[发明专利]一种热风炉烧炉自动点火控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明应用于高炉炼铁自动控制技术领域，具体涉及一种热风炉烧炉自动点火控制系统及方法。

背景技术

热风炉在高炉炼铁工艺中占有重要地位，它通过燃烧煤气，将炉内的格子砖蓄热体加热，然后将通过热风炉蓄热体的冷风加热到1200℃左右送至高炉，为高炉焦炭和喷煤提供燃烧的温度和氧气；一般一座高炉设有3座或4座热风炉，采用2烧1送、3烧1送、2烧2送、交叉并联等换炉制度，每座热风炉因为工作过程不同，分为送风、焖炉、燃烧三种状态，通过操作换炉阀门，实现各热风炉状态的转换，每座热风炉一般送风40～60分钟，烧炉70～100分钟左右，整个热风炉系统每40分钟～60分钟就需要经历一次热风炉的煤气点火过程。

点火过程煤气流量和空气流量的配合，决定了点火过程是否安全，如果先煤气，后空气，就很容易出现爆燃，对热风炉燃烧室结构造成破坏；如果空气的提前量和过剩量太多，也会造成热风炉过多的热量损失。所以实现热风炉的安全、节能、平稳的点火，是实现热风炉自动控制的一个问题，目前大部分高炉热风炉点火，采用人工直接控制煤气、空气调节阀的阀位进行点火，点火完成后，切换到煤气流量和空气流量的自动或半自动控制，加大了操作人员的劳动强度，并且有可能因为调节阀、线路、助燃风机等问题，出现空气严重不足的爆燃情况发生。

发明内容

本发明要解决的问题是，针对现有热风炉点火存在的上述不足，提供一种热风炉烧炉自动点火控制系统及方法，有效避免煤气和空气调节阀的大范围波动，实现流量平稳控制；同时实现安全、节能、平稳的自动点火控制。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：

热风炉烧炉自动点火控制系统，至少包括空气斜坡给定器、空气流量信号选择器、空气流量调节器、煤气斜坡给定器、煤气流量信号选择器和煤气流量调节器，空气斜坡给定器和煤气斜坡给定器均包括6个输入端口和1个输出端口，6个输入端口分别为：启动信号(布尔量)输入端、秒脉冲信号输入端、流量设定值输入端、斜坡时间输入端、流量上限设定值输入端、复位信号输入端(布尔量)，1个输出端口为流量给定值输出端；

空气斜坡给定器的启动信号输入端、流量给定值输出端与空气流量信号选择器的输入端连接，空气流量信号选择器的输出端与空气流量调节器连接；煤气斜坡给定器的启动信号输入端、流量给定值输出端与煤气流量信号选择器的输入端连接，煤气流量信号选择器的输出端与煤气流量调节器连接；空气流量调节器、煤气流量调节器的输出分别与助燃空气调节阀和煤气调节阀连接，助燃空气调节阀经空气流量测量模块接入热风炉燃烧室，同时，助燃空气调节阀还经空气流量测量模块以及空燃比除法模块与煤气斜坡给定器的流量设定值输入端连接，煤气调节阀经煤气测量模块接入热风炉燃烧室。

按上述方案，所述空气斜坡给定器和煤气斜坡给定器的启动信号输入端用于接收点火过程的点火状态，当点火状态位置1时，空气斜坡给定器和煤气斜坡给定器启动；复位信号输入端用于使斜坡时间端口计时清零和流量给定值输出端清零(点火过程完成后复位)。

按上述方案，所述空气流量信号选择器、煤气流量信号选择器均包括0和1两个选择信号，当选择信号为1时，对应选择空气斜坡给定器或煤气斜坡给定器的输出值，作为空气流量调节器或煤气流量调节器的输入；当选择信号为0时，直接选择空气或煤气的流量设定值作为空气流量调节器或煤气流量调节器的输入。

按上述方案，所述空气流量调节器、煤气流量调节器均为PID调节器。

本发明还提供了一种上述热风炉烧炉自动点火控制系统的控制方法，具体包括如下步骤：

1)当热风炉换炉到燃烧状态时，将点火状态位置1，启动空气斜坡给定器和煤气斜坡给定器，空气流量信号选择器、煤气流量信号选择器分别选择空气斜坡给定器和煤气斜坡给定器的输出值作为输入；

2)空气斜坡给定器开始输出空气流量给定值到空气流量调节器中，空气流量调节器控制助燃空气调节阀逐渐增加空气流量；

3)煤气斜坡给定器的流量设定值输入端的煤气流量设定值跟踪步骤2)中空气流量实测值变化，因为点火开始时的空气流量值为0(流量小信号切除)，煤气斜坡给定器的流量给定值输出端的输出值即煤气流量给定值仍然为0，直到空气流量实测值大于0后煤气流量设定值才逐渐增加，煤气斜坡给定器输出的煤气流量给定值也逐渐增加，通过煤气流量信号选择器输出到煤气流量调节器，煤气流量调节器控制煤气调节阀增加煤气量，实现点火；