軋鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到我國(guó)工業(yè)能源節(jié)能和環(huán)境保護(hù)與資源兩大領(lǐng)域。
【【背景技術(shù)】】
[0002]目前國(guó)內(nèi)鋼鐵加熱爐的控制技術(shù)主要分為手動(dòng)控制和DCS自動(dòng)控制兩種。此兩種方式皆以以燃料流量計(jì)和助燃介質(zhì)流量計(jì)顯示數(shù)值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的比例實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。流量計(jì)讀數(shù)的準(zhǔn)確度較低，目前國(guó)內(nèi)的流量計(jì)數(shù)僅電表能夠到達(dá)精確，包括自來(lái)水水表都不能夠很準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)計(jì)量，氣體流量計(jì)受環(huán)境溫度，氣體溫度，壓力、熱值等因素影響很大，與實(shí)際流量有一定的誤差。
[0003]燃燒爐內(nèi)的工況復(fù)雜，氣氛變化幅度較大，理論數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確控制。燃料熱值和壓力的波動(dòng)將使?fàn)t內(nèi)燃燒狀況脫離最佳燃燒帶?，F(xiàn)場(chǎng)工況變化導(dǎo)致的手動(dòng)控制，是一種經(jīng)驗(yàn)控制方式，與實(shí)際最佳燃燒狀態(tài)有一定的差距。此控制方式將會(huì)浪費(fèi)燃料，并會(huì)加大氧化燒損和脫碳層的厚度。
[0004]在當(dāng)前鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩、節(jié)能減排壓力巨大等嚴(yán)峻形勢(shì)下，充分考慮了系統(tǒng)在工業(yè)化生產(chǎn)中的穩(wěn)定性和安全性問(wèn)題，在滿足爐溫和在爐時(shí)間等加熱制度前提下，通過(guò)對(duì)加熱爐內(nèi)氣氛環(huán)境的即時(shí)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)減少爐內(nèi)氧化燒損和能源消耗，對(duì)鋼企實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本、增加效益有重大意義。
[0005]本實(shí)用新型的發(fā)明乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)，完全克服上述弊端。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形新穎、美觀大方；控制方式為閉環(huán)控制，屬于原系統(tǒng)的輔助系統(tǒng)。具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。
【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0006]本實(shí)用新型乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)(見(jiàn)附圖)，由1、硬件系統(tǒng)；2、高溫探測(cè)總成；3、氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站；4、增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)；5、集控主機(jī)；6、HMI設(shè)置模塊；7、PLC控制器；8、自動(dòng)調(diào)整閥門；101、爐內(nèi)氣氛傳感裝置；102、吹掃系統(tǒng)；201、平衡控制組件；202、多重燃燒模型；203、冗余備份；204、傳統(tǒng)燃燒模型；205、待乳燃燒模型；206出鋼燃燒模型組成。
[0007]乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)，通過(guò)植入加熱爐的最佳燃燒帶控制主板的硬件系統(tǒng)1，由高溫探測(cè)總成2實(shí)時(shí)的爐內(nèi)氣氛探測(cè)，測(cè)定出助燃介質(zhì)-空氣的過(guò)剩系數(shù)，通過(guò)氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站3借助增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)4溫度、氧勢(shì)、碳勢(shì)的算法軟件及各類燃燒模型，實(shí)現(xiàn)空氣和燃料的精確聯(lián)動(dòng)反應(yīng)。HMI設(shè)置模塊6輸入，集控主機(jī)5將自動(dòng)調(diào)整閥門8開(kāi)度，達(dá)到爐內(nèi)溫度恒定，氣氛最佳的狀態(tài)。集控主機(jī)5與PLC控制器7不共用信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)PLC控制器7和集控主機(jī)5控制兩種模式間的無(wú)縫接管冗余備份203，從而實(shí)現(xiàn)降低鋼坯燒損，減少噸鋼耗氣及氮氧化物和二氧化碳減排的目的；
[0008]本實(shí)用新型的高溫探測(cè)總成(見(jiàn)附圖)高溫探測(cè)總成2由通過(guò)計(jì)算設(shè)定的多個(gè)爐內(nèi)氣氛傳感裝置101、吹掃系統(tǒng)102和氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站3等構(gòu)成，安裝于每段爐內(nèi)煙氣流向末端位置。由爐內(nèi)氣氛傳感裝置101將空氣分子進(jìn)行定量計(jì)數(shù)，通過(guò)氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站3形成電訊號(hào)并以數(shù)字形式傳輸至增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)4進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。通過(guò)對(duì)爐內(nèi)氣氛傳感裝置101的氣體傳輸單元進(jìn)行吹掃，設(shè)定固定吹掃周期為4-8小時(shí)，利用加熱爐吹掃的氮?dú)饣驂嚎s空氣，解決爐內(nèi)傳感裝置101的積碳及灰塵堵塞；
[0009]本實(shí)用新型的增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)(見(jiàn)附圖)將接收到的數(shù)字形式電訊號(hào)通過(guò)平衡控制組件201算法程序和多重燃燒模型202對(duì)采集數(shù)據(jù)處理、控制指令分發(fā)進(jìn)行快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的閉環(huán)控制。平衡控制組件201具有自學(xué)習(xí)和自整定功能，并可根據(jù)實(shí)際需要，修改設(shè)置；
[0010]本實(shí)用新型的多重燃燒模型(見(jiàn)附圖)多重燃燒模型202由傳統(tǒng)燃燒模型204、待乳燃燒模型205及出鋼燃燒模型206組成。傳統(tǒng)燃燒模型204是由各種燃燒狀態(tài)下的燃燒氣氛定量分析統(tǒng)計(jì)后最終建立，經(jīng)數(shù)字化后，嵌入增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)4內(nèi)部。設(shè)立待乳模型205是由待乳時(shí)間，工藝加熱制度，重新建立各段待乳溫度和空氣過(guò)剩系數(shù)的數(shù)字模型，達(dá)到生產(chǎn)的合理化。出鋼燃燒模型206是由根據(jù)加熱工藝，均熱段出鋼時(shí)，爐門打開(kāi)，不可避免地存在冷風(fēng)吸入現(xiàn)象，有效的降低燒損。
[0011]本實(shí)用新型適用于在當(dāng)前鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩、節(jié)能減排壓力巨大等嚴(yán)峻形勢(shì)下，充分考慮在工業(yè)化生產(chǎn)中的穩(wěn)定性和安全性問(wèn)題，在滿足爐溫和在爐時(shí)間等加熱制度前提下，通過(guò)對(duì)加熱爐內(nèi)氣氛環(huán)境的即時(shí)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)減少爐內(nèi)氧化燒損和能源消耗，對(duì)鋼企實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本、增加效益有重大意義。
【【附圖說(shuō)明】】
[0012]圖1是本實(shí)用新型提供的乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型提供的乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)中高溫探測(cè)總成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型提供的乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)中增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中:1、硬件系統(tǒng)；2、高溫探測(cè)總成；3、氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站；4、增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)；5、集控主機(jī)；6、HMI設(shè)置模塊；7、PLC控制器；8、自動(dòng)調(diào)整閥門；101、爐內(nèi)氣氛傳感裝置；
102、吹掃系統(tǒng)；201、平衡控制組件；202、多重燃燒模型；203、冗余備份；204、傳統(tǒng)燃燒模型；205、待乳燃燒模型；206出鋼燃燒模型。
【【具體實(shí)施方式】】
[0016]本實(shí)用新型乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)(見(jiàn)附圖)，由1、硬件系統(tǒng)；2、高溫探測(cè)總成；3、氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站；4、增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)；5、集控主機(jī)；6、HMI設(shè)置模塊；7、PLC控制器；8、自動(dòng)調(diào)整閥門；101、爐內(nèi)氣氛傳感裝置；102、吹掃系統(tǒng)；201、平衡控制組件；202、多重燃燒模型；203、冗余備份；204、傳統(tǒng)燃燒模型；205、待乳燃燒模型；206出鋼燃燒模型等組成。
[0017]乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)，通過(guò)植入加熱爐的最佳燃燒帶控制主板的硬件系統(tǒng)1，由高溫探測(cè)總成2實(shí)時(shí)的爐內(nèi)氣氛探測(cè)，測(cè)定出助燃介質(zhì)-空氣的過(guò)剩系數(shù)，通過(guò)氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站3借助增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)4溫度、氧勢(shì)、碳勢(shì)的算法軟件及各類燃燒模型，實(shí)現(xiàn)空氣和燃料的精確聯(lián)動(dòng)反應(yīng)。HMI設(shè)置模塊6輸入，集控主機(jī)5將自動(dòng)調(diào)整閥門8開(kāi)度，達(dá)到爐內(nèi)溫度恒定，氣氛最佳的狀態(tài)。集控主機(jī)5與PLC控制器7不共用信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)PLC控制器7和集控主機(jī)5控制兩種模式間的無(wú)縫接管冗余備份203，從而實(shí)現(xiàn)降低鋼坯燒損，減少噸鋼耗氣及氮氧化物和二氧化碳減排的目的(見(jiàn)附圖)。
[0018]本實(shí)用新型的高溫探測(cè)總成高溫探測(cè)總成2由通過(guò)計(jì)算設(shè)定的多個(gè)爐內(nèi)氣氛傳感裝置101、吹掃系統(tǒng)102和氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站3等構(gòu)成，安裝于每段爐內(nèi)煙氣流向末端位置。由爐內(nèi)氣氛傳感裝置101將空氣分子進(jìn)行定量計(jì)數(shù)，通過(guò)氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站3形成電訊號(hào)并以數(shù)字形式傳輸至增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)4進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。通過(guò)對(duì)爐內(nèi)氣氛傳感裝置101的氣體傳輸單元進(jìn)行吹掃，設(shè)定固定吹掃周期為4-8小時(shí)，利用加熱爐吹掃的氮?dú)饣驂嚎s空氣，解決爐內(nèi)傳感裝置101的積碳及灰塵堵塞(見(jiàn)附圖);
[0019]本實(shí)用新型的增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)將接收到的數(shù)字形式電訊號(hào)通過(guò)平衡控制組件201算法程序和多重燃燒模型202對(duì)采集數(shù)據(jù)處理、控制指令分發(fā)進(jìn)行快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的閉環(huán)控制。平衡控制組件201具有自學(xué)習(xí)和自整定功能，并可根據(jù)實(shí)際需要，修改設(shè)置(見(jiàn)附圖)；
[0020]本實(shí)用新型的多重燃燒模型多重燃燒模型202由傳統(tǒng)燃燒模型204、待乳燃燒模型205及出鋼燃燒模型206組成。傳統(tǒng)燃燒模型204是由各種燃燒狀態(tài)下的燃燒氣氛定量分析統(tǒng)計(jì)后最終建立，經(jīng)數(shù)字化后，嵌入增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)4內(nèi)部。設(shè)立待乳模型205是由待乳時(shí)間，工藝加熱制度，重新建立各段待乳溫度和空氣過(guò)剩系數(shù)的數(shù)字模型，達(dá)到生產(chǎn)的合理化。出鋼燃燒模型206是由根據(jù)加熱工藝，均熱段出鋼時(shí)，爐門打開(kāi)，不可避免地存在冷風(fēng)吸入現(xiàn)象，有效的降低燒損(見(jiàn)附圖)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，包括:通過(guò)植入加熱爐的最佳燃燒帶控制主板的硬件系統(tǒng)1，由高溫探測(cè)總成2實(shí)時(shí)的爐內(nèi)氣氛探測(cè)，測(cè)定出助燃介質(zhì)-空氣的過(guò)剩系數(shù)，通過(guò)氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站3借助增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)4溫度、氧勢(shì)、碳勢(shì)的算法軟件及各類燃燒模型，實(shí)現(xiàn)空氣和燃料的精確聯(lián)動(dòng)反應(yīng)設(shè)置模塊6輸入，集控主機(jī)5將自動(dòng)調(diào)整閥門8開(kāi)度，達(dá)到爐內(nèi)溫度恒定，氣氛最佳的狀態(tài)；集控主機(jī)5與PLC控制器7不共用信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)PLC控制器7和集控主機(jī)5控制兩種模式間的無(wú)縫接管冗余備份203，從而實(shí)現(xiàn)降低鋼坯燒損，減少噸鋼耗氣及氮氧化物和二氧化碳減排的目的。2.如權(quán)利要求1所述的乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:高溫探測(cè)總成2由通過(guò)計(jì)算設(shè)定的多個(gè)爐內(nèi)氣氛傳感裝置101、吹掃系統(tǒng)102和氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站3等構(gòu)成，安裝于每段爐內(nèi)煙氣流向末端位置；由爐內(nèi)氣氛傳感裝置101將空氣分子進(jìn)行定量計(jì)數(shù)，通過(guò)氣氛信號(hào)轉(zhuǎn)換站3形成電訊號(hào)并以數(shù)字形式傳輸至增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)4進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；通過(guò)對(duì)爐內(nèi)氣氛傳感裝置101的氣體傳輸單元進(jìn)行吹掃，設(shè)定固定吹掃周期為4-8小時(shí)，利用加熱爐吹掃的氮?dú)饣驂嚎s空氣，解決爐內(nèi)傳感裝置101的積碳及灰塵堵塞。3.如權(quán)利要求1所述的乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:將接收到的數(shù)字形式電訊號(hào)通過(guò)平衡控制組件201算法程序和多重燃燒模型202對(duì)采集數(shù)據(jù)處理、控制指令分發(fā)進(jìn)行快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的閉環(huán)控制；平衡控制組件201具有自學(xué)習(xí)和自整定功能，并可根據(jù)實(shí)際需要，修改設(shè)置。4.如權(quán)利要求3所述的乳鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于:多重燃燒模型202由傳統(tǒng)燃燒模型204、待乳燃燒模型205及出鋼燃燒模型206組成；傳統(tǒng)燃燒模型204是由各種燃燒狀態(tài)下的燃燒氣氛定量分析統(tǒng)計(jì)后最終建立，經(jīng)數(shù)字化后，嵌入增產(chǎn)降耗伺服系統(tǒng)4內(nèi)部；設(shè)立待乳模型205是由待乳時(shí)間，工藝加熱制度，重新建立各段待乳溫度和空氣過(guò)剩系數(shù)的數(shù)字模型，達(dá)到生產(chǎn)的合理化；出鋼燃燒模型206是由根據(jù)加熱工藝，均熱段出鋼時(shí)，爐門打開(kāi)，不可避免地存在冷風(fēng)吸入現(xiàn)象，有效的降低燒損。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了軋鋼加熱爐環(huán)保節(jié)能系統(tǒng)。它通過(guò)實(shí)時(shí)的爐內(nèi)氣氛探測(cè)總成模塊，測(cè)定出助燃介質(zhì)-空氣的過(guò)剩系數(shù)，借助溫度、氧勢(shì)、碳勢(shì)的算法軟件及燃燒模型，通過(guò)植入加熱爐的最佳燃燒帶控制主板的硬件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)空氣和燃料的精確聯(lián)動(dòng)反應(yīng)。從而降低燒損，達(dá)到增產(chǎn)和降低氣耗，減少氮氧化物和二氧化碳排放。
【IPC分類】C21D9/70
【公開(kāi)號(hào)】CN205046168
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520669586
【發(fā)明人】尹宏宇
【申請(qǐng)人】尹宏宇
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年9月1日