[发明专利]高效节能炭素焙烧炉燃烧系统的优化控制方法

说明书

技术领域

本发明属于焙烧炉领域，具体是指一种适用于天然气、煤气的炭素焙烧炉燃烧系统的控制方法。

背景技术

目前，为了提高国内炭素制品厂的焙烧炉(包括阳极焙烧炉和阴极焙烧炉)的燃烧效率，大多的焙烧炉都采用了自控燃烧系统。在所应用的自控燃烧系统中，所有的燃烧器都受到计算机或PLC(可编程逻辑控制器)的控制，以脉动方式向焙烧炉的火道(炉腔)喷射可燃气体，并按照预先设定的升温曲线来工作。

然而，目前焙烧炉燃烧系统中焙烧炉火道上下游的燃烧器的工作没有优化，即上下游燃烧器会同时向火道内注入燃料，由于火道内的空间有限，其助燃空气量也受限制，因此单位时间内进入的大量燃气在规定的燃烧距离内不易充分燃烧，而未燃烧的燃气则被炉内负压带入有效燃烧距离以外，从而使得相应的火道内会出现不升温或反而降温的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服现有焙烧炉燃烧系统中燃烧器没有优化，会在同一时间向火道内喷射燃料，从而导致火道内出现不升温反而降温的缺陷，提供一种炭素焙烧炉燃烧系统的控制方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：高效节能炭素焙烧炉燃烧系统的优化控制方法，主要包括以下步骤：

(1)计算火道偏差，得出火道偏差值；

(2)根据火道偏差值，进行常规PID控制；

(3)根据火道偏差值，对PID控制的输出值按百分比进行分级；

(4)将分级后的功率比例化，实现功率一分为二；

(5)将分开后的功率分别送入上、下游脉冲发射器，在上、下游脉冲发射器中分别产生一个相应的脉冲信号，并将该脉冲信号输出给相应的火道继电器以控制燃气的喷射和停止；

(6)根据火道分开后的功率，计算并得出上、下游燃烧器之间的间隔时间参数，用该间隔时间参数来控制上、下游脉冲发生器的间隔启动时间；

进一步地，上述步骤中的计算火道偏差，得出火道偏差值具体包括以下步骤：

(1)利用安装在火道内部上、下游处的热电偶采集现场温度信号，并将该现场温度信号输入PLC的AD转换器进行转换，得出现场温度实际值；

(2)PLC用该现场温度实际值减去预先设定在其储存器中的温度设定值，得出火道偏差值。

上述步骤中所述的对PID控制的输出值按百分比进行分级，其具体内容为：第一级，火道偏差值＜0时，输出为100％；第二级，0＜火道偏差值＜2时，输出为80％；第三级，2＜火道偏差值＜4时，输出为60％；第四级，火道偏差值＞4时，输出为50％。

上述步骤中所述的将分级后的功率比例化是指在PLC中将PID控制回路的输出值乘以分级后所对应的该级的输出百分比值。

上述步骤中所述的根据火道偏差值，计算并得出上、下游燃烧器之间启动的间隔时间参数，具体包括以下步骤：

(1)在PLC中预先设定一个控制周期时间T；

(2)将分级后所对应的输出百分比值乘以该控制周期时间T，即为该控制阀的开阀时间；用控制周期时间T减去所得的开阀时间，即为开阀的间隔时间。

为了更好的实现本发明，在执行上述步骤的同时还执行过溢控制流程，该过溢控制流程主要包括以下步骤：

(1)以5～10分钟为一个周期，并在该周期内对输出功率进行过溢判断，如果过溢则执行步骤(2)，否则重复步骤(1)；

(2)以1～5分钟为一个控制周期，在一个周期开始时将控制功率降低5～10个百分点；

(3)采集上一周期和下一周期的温度值，计算出温度偏差。所述的计算出温度偏差具体为：利用现场安装的测温用热电偶采集现场温度信号后，送入AD转换器转换生成实际温度值，并储存在PLC中；PLC在存储其温度值后，与上一个采集周期所采集到的实际温度值相减，得出两个采样周期的温度偏差值；

(4)判断所计算出的温度偏差是否大于或等于零，是则返回步骤(2)，否则执行步骤(5)；

(5)增加控制功率，其幅度为上一次降低的功率的一半；

(6)再扫描一个周期，计算温度偏差值，若偏差值大于或等于零，则切换为正常控制程序，否则返回步骤(5)。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)本发明对上、下游燃烧器的燃烧过程进行优化后，能确保进入火道内的每一份燃料在规定的燃烧距离内充分的燃烧，不仅提高了燃料的燃烧效率，使火道按照既定的升温曲线均匀快速的升温，而且还能进一步节省燃料。