[发明专利]一种加热炉脉冲控制系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种加热炉脉冲控制系统及控制方法，属于冶金技术领域，所述系统上部段采用平焰烧嘴供热，下部段采用低NOx烧嘴，在所述下部段的南北两端分别设置三个烧嘴；加热炉脉冲控制系统将双交叉限幅与脉冲控制技术，下部段的六个烧嘴以交叉的两个烧嘴为一组，依次工作。该方案使用脉冲燃烧技术,由于各烧嘴均工作于高负荷状态，喷出火焰长，热辐射能力强，使钢坯受热均匀，并能防止烧嘴回火；而且，通过脉冲烧嘴的周期性开关，使炉内气氛充分搅拌，高辐射的同时也增强了气体热对流能力，进一步提高加热板坯的均匀性。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种加热炉脉冲控制系统及控制方法。

背景技术

加热炉是冶金行业的重要设备之一，其作用是将钢坯进行加热以达到后续轧制处理的要求，加热炉性能的好坏直接影响着钢坯的轧制质量。炉内燃烧气氛、出炉钢坯温度、钢坯温度均匀性及燃气耗损情况等，一直是衡量加热炉烧钢性能的重要指标，这些参数与加热炉燃烧控制系统息息相关，因此进行加热炉燃烧系统的研究是非常有必要的。

目前，加热炉燃烧工艺有双交叉限幅控制系统，虽然能够提高钢坯加热快速性，并能保证理想的残氧值，减少钢坯氧化烧损，但仍存在一些问题：

(1)出炉钢坯温度均匀性差。热传递有热传导、热辐射和热对流三种形式，加热炉内板坯受热方式以热辐射为主。温度调节器计算出额定燃气流量后，分散到各烧嘴时无法保证烧嘴始终处于高负荷燃烧状态，使得烧嘴喷出火焰短，热辐射能力弱，只会在靠近炉墙侧产生局部高温，炉体中间部位温度相对较低，钢坯受热不均匀，在中心位置可能达不到预定加热温度值。

(2)烟气余热利用率低，吨钢能耗大。由于烧嘴火焰短，传热效率低，将大大增加能耗。此外，尽管加热炉系统设计有空、煤气双预热器，但在热需求较小，如低产量或者板坯入炉温度高时，煤气预热器出口烟气温度仍较高，直接排放后造成烟气能源浪费，无形中也增加了燃气能源消耗。

(3)小流量时烧嘴回火。小流量时烧嘴管道气压低，可能使烧嘴回火，存在安全隐患，损坏烧嘴及管道，甚至引发爆炸等不可控事故。

发明内容

本发明实施例提供了一种加热炉脉冲控制系统及控制方法，利用脉冲技术，将温度调节器的输出送给脉宽调制器，转换成用于控制空气或煤气烧嘴电磁阀的时序信号，进而控制烧嘴的开关。

一方面，本发明实施例提供了一种加热炉脉冲控制系统，所述系统上部段采用平焰烧嘴供热，下部段采用低NOx烧嘴，在所述下部段的南北两端分别设置三个烧嘴；

所述加热炉脉冲控制系统将双交叉限幅与脉冲控制技术，所述下部段的六个烧嘴以交叉的两个烧嘴为一组，依次工作。

另一方面，本发明实施例还提供了一种加热炉脉冲控制方法，所述方法应用于上述的加热炉脉冲控制系统中，所述加热炉脉冲控制系统上部段采用平焰烧嘴供热，下部段采用低NOx烧嘴，在所述下部段的南北两端分别设置三个烧嘴，所述包括：

将温度调节器的输出的脉冲占空比发送给脉宽调制器，所述脉宽调制器将所述脉冲占空比转换为时序信号；

利用所述时序信号控制烧嘴电磁阀，调节每个烧嘴的工作周期和燃烧占空比，来调整所述加热炉的炉温。

有益效果如下：

本方案提供的加热炉脉冲控制系统，上部段采用平焰烧嘴供热，下部段采用低NOx可调焰侧烧嘴，在下部段的南北两端分别设置三个烧嘴，这南北两端的烧嘴同时工作，使扰动更充分，炉温更均匀，也减少了炉门开启时对炉压和炉温的干扰。

通过脉冲燃烧保证每个烧嘴均在满负荷状态下工作，出口火焰长度最大，保证了钢坯长度方向受热温度的均匀性；同时，火焰出口速度高，高速发射的热气流对炉内气氛进行大幅搅拌，在强热辐射的同时还加强了气体的对流，按一定周期打开和关闭的烧嘴使炉内烟气充分混合，进一步提高加热板坯的均匀性。