述的乳钢加热炉环保节能系统，其特征在于:多重燃烧模型202由传统燃烧模型204、待乳燃烧模型205及出钢燃烧模型206组成；传统燃烧模型204是由各种燃烧状态下的燃烧气氛定量分析统计后最终建立，经数字化后，嵌入增产降耗伺服系统4内部；设立待乳模型205是由待乳时间，工艺加热制度，重新建立各段待乳温度和空气过剩系数的数字模型，达到生产的合理化；出钢燃烧模型206是由根据加热工艺，均热段出钢时，炉门打开，不可避免地存在冷风吸入现象，有效的降低烧损。
【专利摘要】本实用新型公开了轧钢加热炉环保节能系统。它通过实时的炉内气氛探测总成模块，测定出助燃介质-空气的过剩系数，借助温度、氧势、碳势的算法软件及燃烧模型，通过植入加热炉的最佳燃烧带控制主板的硬件系统，实现空气和燃料的精确联动反应。从而降低烧损，达到增产和降低气耗，减少氮氧化物和二氧化碳排放。
【IPC分类】C21D9/70
【公开号】CN205046168
【申请号】CN201520669586
【发明人】尹宏宇
【申请人】尹宏宇
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年9月1日