采用大小管控制介质流量的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金工业的热轧工艺领域，特别涉及加热炉的介质流量控制方法。
【背景技术】
[0002]冶金工业的热轧工艺主要包括加热和轧制两个环节，所谓加热就是将板坯加热到预定温度，以保证轧制质量。为有效地对板坯进行加热，需要设置板坯加热炉，而加热炉采用的燃料多为混合煤气，主要由高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气的两种或三种组成。煤气站的主要作用是将这三种或两种气体按一定的热值要求进行混合，混合的比例根据热值要求的不同而不同，在混合完毕后按加热炉需要的压力进行加压。通常热轧产线会设置多座加热炉，需要的煤气流量也比较大，并且随着负荷和开炉数的变化其煤气用量也会有大幅的变化。
[0003]为了适应上述情况，如图1所示，现有的煤气站通常会设置两根并联的管路用来输送同一介质(例如，混合煤气)，一根直径较大，可以满足较大的煤气流量，称之为大管；另一根直径较小，可以满足较小的煤气流量，称之为小管。两根管路上分别设置有切断阀和调节阀，以满足不同煤气流量的需求。
[0004]随之而来的是管路的选择使用和切换问题。比如:什么时候用大管什么时候用小管？在管路切换时如何保证介质流量的平稳？两个管路的阀门之间如何实现解耦控制？
[0005]针对上述三个技术问题，目前存在两种采用大小管控制同一介质的方法:
[0006]I)无论加热炉对介质的需求用量是多少，只要本介质投运，则大小管上的切断阀同时打开，两个调节阀同时投入使用，并且用一个控制器的输出值实时地控制这两个调节阀的阀门开度，即两个调节阀的阀门开度是相同的。该方法避免了两个管路之间的解耦难题，并且不需要考虑什么时候用大管什么时候用小管，也不需要考虑管路的切换控制。但该方法的缺点是，由于大小管同时投入使用并共同控制阀门开度，使得系统的稳定性下降，特别是在小流量时其控制精度很差，尤其是在介质用量低于大管的最小阀门开度的流量时甚至无法控制。由于设置大小管的初衷是为了精确地测量和控制介质流量，因此，该方法没有起到设置大小管的作用，只适合介质用量较大且相对稳定的情况。
[0007]2)本着“用量小时用小管，用量大时用大管”的原则，即刚开始流量从无到有时，只打开小管切断阀和调节阀，当流量达到一定门限时，认为目前流量较大，则打开大管切断阀和调节阀，同时缓缓关闭小管的调节阀和切断阀。当流量开始减少并减少到一定门限时，认为目前流量较小，则打开小管切断阀和调节阀，同时缓缓关闭大管的调节阀和切断阀。该方法实现了大小管的解耦控制，但该方法的缺点在于，在大小管切换时，即使是“缓缓关闭”仍然会造成介质流量不平稳，从而给压力和热值造成波动；当负荷变化较大时，会出现大小管阀门频繁地开闭，加剧波动。因此，该方法只适合用户用量分层且稳定的工况，不能够应用于对热值和压力有要求的特殊钢种。
【发明内容】
[0008]为了解决现有技术中无法采用大小管对介质流量进行精确和平稳控制的技术问题，本发明提供了一种采用大小管控制介质流量的方法，该方法包括通过并联的大管和小管输送加热介质至加热炉，大管设置有大管切断阀和大管调节阀，小管设置有小管切断阀和小管调节阀，当所述加热介质的流量需求从无到有时，打开所述小管切断阀，并根据所述流量需求调节所述小管调节阀的阀门开度，当所述小管调节阀的阀门开度减小直到所述小管调节阀关闭时，关闭所述小管切断阀，其特征在于，该方法还包括:在所述大管切断阀关闭的情况下，当判定所述小管调节阀的阀门开度大于第一开度已持续第一预定时间时，依次执行如下步骤:打开所述大管切断阀，同时根据所述流量需求调节所述小管调节阀的阀门开度；当所述大管切断阀完全打开后，控制所述大管调节阀的阀门开度按预定速率逐步增大到并保持在第二开度，同时根据所述流量需求调节所述小管调节阀的阀门开度。
[0009]进一步地，该方法还包括:在所述大管调节阀的阀门开度保持在所述第二开度的情况下，当判定所述小管调节阀的阀门开度大于第三开度已持续第一预定时间时，控制所述小管调节阀的阀门开度减小到并保持在第四开度，同时根据所述流量需求调节所述大管调节阀的阀门开度，其中所述第三开度大于所述第一开度。
[0010]进一步地，该方法还包括:在所述小管调节阀的阀门开度保持在所述第四开度的情况下，当判定所述大管调节阀的阀门开度小于第五开度已持续第一预定时间时，控制所述大管调节阀的阀门开度增大到并保持在所述第二开度，同时根据所述流量需求调节所述小管调节阀的阀门开度，其中所述第五开度小于所述第二开度。
[0011]进一步地，该方法还包括:在所述大管调节阀的阀门开度保持在所述第二开度的情况下，当判定所述小管调节阀的阀门开度小于第六开度已持续第一预定时间时，控制所述大管调节阀的阀门开度按预定速率逐步减小直到所述大管调节阀的阀门关闭，然后关闭所述大管切断阀，同时根据所述流量需求调节所述小管调节阀的阀门开度，其中所述第六开度小于所述第一开度。
[0012]优选地，在所述大管切断阀完全打开后、并在控制所述大管调节阀的阀门开度按预定速率逐步增大到第二开度之前，以及在所述大管调节阀的阀门关闭之后、并在关闭所述大管切断阀之前，还包括延迟第二预定时间的步骤。
[0013]优选地，所述第一开度为所述小管调节阀的最大阀门开度的58%?63%，所述第二开度为所述大管调节阀的最大阀门开度的10%?18%，所述第三开度为所述小管调节阀的最大阀门开度的68%?72%，所述第四开度为所述小管调节阀的最大阀门开度的65%?67%，所述第五开度为所述大管调节阀的最大阀门开度的8%?12%，所述第六开度为所述小管调节阀的最大阀门开度的42%?48%。
[0014]优选地，所述第一开度为所述小管调节阀的最大阀门开度的62%，所述第二开度为所述大管调节阀的最大阀门开度的15%，所述第三开度为所述小管调节阀的最大阀门开度的70%，所述第四开度为所述小管调节阀的最大阀门开度的65%，所述第五开度为所述大管调节阀的最大阀门开度的10%，所述第六开度为所述小管调节阀的最大阀门开度的45%。
[0015]优选地，所述第一预定时间为3秒，所述第二预定时间为3秒，所述预定速率为0.1度/秒。
[0016]本发明提供的采用大小管控制介质流量的方法，对比于现有技术，其有益效果在于，该方法能够保证根据流量需求来控制介质流量，不会产生介质流量不足或过剩的情况，并且有效地提高了介质流量的控制精度；同时，在加热炉负荷大幅变化时能够及时调整流量，保证了大小管切换的稳定性，在满足流量需求的同时能够保证热值和压力值的稳定，这对于热值和压力的稳定起到了积极的作用。
【附图说明】
[0017]图1为加热炉采用大小管控制介质流量的装置示意图；
[0018]图2为本发明的采用大小管控制介质流量的方法的优选的实施方式的示意性时序图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的采用大小管控制介质流量的方法作进一步的详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0020]如图1所示，与现有技术相同，本发明的采用大小管控制介质流量的方法基于的加热炉设置有并联的大管和小管来输送加热介质，大管设置有大管切断阀和大管调节阀，小管设置有小管切断阀和小管调节阀。
[0021]如图2所示，当加热介质的流量需求从无到有时,打开小管切断阀(图中未示出)，并根据流量需求调节小管调节阀的阀门开度，即当流量增大时小管调节阀的阀门开度增大，当流量减小时小管调节阀的阀门开度减小。当小管调节阀的阀门开度减小直到关闭时，关闭小管切断阀(图中未示出)。
[0022]在大管切断阀关闭的情况下，当判定小管调节阀的阀门开度持续大于第一开度Xl第一预定时间(比如3秒)时，认为单靠小管不足以满足此时的介质流量需求，需要开启大管参与流量控制。具体方法为:先打开大管切断阀，同时根据所述流量需求调节所述小管调节阀的阀门开度