[发明专利]轧钢加热炉的脉冲燃烧控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种轧钢加热炉的脉冲燃烧控制方法。

背景技术

一般轧钢加热炉采用比例燃烧控制，即双交叉限幅控制，在加热炉顶部或下部布置轴向烧嘴，或在顶部布置平焰烧嘴。整个加热炉一般按照预热段、加热段和均热段的若干分区进行加热，根据加热炉各温控区的热需求，通过加热炉自动控制系统的PID控制器相应调节供给各烧嘴的燃气量，并按照一定空燃配比进行相应的助燃气量调节，即采用调整各烧嘴加热能力（大小火）的方式来实现加热炉的控温目标。上述加热炉的燃烧控制方法使烧嘴工作负荷变化大，燃料燃尽率差，导致生成较多的污染物，炉内坯料传热效率较低，炉温控制灵活性差；且烧嘴的布置使得炉形结构复杂，维护操作环境差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种轧钢加热炉的脉冲燃烧控制方法，本方法改善了炉形结构，方便了维护操作，均衡了燃气烧嘴的工作负荷，提高了燃料燃尽率，加强了坯料的传热效率，提高了炉温控制精度和灵活性。

为解决上述技术问题，本发明轧钢加热炉的脉冲燃烧控制方法，包括至少四个燃气烧嘴和加热炉自动控制系统的PID控制器，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、沿炉长方向将燃气烧嘴成双布置于加热炉两侧并位于炉内坯料的上下，使加热炉形成全侧烧；

步骤二、全部燃气烧嘴开启和关闭的脉冲在T时间内完成并T时间为循环周期，各燃气烧嘴依次并间隔Ts时间开启，燃气烧嘴数量为Q，则在一个脉冲循环周期内Ts=T/Q或Ts=T/（Q/2）；

步骤三、各燃气烧嘴开启脉冲顺序可调整，各燃气烧嘴每次开启均以额定加热能力开启；

步骤四、各燃气烧嘴在各个循环周期T内的开启脉冲时间为T₁、T₂…T_Q，由加热炉自动控制系统的PID控制器根据炉温设定值与测量值进行运算，并输出各个循环周期T内各燃气烧嘴脉冲开启时间的百分比，

式中：Kp，Ki，Kd为PID控制器的调整常数,为燃气烧嘴序号，e(t)为炉温设定值与测量值的偏差量，t为PID控制器的采样周期，

各燃气烧嘴在各个循环周期T内的脉冲开启时间百分比与循环周期T相乘便得到各燃气烧嘴在各个循环周期T内的脉冲开启时间T₁，T₂…T_Q。

根据加热炉的实际工况，上述循环周期T可以取0＜T≤300秒。

由于本发明轧钢加热炉的脉冲燃烧控制方法采用了上述技术方案，即沿炉长方向将至少四个燃气烧嘴成双布置于加热炉两侧并位于炉内坯料的上下，使加热炉形成全侧烧；全部燃气烧嘴开启和关闭的脉冲在T时间内完成并T时间为循环周期，各燃气烧嘴依次并间隔Ts时间开启，燃气烧嘴数量为N，则在一个脉冲循环周期内Ts=T/N；各燃气烧嘴开启脉冲顺序按需设定并每次开启均以额定加热能力开启；各燃气烧嘴开启脉冲时间为T₁、T₂…T_Q，由加热炉控制系统的PID控制器根据炉温设定值与测量值计算各燃气烧嘴开启脉冲时间T₁、T₂…T_Q；本方法改善了炉形结构，方便了维护操作，均衡了燃气烧嘴的工作负荷，提高了燃料燃尽率，加强了坯料的传热效率，节约燃料消耗，提高了炉温控制精度和灵活性。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明加热炉燃气烧嘴布置示意图，

图2为本发明各燃气烧嘴间隔Ts=T/N时间开启的脉冲序列示意图，

图3为本发明各燃气烧嘴间隔Ts=T/（N/2）时间对应烧嘴开启脉冲相等的脉冲序列示意图。

图4为本发明各燃气烧嘴间隔Ts=T/（N/2）时间对应烧嘴开启脉冲不等的脉冲序列示意图。

具体实施方式

本发明轧钢加热炉的脉冲燃烧控制方法，包括至少四个燃气烧嘴和加热炉自动控制系统的PID控制器，其特征在于本方法包括如下步骤：

步骤一、如图1所示，沿炉长方向将燃气烧嘴B1、B2、B3、B4成双布置于加热炉1两侧并位于炉内坯料2的上下，使加热炉1形成全侧烧；

步骤二、全部燃气烧嘴开启和关闭的脉冲在T时间内完成并T时间为循环周期，各燃气烧嘴依次并间隔Ts时间开启，燃气烧嘴数量为Q，则在一个脉冲循环周期内Ts=T/Q或Ts=T/（Q/2）；

步骤三、各燃气烧嘴开启脉冲顺序看2调整，各燃气烧嘴每次开启均以额定加热能力开启；