[发明专利]一种靶向式CO为控制变量的加热炉燃烧控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种靶向式CO为控制变量的加热炉燃烧控制系统，包括现场执行部分、现场控制部分、远程控制部分、监控总机、数据库服务器、传输部分，所述的现场控制部分包括系统控制柜、与系统控制柜相连的三个变频控制柜和工程师站；所述的现场执行部分包括加热炉、连接到系统控制柜的在线监测和执行控制设备；所述的传输部分包括互联网+MODBUS总线；所述的监控总机包括由PC机和组态软件组成的总监控系统，所述的远程控制部分包括通过互联网与总监控系统连接的远程终端设备；所述的监控总机通过传输部分连接数据库服务器，所述监控总机与所述工程师站相连，其特征在于：

所述的在线监测和执行控制设备包括二个烟道挡板执行器、烟道烟气分析仪、烟气采样泵、至少二组燃烧部分、主热风道、主热风道挡板、主燃料道、燃气调节阀、炉膛多点循环烟气分析仪、炉膛红外监视成像仪、炉膛压力计及压力变送器、温度传感器、烟气引风机变频电机、预热器回转电机变频调节器、空气鼓风机变频电机；

每组所述燃烧部分都与所述主热风道、主燃料道和炉膛多点循环烟气分析仪相连，所述主燃料道上设有所述燃气调节阀，所述烟气引风机变频电机、预热器回转电机变频调节器、空气鼓风机变频电机各通过一个所述变频控制柜与所述系统控制柜相连，每个所述烟道挡板执行器、烟道烟气分析仪、每组燃烧部分、燃气调节阀、炉膛多点循环烟气分析仪、炉膛红外监视成像仪、炉膛压力计及压力变送器、温度传感器都与所述系统控制柜相连，所述烟气采样泵与所述烟道烟气分析仪相连，所述主热风道通过所述主热风道挡板与所述预热器回转电机变频调节器相连通，所述预热器回转电机变频调节器分别与所述空气鼓风机变频电机、烟气引风机变频电机和加热炉相连通，所述烟气引风机变频电机与所述加热炉相连通；

每组所述燃烧部分包括燃烧器、炉膛多点烟气采样泵、手动调节阀、支风道挡板执行器、手动燃气调节阀和燃烧器风门，所述燃烧器通过所述燃烧器风门与所述主热风道相连通，所述燃烧器与所述主燃料道相连通，所述炉膛多点烟气采样泵与所述炉膛多点循环烟气分析仪相连通，所述燃烧器与所述主热风道之间设有所述手动调节阀和支风道挡板执行器，所述燃烧器与所述主燃料道之间设有手动燃气调节阀;

所述加热炉包括炉膛、炉底板、烟囱、第二烟道和第三烟道；

所述烟囱设置在所述炉膛的顶部，所述炉底板设置在所述炉膛的底部，所述第二烟道和第三烟道竖向从上至下依次设置在所述烟囱上且都与所述烟囱相连通，所述第二烟道与所述烟气引风机变频电机相连通，所述第三烟道与所述预热器回转电机变频调节器相连通，所述烟气采样泵设置在所述第三烟道上，二个所述烟道挡板执行器设置在所述烟囱上，所述主热风道环绕设置在所述炉膛的底部，每个所述燃烧器设置在所述炉底板上，每个所述炉膛多点烟气采样泵、温度传感器、炉膛压力计及压力变送器、炉膛红外监视成像仪都设置在所述炉膛的侧壁上，所述烟道烟气分析仪设置在烟囱、或第二烟道、或第三烟道上;

所述的系统控制柜包括带有A/D接口的智能终端控制器，所述烟道烟气分析仪、炉膛多点循环烟气分析仪、炉膛红外监视成像仪、炉膛压力计及压力变送器、温度传感器直接或通过变送器连接智能终端控制器的A/D接口。

2.一种权利要求1所述的靶向式CO为控制变量的加热炉燃烧控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）用户根据工艺需要调整燃料气总量时，通过系统控制柜操作燃气调节阀，这个调节工艺操作中是要求逐步调整的；

（2）烟气采样泵对整个加热炉的烟气进行采样，采样后的烟气组分让烟道烟气分析仪进行分析，并传至给系统控制柜进行分析、计算；各个炉膛多点烟气采样泵进行循环采样，炉膛多点循环烟气分析仪对采样后的各个炉膛多点烟气采样泵的烟气组分轮流进行分析，并传至给系统控制柜进行分析、计算；与此同时，炉膛红外监视成像仪、炉膛压力计及压力变送器、温度传感器采集的数据传至给控制柜进行分析、计算；

（3）系统控制柜根据预算结果，一方面输出指令信号给各执行器进行相关操

作，另一方面输出信号至工程师站进行显示；

所述的执行器相关操作中至少包括控制空气鼓风机变频电机或主热风道挡板，用于调节主热风道风量，以及控制炉膛多点循环烟气分析仪作业时所对应的那组燃烧部分的燃烧器风门，调整助燃风总量的合理分配；

（4）CO控制实现空燃比寻优操作，根据燃烧过程中CO和过剩O2量的关系，在过O2量小时，CO变化较快，有利于模糊寻优；过剩O2量较大时，CO浓度变化太慢，因此，控制系统切换至O2的修正串级PI控制；

根据烟气中CO浓度及 O2浓度值设置的控制变量关系如下：

CO低于15ppm时，切换至O2的修正串级PI控制；

CO高于30ppm时，切换至模糊自寻优控制；

CO介于15ppm至30ppm时，若当前为模糊控制方式则停止寻优；若为O2校正方式则仍保持自动方式；若为 O2校正方式且当前氧量过高则手动设置偏置纠正。