[实用新型]基于炉气量的加热炉炉膛压力动态优化控制系统

说明书

本实用新型基于炉气量的加热炉炉膛压力动态优化控制系统属于加热炉控制技术，根据加热炉炉气量调节引风机入口阀的开度，使入口阀开度与炉气量相匹配，来控制加热炉过量空气系数，在此基础上再根据炉膛压力检测调节引风机的速度，使炉膛压力稳定保持在设定范围内，采取这种控制策略来获得良好的炉膛压力控制效果、适宜的过量空气系数，即获得了提高加热炉燃烧效率、减少烟气总量、提高引风机节能量、减少污染排放量、降低铸坯氧化烧损、实现加热炉全自动控制、减轻操作者劳动强度，提高生产作业率的多重效果，可应用于新建和扩建或改造的各类轧钢加热炉系统、炼化加热炉及其它行业的类似工况的加热炉系统。

技术领域

本实用新型属于加热炉控制技术，具体涉及轧钢加热炉的炉膛压力控制。

背景技术

加热炉是轧钢厂重要的设备之一，也是轧钢厂的燃料耗能大户，其耗能约占轧钢厂燃料耗能的70％左右。轧钢厂如何降低加热炉的燃料消耗，对于提高加热炉的热效率和节能减排都具有重大的意义。

随着世界气候环境的变化越来越严峻，国家对企业能源消耗和环境影响的要求日趋严格，如何降能增效、提高节能减排的竞争能力，是钢铁企业面临的重要课题。

目前控制轧钢加热炉炉膛压力的方法，是根据检测的炉膛压力来调节引风机入口阀门开度或者引风机速度，使炉膛压力保持在某一范围内，但由于轧钢加热炉是个具有大惯性、纯滞后、多变量、时变参数的复杂对象，加热炉负荷变化或燃烧扰动是个复杂的非线性时变过程，两者的性质和特点也不同，烟气量变化引起的压力变化亦是非线性时变过程，因此，仅仅依赖常规控制手段，只调节一个过程参数显然不会得到预期效果，且容易产生系统超调或不稳定的结果，即使是采用几组不同控制参数，也难以获得好的控制效果，难以获得炉膛压力的稳定控制。此外，由于现有技术没有根据炉气量变化来适当调整管网特性，致使引风机始终运行在高负荷状态下，增加了系统能耗损失，且易于引起引风机不稳定运行。特别是现有技术的控制策略从根本上缺乏对加热炉过量空气系数的控制能力，所以在提高加热炉热效率、降低铸坯氧化烧损率、提高引风机节能量、降低加热炉污染排放量方面仍然有较大提升空间。

轧钢加热炉炉膛压力稳定控制是典型的、长期困扰人们的工业控制疑难问题，是具有类似工况加热炉的共性问题，是业内称之为复杂工业系统控制的问题，极具代表性。现有技术采用了几乎所有现代控制理论和技术来解决炉膛压力稳定控制问题，但迄今为止没有获得理想结果，因为实质上现有技术对现代控制理论和技术的运用还是仅仅局限在常规控制手段，只采用单一控制回路，只调节一个过程参数，即使是最复杂的双模糊控制理论的应用也没能摆脱这个桎梏。

随着技术进步，加热炉工艺及装备技术得到了不断的改进和完善，但炉膛压力控制技术几十年来一直停滞不前，没有明显的实质性进展。

综上所述，现有技术从根本上适应不了炉膛压力稳定控制的需求，理论研究和应用技术亟待有所突破。

基于炉气量的加热炉炉膛压力动态优化控制系统还未见到公开发表的出版物、文献或资料。

发明内容

本实用新型的目的是根据轧钢加热炉运行工况的特点，研究开发与其工况相适应的炉膛压力动态优化控制系统，以实现炉膛压力的稳定控制。