一种工业煤气温度控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种工业煤气温度控制方法，其解决了现有针对工业煤气温度的控制系统频繁出现熄火故障、不能重新点火的技术问题。其采用大火时序控制，小火连续燃烧方式来实现二次点火，规避了无法二次点火的瓶颈，大火时序点火燃烧来进行温度补偿，实现了炉温的精密控制。本发明广泛用于工业煤气温度控制技术领域。
【专利说明】一种工业煤气温度控制方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种温度控制方法，特别是涉及一种工业煤气温度控制方法。
[0003]
【背景技术】
[0004]目前市场上对工业煤气实现温度控制方法主要有:冷乳连续退火炉控制方法、镀锌生产线退火炉燃烧控制方法、基于PLC的退火炉系统以及基于模糊PID控制的温度控制系统等方法。
[0005]因为工业煤气内含水分、灰分等杂质比较多，且热值低，采用常规的温控方法存在燃烧过程不稳定，频繁出现熄火故障，亦不能重新点火，需重新开炉、清理、点火等故障，系统故障率非常高，从而造成零部件在执行热处理工艺过程中频繁中断，形成多次热处理，工艺曲线不完整，达不到工艺要求，甚至造成零部件报废。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明为了解决现有针对工业煤气温度的控制系统频繁出现熄火故障、不能重新点火的技术问题，提供一种杜绝燃烧系统频繁熄火且不能点火问题发生的工业煤气温度控制方法。
[0008]本发明的技术方案是:
步骤一:在台车式燃气热处理炉的桥架底部铺垫多层石棉布，用石棉纤维填充桥架底部密封部位，外延台车拖曳线缆支架；
点喷大火系统的烧嘴采用陶瓷材料；
步骤二，在上位机上输入炉子各区的设定温度；
步骤二，由热电偶检测的炉子内8个区的实际温度，由上位机将设定温度与实际温度相比较，比较后的输出值的大小是一个对应的O-100%的实数，这些实数经过PLC控制器产生一系列时序脉冲信号，PLC控制器根据输入的8个实数信号的大小计算出时序脉冲信号的占空比，进而控制八个烧嘴控制器，再由烧嘴控制器控制烧嘴燃烧，烧嘴按照实际温度与所设温度的大小来控制回火炉里火焰的大小或熄灭；
PLC控制器通过对升温时间和速度的计算，来控制小火保温，大火升温。当炉内温度达到技术要求里温度的工艺下限设定值时，PLC控制器触发点喷大火系统，进行双火苗燃烧；当炉内温度达到技术要求里温度的工艺上限设定值时，PLC控制器控制停止大火燃烧，由于控制小火的接触器的触点一直是闭合的，所以它一直会燃烧，从而起到保温作用。
[0009]优选地，上位机通过对实际温度与热电偶检测温度的采样，并按照PI算法计算出偏差值，由偏差值的大小输出一个4-20MA的电流信号，这个电流信号经过A\D转换器转成数字量以后，送给PLC控制器。
[0010]本发明的有益效果是，本发明基于解决实际问题出发，重新设计控制方式和系统参数，将传统的大小火焰时序脉冲控制转变为大火时序脉冲控制，小火连续燃烧方式，确保退火炉升温时间快，缩短加工周期，提高了热处理精度，大幅降降低了故障率，可以替代天然气炉窑，降低了能源成本。燃烧系统双保险，彻底解决了燃烧系统频繁熄火且不能点火的故障死穴，取得了非常好的实际应用效果，这是其他方法所不能实现的。
[0011]本发明进一步的特征，将在以下【具体实施方式】的描述中，得以清楚地记载。
[0012]
【附图说明】
[0013]图1控制系统不意图；
图2是控制过程示意图。
[0014]图中符号说明:
1.烧嘴控制器，PLl表示点火按钮，PBl表示复位按钮，TRl表示点火变压器，YVl表示燃气阀。2.上位机，3.西门子S7-200系统，4.烧嘴控制器，5.烧嘴，6.回火炉，7.热电偶。
[0015]
【具体实施方式】
[0016]如图1所示，烧嘴控制器I用于烧嘴的点火和监测。其先进的电子设计对各种控制要求反应迅速，因此更加适合频繁脉冲工况，可以用于工业烧嘴的直接点火，连续或者脉冲控制工况。
[0017]点火按钮PLl为绿灯自锁按钮，复位按钮PBl为一般按钮。
[0018]采用大火时序控制，小火连续燃烧方式来实现二次点火，规避了无法二次点火的瓶颈，大火时序点火燃烧来进行温度补偿，实现了炉温的精密控制。
[0019]以DL09-1144型台车式燃气热处理炉为例，控制方法是:
步骤一:对台车式燃气热处理炉的测试信号监测线缆重新整理，在台车式燃气热处理炉的桥架底部铺垫多层石棉布，以隔绝来自炉窑底部散发出的热量，避免烧焦线缆。另一方面，用石棉纤维填充桥架底部密封部位，降低热损耗和热气对线缆的烧烤。
[0020]外延台车拖曳线缆支架，避开炉窑热量散热区。
[0021 ]点喷大火系统的烧嘴采用陶瓷材料，耐温1200°C。每只烧嘴配大小火源，可交替点火及复位。
[0022]步骤二，在上位机上输入炉子各区的设定温度T。
[0023]步骤三，参考图2，热电偶检测的炉子内8个区的实际温度(为了检测炉温均匀性)为tl、t2、t3、t4、t5、t6、t7和t8以电压值的形式传递给调节器，调节器经过PID运算后，输出4-20MA的信号给电气转换器或电气阀门，然后转换为气压信号控制气动阀门来调节天然气流量仪以达到控温效果。
[0024]烧嘴的燃烧时间是由时序脉冲信号控制的，时序脉冲燃烧控制系统中烧嘴何时燃烧，也就是上位机2对设定温度T与实际温度t的偏差值计算输出值PID决定的。通过对实际温度与热电偶检测温度的采样，并按照PI算法(即比例、积分算法)计算出偏差值，由偏差值的大小输出一个4-20MA的电流信号，这个电流信号经过A\D转换器转成数字量以后，送给西门子S7-200控制系统。(PID计算后的输出值的大小是一个对应的0-100%的实数)这些实数经过西门子S7-200控制系统3的PLC控制器产生一系列时序脉冲信号，PLC控制器并根据输入实数信号的大小计算出时序脉冲信号的占空比，进而控制烧嘴控制器4，再由烧嘴控制器4控制烧嘴5燃烧，进而控制不同的烧嘴控制器，再由烧嘴控制器控制烧嘴燃烧，从而达到控制他们按照一定的时序点燃火熄灭火炉温度的目的。
[0025]西门子S7-200控制系统的PLC控制器通过对升温时间和速度的计算，来控制小火保温，大火升温，(电气硬件里分两路来实现，一路控制大火燃烧，一路控制小火保温，只需把小火保温的按钮和PLC控制的接触器接上长闭触点即可，并在程序控制器里加以编程)，以满足工艺要求。当炉内温度达到技术要求里温度的工艺下限设定值时，PLC控制器触控制的长开触点闭合，触发点喷大火系统，进行双火苗燃烧。当炉内温度达到技术要求里温度的工艺上限设定值时，PLC控制器发出指令，控制大火的长开触点断开停止大火燃烧，控制小火燃烧的接触器长闭触点是闭合的，所以它会一直小火燃烧，起到保温的作用。
[0026]大火燃烧双保险(需要提功率时，以小火为火种，引燃大火)，不会存在因大火点火器失灵或者无法点燃，造成被迫停炉，甚至造成工件报废，一举解决了燃烧系统故障死穴，规避了因煤气本身物理特性(燃点高、内含焦油、水分)而制约正常燃烧现象。
[0027]以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种工业煤气温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一:在台车式燃气热处理炉的桥架底部铺垫多层石棉布，用石棉纤维填充桥架底部密封部位，外延台车拖曳线缆支架； 点喷大火系统的烧嘴采用陶瓷材料； 步骤二，在上位机上输入炉子各区的设定温度； 步骤二，由热电偶检测的炉子内8个区的实际温度，由上位机将设定温度与实际温度相比较，比较后的输出值的大小是一个对应的O-100%的实数，这些实数经过PLC控制器产生一系列时序脉冲信号，PLC控制器根据输入的8个实数信号的大小计算出时序脉冲信号的占空比，进而控制八个烧嘴控制器，再由烧嘴控制器控制烧嘴燃烧，烧嘴按照实际温度与所设温度的大小来控制回火炉里火焰的大小或熄灭； PLC控制器通过对升温时间和速度的计算，来控制小火保温，大火升温，当炉内温度达到技术要求里温度的工艺下限设定值时，PLC控制器触发点喷大火系统，进行双火苗燃烧；当炉内温度达到技术要求里温度的工艺上限设定值时，PLC控制器控制停止大火燃烧，由于控制小火的接触器的触点一直是闭合的，所以它一直会燃烧，从而起到保温作用。2.根据权利要求1所述的工业煤气温度控制方法，其特征在于，上位机通过对实际温度与热电偶检测温度的采样，并按照PI算法计算出偏差值，由偏差值的大小输出一个4-20MA的电流信号，这个电流信号经过A\D转换器转成数字量以后，送给PLC控制器。
【文档编号】G05B19/05GK105974876SQ201610325386
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】王青川, 苟宏叶
【申请人】陕西柴油机重工有限公司