双蓄热式加热炉燃烧系统控制策略的研究
加热炉燃烧过程智能优化控制策略的研究的开题报告

加热炉燃烧过程智能优化控制策略的研究的开题报告一、课题背景及研究意义加热炉广泛应用于钢铁、有色金属、机械制造等领域,其高效、稳定的运行对保证产品质量和企业效益至关重要。
然而,由于电力价格上涨、原材料成本增加等因素,加热炉燃料成本占比逐渐增加,急需采取措施优化加热炉燃烧过程和降低能耗,提升炉内温度控制精度和稳定性,进一步提高生产效率和产品质量。
随着计算机、控制理论和传感器技术的进步,燃烧过程智能优化控制已成为燃烧优化的重要手段,具有较高的应用价值和研究价值。
该技术可通过对加热炉燃烧机理和燃烧参数进行建模和预测,自动化地调节空气、燃料流量和进料速度等关键参数,实现燃烧效率最大化、能源利用率最优化、减少污染排放等目的。
因此,本论文将基于燃烧过程智能优化控制理论和方法,研究加热炉燃烧过程的模型构建和参数优化,以提高加热炉的能源利用效率和产品质量,为加热炉的安全、高效、环保运行提供有力的技术支持。
二、研究内容和思路(一)研究内容1. 加热炉燃烧过程的原理和机理研究,包括燃烧反应、传热机制、污染物形成等;2. 加热炉燃烧过程的建模和仿真研究,确定关键参数和控制策略;3. 基于机器学习、神经网络等技术,利用传感器数据和历史数据进行燃烧过程的智能优化控制,实现炉内温度精确控制和燃烧效率优化;4. 加热炉燃烧过程的在线监测和故障诊断研究,实现快速响应和准确诊断。
(二)研究思路本研究将从以下几个方面入手:1. 研究加热炉燃烧机理和热传递机制,根据实际工况确定加热炉燃烧过程的数学模型和关键参数;2. 建立加热炉燃烧过程的仿真模型,并利用数据采集系统采集实际炉内数据进行模型验证和优化;3. 基于机器学习和神经网络等算法,对数据进行分析处理和建模,在线实现燃烧优化控制和故障诊断;4. 结合实际应用场景,进行算法优化和场馆调试,进一步完善智能控制系统,实现加热炉的高效、稳定、环保运行。
三、研究难点及解决方案(一)研究难点1. 加热炉燃烧过程涉及多个参数和复杂的非线性系统,建模和参数优化难度较大;2. 数据处理和模型训练过程需要处理大量的数据,需要设计适合的算法和模型;3. 燃烧过程的实时监测和调节需要较高的精度和速度,对控制系统的实时性和鲁棒性要求较高。
双预热蓄热式加热炉炉压的分析和讨论

双预热蓄热式加热炉炉压的分析和讨论秦 文 孟德鑫崔卫国(鞍钢股份有限公司大型厂 )(中钢集团鞍山热能研究院工程设计所 )摘 要 针对双蓄热式加热炉炉压普遍偏高的问题 , 进行了比较详细的分析 , 提出了几个解 决办法 , 供工程设计者参考 。
关键词 蓄热式加热炉 炉压 原因 解决办法An a ly s is an d d is c u s s i on of f urna c e pr e ssure on doub l e prehea t i n g regen era t i ve furna ceQ i n W en M e ng D e xi n( Si no s tee l A n s han R e s ea r ch I n s titu t e of The r mo - ene rgy )Cu i W e i guo(A n s han Ir on and stee l Co. , L td. )A b s tra c t A i m e d a t the p r ob l em of h i g h fu r nace p re s su r e existing in d o ub l e p rehea t ing reg ene r a t ive fu r nace, rea s on s we r e ana l y sed in de t a i l . S eve r a l m e a su r e s a r e p u t fo r wa r d, and it is sig n i f ican t fo r enginee r ing and de s ig n i n g .Keyword s reg ene r a t ive fu r nace fu r nace p re s su r e rea s on s m e a s u r e s体质量不帄衡造成的 。
大型双蓄热加热炉脉冲燃烧控制研究与实现

K1,K2,K3,K4为系数;m为空气过剩系数;A为理论空燃比
图4双交叉限幅燃烧控制
改善了加热炉的加热质量,降低了加热炉在宽度方向上两端与中间温度偏差。
项目投入使用前,该双蓄热式加热炉在宽度方向上两端与中间温度偏差在30-50℃,炉内温度场分布不均,容易产生后续产品质量缺陷。
如图1所示。
图1中一加热段为投入脉冲燃烧控制前的炉内横向况调整
图1加热炉各段横向过程温度
图2脉冲燃烧功能投入前粗扎出口温度图3脉冲燃烧功能投入后粗扎出口温度。
蓄热式加热炉燃烧控制系统策略及优化

嘴
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笺 二 二
圈 1 成 对烧 囊换 向时序 田
如图 2 所示 , 其中 a 为空气过剩系数, b 为理想空燃比, 1K K 、4为正偏置系数 ,2 l k 、3 ( 为负偏置系数 , 炉温调节器通过温度测量值
4 燃烧控制系统策略
蓄热式加热炉燃烧控制 系统策略及优化
25 热轧板 厂 20
摘
谭 志春
t
要
本文介绍涟钢 2 5 轧板厂步进式加热炉的关键 控制策略及优化 , 20热 炉温控制 、 自动换 向控 制在蓄热 式加 热炉上的应用 。
涟钢 2 5 热轧板厂配置两座蓄热加热 20 炉, 分别于 20 09年和 2 1 年相继竣工投产。 00 投产以来 , 运行情况一直 良好。蓄热式加热 炉, 就是利用蓄热式烧嘴 , 通过烟气和空气 的 热交换 , 对空气进行预热 , 提高燃烧前空气 的 温度 , 从而降低排烟温度 , 提高热 利用 率, 达
用常规带温度前馈功能双交叉限幅燃烧控制 系统 , 则提高了过渡空燃 比的控制能力 , 提高 了燃烧效率。节省燃料 , 防止 冒黑烟, 进一步 改善系统动态响应特性 , 最终保证加热炉生 产稳定 , 减少氧化铁皮烧损. 提高产品质量。
43 控制繁略 .
窒 鲤F : 二=i … = i : 一 = = 璺
.
中。 仪表 P C的 C U 1 2 P的网络上共挂 L P 46— D
2 . 3
安全运行 , 燃烧时 , 烟气阀关阀到位后 , 空气阀
足, 就会产生黑烟 , 浪费燃料 , 热效率降低 , 并 才打开 , 刚叮 l 后再打开煤气隅, 空气I 开 s 烧嘴 且排放的 C O污染环境 ; 空气过剩 , 不仅会带 排烟时, 煤气 阀先关 闭,S 1 后再关闭空气 阀, 走大量热能 , 浪费热能 , 同时, 过量的空气还 空气阀关闭到位后烟气阀才打开。换向时, 会加剧被加热钢坯的氧化烧损, 只 降低成品率。
燃烧温度自动控制在蓄热式加热炉中的实现

目
到 的 数值 与 上 次积 分 项 输 出 C . 加作 为 当前 积 分 项 输 出 。 V. 相
其 次 ,计 算 加 热 炉 瞬 时 温 度 P V与 设 定 温 度 S P的偏 差 E =
图5 智 能 温 度调 节 结 构 框 图
本 智 能 温 度 调 节 系 统 采 用 S 型 热 电偶 测 量 加 热 炉 炉 膛 温
l
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历
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TN. 2 Th 1 1 .
图 3 F F 堆栈 计 算平 均 值 IO
度 , P C 控 制 系 统 内 进 行 上 述 各 种计 算 , 算 输 出对 煤 气 、 在 L 计 空 气 的调 节 阀进 行 操 作 , 制 煤 气 、 控 空气 的 流 量 , 控 制 加 热 炉 的 即 供 热 量 , 而 控 制 加 热 炉 的炉 膛 温 度 。 进
动 调 节控 制 。
即 使加 热 炉 达 到 热 平衡 状 态 ,加 热 炉 炉 膛 温 度 在 一 个 换 向燃 烧 周 期 内 , 直 处 于类 似 于 锯 齿 波 的 波动 状 态 。 一
温 ㈣ 度
1 蓄热 式 燃 烧 技 术 的 原 理及 特 点
蓄 热燃 烧 技 术 是 将 高 温 空 气 喷射 入 炉膛 , 持 低 氧 状 态 , 维 同
Ke wors: gen r t e e a i u n c PI c y d r e e a i rhe t v ng f r a e, D,ombu t t si on empe aur a t c to r t e,uo onr l
蓄 热 式 加 热 炉 是 利 用 蓄 热 式 燃 烧 ( 温 空 气 燃 烧 ) 术 ] 高 技 ,
蓄热式加热炉燃烧控制系统策略及优化

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产 品与解决方案
蓄热 式加 热炉燃烧控 制系统 策 略及优 化
谭 志春
( 源钢 铁公 司 2 5 涟 2 0热轧 厂 ,湖 南 娄底 摘要 470 10 9)
本 文介 绍涟钢 2 5 2 0热轧板 厂步进 式加热炉 的关键 控制策 略及研 究 , 重点介绍 炉温控 制 、
自动换 向控 制在 此蓄 热式加热炉 上 的应用。
布 式 E 2 0 站 上 的 输 入 和 输 出 模 块 从 Po b s T 0M rf u . i
D 网络上传 到C U中进 行信号 处理 。 中 , P P 其 仪表P C L 的C U 1 —DP 网络上共挂 有 1个 E 2 0 P 4 62 的 2 T 0 M分布 式
烧 嘴换 向时炉压波 动 大 的影响 ,采取 每 隔2对 一对 s 烧 嘴进行 换 向, 由预热 段一直 换到均 热段 。 32 换 向控 制系统 策略 . 烧嘴 换 向时,如 图2 所示 ,为了保证 设备 安全运
控 制单元 ,分别 安装在现 场8 L 控 制柜 中 ,包 含o  ̄ 1
产 品 与解 决 方 案
竣 工投 产 。投 产 以来 ,运 行情 况一直 良好 ,蓄热 式 加 热炉 ,顾 名思义 ,就是 利用 蓄热式 烧嘴 ,通过烟 气 和空气 的热 交换 ,对 空气进行 预热 ,提 高燃烧 前 空气 的温度 ,从而 降低排 烟温 度 。此 法 明显 的提 高 了热利用 率 ,达 到 了节能减排 的效 果 。
蓄热式加热炉的自动燃烧控制技术_贾定

蓄热式加热炉的自动燃烧控制技术贾 定,卫恩泽(中冶赛迪工程技术股份有限公司自动化事业部,重庆400013)[摘 要]介绍蓄热式加热炉自动燃烧控制的关键技术及其应用,重点介绍蓄热式燃烧控制与常规控制相比的三个特点:烟气温度测量、自动换向控制、烟空比控制。
生产情况表明:自动控制系统运行稳定,排烟温度低,达到了节能和环保的目的。
[关键词]蓄热式加热炉;燃烧控制;烟气温度测量;自动换向控制;烟空比控制[中图分类号]TG155.1+2;TP273+1 [文献标识码]B [文章编号]1000 7059(2007)04 0032 06 Automatic combustion control technique for regenerative heating furnaceJIA Ding,WEI En ze(Automation Department of CISDI Engineering Co Ltd,Chongqing400013,China)Abstract:Key technique and application of automatic combustion control for regenerative heating furnace is pared with nor mal c ontrol,three characteristic s of regenerative combustion control are em phatically introduced,i e smoke temperature measure ment,automatic changeover c ontrol and smoke air flo w ratio control.Practical e xperiences show that automatic c ontrol system runs stably,exhaust smoke tempera ture is low,and energy saving and environment protection are realized.Key words:regenerative heating furnace;combustion control;smoke temperature measurement;automatic changeover control;smoke air flo w ratio control0 概述常规加热炉通常采用普通平焰烧嘴供热,其缺点是利用换热器进行空气预热,预热温度低,排烟温度高,抑制了加热炉加热能力的提高,且热利用率低,能耗高。
双蓄热步进梁式加热炉在高线生产中的应用与分析

步进梁式加热炉 技术 特点
艺过程 、燃烧系统的选型 以及主要技术 特点。 关键词 双蓄热式燃烧
Ap ia i n n a a y i fd u e r g ne a i e pl to a d n l ss o o bl e e r tv c
供热方式 额定单耗
氧化烧损
1 空、煤气预热温度 10 ℃ 2 00 1 最大煤气消耗量 3 1 最大空气消耗量 4 450 ’h 15 m / 3 lO ’ h 1 lm /
分侧换 向的燃烧控制方式 。加热炉炉顶采用无下 压 的平直顶结构 ,炉内不设隔墙。高炉煤气和助
燃空气采用双蓄热方式 ,双双预热到 I0  ̄ O0 C。
Ab t a t A u c s f la p ia o fd u l e e ea v u i g8 w l i g b a f Y a e i i h— sr c s c e s p l t n o o b e r g n r t e b r n ' ak n e m u n c n h S u ci i n s e d w r n l d n h rc s fh a n ,t ec oc frg n r t eb r i g s e a d tc n lg pe i e,i cu i g te p o e s o e t g h h i eo e e a v un n  ̄t m n h oo y i e i e c a a trs c h r c e t ,wa nr d c d ii si t u e . o Ke wo d d u l g n rt e b n n w l i gb a fllo t c n lg h r ce it y rs o er e ea v u t g b e i i ak n e m Ta e e h o o y c a a trs c u i
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ma l contro1.The practice shows that t he met h od 0 rs excenent control f or fur n ace temperatures。pressur e and smoke exhaust temperature under
various operating conditions.
热,对炉内的温度场影响不大,这就为减小钢坯断面温 个流量调节阀。加热炉没有设置常规烟道,而通过4台 差 、提高钢坯加 热质量提供 了可能。然 而,双 蓄热式加 排烟风机(空烟和煤 烟各 2台)进行 强制排 烟。炉子本
热炉也是一个带有非线性 、强耦合 、时变性 、滞后性和不 体的水梁和立柱采用净环水冷却。
进行控 制并 加 以优 化 。实践表 明 ,该 方法 在各 种工况 下均 能 同时对 炉温 、炉 压 、排烟温 度进 行 良好 的控 制 。
关键词 :双蓄热 控制策略 全分散 流量 温度
中图分 类号 :TP273
文献 标志 码 i A
Abstract: W ith the technological process of combustion system of heating furnace as foundation l the control strategy of large-scaled double—re-
炉膛压力造成很大 的冲击 。调节排烟量来 控制炉膛压 力的同时会影响排烟温度 ,而调节排烟量来控制排烟温 度 的同时会影响炉膛压力 ,因此 ,控制起来 十分困难。
《自动化仪表》第 31卷第 9期 2010年 9月
33
双 蓄热式加热炉燃烧系统控制策略的研 究 申 江 ,等
generative heating furnace is ana lyzed. In this met hod-fully distr ibuted control changeover control is adopted for a ll the bur ners of fur n ace;and
2 控制策略分析
预热段上部 的工 艺控 制原 理如 图 1所示 ,其 余 7 段与之相同。燃烧 系统控制 主要包括蓄热式烧嘴换 向 控制 、炉膛 温度控制 、炉膛压力及排烟温度控制等 。这
几个控制量相互之间存在强耦合性 ,即烧嘴 的换向会对
修 改稿 收到 日期 :2010一O1—29。 第一作 者 申江 ,男,1982年 生 ,2007年毕 业 于西 南交通 大学 智 能控 制 与仿 真工程研 究中心 系 ,获硕 士学位 ,工程 师 ;主 要从 事 工 业 自动 化 系统 的研 究设计 工作 。
,
并通过调节排烟管道 的烟气流量来 控制炉膛压力 和排
背景 ,针对双蓄热式 加热 炉的控制 方法进 行 了大量研 .阍沮
究和实践分析 ,提出了一种新 的控制方法 。 1 工艺 过程描 述
加热炉燃烧系统采用空 、煤气双 蓄热方式 ,全炉分 为预热段 (上 、下 )、一 加热 段 (上、下 )、二 加热 段 (上 、
双蓄热式加热炉燃烧 系统控制策略的研究 申 江,等
双 蓄 热 式 加 热 炉燃 烧 系统 控 制 策 略 的研 究
Research on Control Strategy for Com bustion System of Double-regenerative Heating Furnace
确定随机干扰等 因素的复杂控制对象 ,其对 炉膛温度 、 压力和排烟温度的控制存在强耦合性 ,采用常规 的控制 方法难 以达到控制要求…。
本文 以某钢铁公 司 2150大型双 蓄热 式加热 炉 为
正 常情况下 所 , 有烧嘴进行蓄热式燃烧 ,即烧 嘴燃
烧和排 烟这 2种状 态交 替执行 , 以 进 行 能 量 交 换 。 加 热炉通过调节各段总管 的空/煤气量来控制炉膛 温度
Keywords: Double-regenerative Control st rateg y Fully distributed Flow Temperature
: .一
。
下 )和均热段 (上 、下 )共 8个燃烧控制 段 ,共设置 7O个 (35对 )双蓄热式烧嘴。按照供热配 比,将 70个烧 嘴对
double—cross limit control is applied in temperature control。as well as the air/fuel ratio is corrected dynamically,t he fur nace pressure and smoke
temperature are considered comprehensively f or smoke exhaust control;in addition,under small load-opening·f low curve is introduced f or opti-
双蓄热式加热炉通过将空气和煤气预热到 1 030℃ 称分布在加热炉的两侧进行 蓄热式燃烧 ,同一对烧嘴正
以上 ,利用 回收燃烧产物 中的大量余热 ,极 大地提高 了 常运行 时总 是处 于互 补 的状态 (即一个 燃烧 、一 个排
燃气 的利用 率。同时 ,由于进 入炉 内的气体 已经 过预烟共 4
审 住 2 露汗
(中冶赛 迪工程技 术 股份有 限公 司 ,重 庆 400013)
摘 要 :以加热 炉燃烧 系统 的工 艺流程 为基 础 ,分 析 大型 双蓄热 式 加热 炉 的 控制 策 略 。全炉 烧 嘴采 用 全分 散 换 向控 制 ,炉 温控 制 采用改 进型 双交叉 限 幅控制 ,动态 修正 空燃 比 ,排烟 控制综 合考 虑炉 压和排 烟 温度两个 指 标 ;同时在 小 负荷 阶段 引入 开 度 一流量 曲线