本發(fā)明涉及加熱爐燃燒過程空燃比控制，特別涉及基于煙氣在線分析的空燃比精細(xì)化控制方法。

背景技術(shù)：

1、脈沖式燃燒控制加熱爐因其獨(dú)特的燒嘴on-off閥控制方式，在爐內(nèi)溫度場精細(xì)化調(diào)整和節(jié)能方面有較高的優(yōu)勢。但由于對應(yīng)具體燒嘴控制只有全開和全關(guān)兩種狀態(tài)，一方面批量燒嘴的啟停過程容易導(dǎo)致煤氣流量的大幅度波動，另一方面，當(dāng)批量燒嘴啟停遇到混合煤氣熱值也存在波動的情況時，空燃比跟不上熱值和煤氣流量的綜合變化。以上兩種情況，都將導(dǎo)致加熱爐內(nèi)完全燃燒的狀態(tài)被打破，因此為了解決上述問題，一種基于煙氣在線分析的空燃比精細(xì)化控制方法存在很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于煙氣在線分析的空燃比精細(xì)化控制方法，解決了上述背景技術(shù)中所存在的問題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于煙氣在線分析的空燃比精細(xì)化控制方法，包括以下步驟：

5、s1、增加加熱爐內(nèi)激光煙氣分析儀，實(shí)現(xiàn)加熱爐一加、二加和均熱段o2含量和co含量測量得到實(shí)際值；

6、s2、在煤氣流量和熱值穩(wěn)定控制的狀態(tài)下，通過跟蹤不同空燃比下空氣過剩系數(shù)和對應(yīng)段加熱爐溫度變化的情況，得到基于加熱爐爐型、裝備和控制精度下的空氣過剩系數(shù)基準(zhǔn)值k；

7、s3、將過剩空氣系數(shù)k投入空燃比控制過程，實(shí)現(xiàn)燃燒過程空燃比動態(tài)調(diào)整，若：①測得co含量≥500ppm，認(rèn)為空燃比偏低，下一次執(zhí)行k+0.02；②測得o2含量≥3％，認(rèn)為空燃比偏高，下一次執(zhí)行k-0.02；③co＜500ppm且o2＜3％，認(rèn)為空燃比合適，沿用上一個計算的k值；④其他情況認(rèn)為可能存在異常，k值按照基準(zhǔn)值0.95執(zhí)行；

8、s4、對加熱爐各段之間的空氣過剩系數(shù)差值進(jìn)行限幅，避免各段空燃比調(diào)節(jié)相互干擾。當(dāng)一加段、二加段、均熱段中的過量空氣系數(shù)有兩個值超過0.95，另一個不到0.95，則最小值與最大值偏差不得超過0.2；

9、s5、對全爐空氣過剩系數(shù)進(jìn)行限幅，各段過?？諝庀禂?shù)在0.85-1.15之間；

10、s6、對激光煙氣分析儀故障的情況進(jìn)行閉環(huán)控制，避免因設(shè)備原因?qū)е驴杖急葎討B(tài)調(diào)整模型紊亂，若：①爐尾段o2＞3％，下一次執(zhí)行k-0.02；②爐尾段o2＜1％，下一次執(zhí)行k+0.02；③爐尾段o2介于1％-3％之間，沿用上一個計算的k值。④其他異常情況，保持k值控制。

11、更進(jìn)一步的，所述步驟1中，增加加熱爐內(nèi)激光煙氣分析儀，實(shí)現(xiàn)加熱爐一加、二加和均熱段o2含量和co含量測量得到實(shí)際值。根據(jù)不同加熱爐的爐型設(shè)計、裝備和控制精度，o2含量應(yīng)在0-10％之間，co含量應(yīng)在0-1000ppm之間。

12、更進(jìn)一步的，所述步驟2中，在煤氣流量和熱值穩(wěn)定控制的狀態(tài)下，通過跟蹤不同空燃比下空氣過剩系數(shù)和對應(yīng)段加熱爐溫度變化的情況，得到基于加熱爐爐型、裝備和控制精度下的空氣過剩系數(shù)基準(zhǔn)值k。主要是通過常規(guī)燃燒模式固定煤氣流量波動在5％以內(nèi)，熱值波動在10％以內(nèi)，各段設(shè)定溫度與實(shí)際溫度偏差在±10℃以內(nèi)的環(huán)境下，改變?nèi)珷t空燃比，跟蹤各段空氣過剩系數(shù)和溫度的變化趨勢，找到空燃比調(diào)整后對應(yīng)段溫度馬上發(fā)生變化的空氣過剩系數(shù)基準(zhǔn)值k，根據(jù)1780產(chǎn)線現(xiàn)狀，該基準(zhǔn)值為0.95。

13、更進(jìn)一步的，所述步驟4中，對于各段間空燃比差值的限幅，其特征是各段之間空燃比的實(shí)際值進(jìn)行限制，避免各段間空燃比調(diào)整出現(xiàn)干擾。如：下一次下發(fā)過?？諝庀禂?shù)時，計算得到一加段空氣過剩系數(shù)k1＝0.85，二加段空氣過剩系數(shù)k2＝0.85，均熱段空氣過剩系數(shù)k3＝1.15，由于k1、k2和k3之間最大最小值偏差為0.3＞0.2，則啟動各段間空燃比差值的限幅，下發(fā)各段空氣過剩系數(shù)為k1＝0.85、k2＝0.85、k3＝1.05。

14、更進(jìn)一步的，所述步驟5中，對于全爐空燃比的限幅，其特征是對各段空燃比上下限進(jìn)行限幅，避免加熱爐因過程異常無限制調(diào)整空燃比。如：一次一加段空氣過剩系數(shù)執(zhí)行k1＝1.15，下發(fā)執(zhí)行后，實(shí)測co含量為999ppm，則下一次空氣過剩系數(shù)應(yīng)執(zhí)行1.25，但由于全爐空燃比限幅，下一次過剩系數(shù)值仍執(zhí)行k1＝1.15。

15、(三)有益效果

16、本發(fā)明提供了基于煙氣在線分析的空燃比精細(xì)化控制方法，具備以下有益效果：

17、結(jié)合l1儀表實(shí)測值與l2模型過程自動控制，一方面能夠有效改善加熱爐燃燒狀態(tài)，減少混合煤氣熱值波動、煤氣流量波動過程的不完全燃燒狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能；另一方面，通過改善加熱爐燃燒狀態(tài)，可以降低爐膛煙氣的氧化性，減少板坯在加熱爐內(nèi)的燒損。

技術(shù)特征：

1.基于煙氣在線分析的空燃比精細(xì)化控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煙氣在線分析的空燃比精細(xì)化控制方法，其特征在于：所述步驟1中，增加加熱爐內(nèi)激光煙氣分析儀，實(shí)現(xiàn)加熱爐一加、二加和均熱段o2含量和co含量測量得到實(shí)際值。根據(jù)不同加熱爐的爐型設(shè)計、裝備和控制精度，o2含量應(yīng)在0-10％之間，co含量應(yīng)在0-1000ppm之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煙氣在線分析的空燃比精細(xì)化控制方法，其特征在于：所述步驟2中，在煤氣流量和熱值穩(wěn)定控制的狀態(tài)下，通過跟蹤不同空燃比下空氣過剩系數(shù)和對應(yīng)段加熱爐溫度變化的情況，得到基于加熱爐爐型、裝備和控制精度下的空氣過剩系數(shù)基準(zhǔn)值k。主要是通過常規(guī)燃燒模式固定煤氣流量波動在5％以內(nèi)，熱值波動在10％以內(nèi)，各段設(shè)定溫度與實(shí)際溫度偏差在±10℃以內(nèi)的環(huán)境下，改變?nèi)珷t空燃比，跟蹤各段空氣過剩系數(shù)和溫度的變化趨勢，找到空燃比調(diào)整后對應(yīng)段溫度馬上發(fā)生變化的空氣過剩系數(shù)基準(zhǔn)值k，根據(jù)1780產(chǎn)線現(xiàn)狀，該基準(zhǔn)值為0.95。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煙氣在線分析的空燃比精細(xì)化控制方法，其特征在于：所述步驟4中，對于各段間空燃比差值的限幅，其特征是各段之間空燃比的實(shí)際值進(jìn)行限制，避免各段間空燃比調(diào)整出現(xiàn)干擾。如：下一次下發(fā)過剩空氣系數(shù)時，計算得到一加段空氣過剩系數(shù)k1＝0.85，二加段空氣過剩系數(shù)k2＝0.85，均熱段空氣過剩系數(shù)k3＝1.15，由于k1、k2和k3之間最大最小值偏差為0.3＞0.2，則啟動各段間空燃比差值的限幅，下發(fā)各段空氣過剩系數(shù)為k1＝0.85、k2＝0.85、k3＝1.05。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于煙氣在線分析的空燃比精細(xì)化控制方法，其特征在于：所述步驟5中，對于全爐空燃比的限幅，其特征是對各段空燃比上下限進(jìn)行限幅，避免加熱爐因過程異常無限制調(diào)整空燃比。如：一次一加段空氣過剩系數(shù)執(zhí)行k1＝1.15，下發(fā)執(zhí)行后，實(shí)測co含量為999ppm，則下一次空氣過剩系數(shù)應(yīng)執(zhí)行1.25，但由于全爐空燃比限幅，下一次過剩系數(shù)值仍執(zhí)行k1＝1.15。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及加熱爐燃燒過程空燃比控制技術(shù)領(lǐng)域，且公開了基于煙氣在線分析的空燃比精細(xì)化控制方法，包括以下步驟：S1、增加加熱爐內(nèi)激光煙氣分析儀，實(shí)現(xiàn)加熱爐一加、二加和均熱段O2含量和CO含量測量得到實(shí)際值，S2、在煤氣流量和熱值穩(wěn)定控制的狀態(tài)下，通過跟蹤不同空燃比下空氣過剩系數(shù)和對應(yīng)段加熱爐溫度變化的情況，得到基于加熱爐爐型、裝備和控制精度下的空氣過剩系數(shù)基準(zhǔn)值k，結(jié)合L1儀表實(shí)測值與L2模型過程自動控制，一方面能夠有效改善加熱爐燃燒狀態(tài)，減少混合煤氣熱值波動、煤氣流量波動過程的不完全燃燒狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能；另一方面，通過改善加熱爐燃燒狀態(tài)，可以降低爐膛煙氣的氧化性，減少板坯在加熱爐內(nèi)的燒損。

技術(shù)研發(fā)人員：謝家振,王墨南,楊永紅,周劍鋒,余佳,陳志師,張國茂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寶鋼湛江鋼鐵有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/8/27