加热炉智能精确燃烧控制系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107327870A(43)申请公布日2017.11.07(21)申请号201710712074.1(22)申请日2017.08.18(71)申请人曹阳地址250001山东省济南市市中区经十路124号(72)发明人曹阳(51)Int.Cl.F23N1/02(2006.01)F27D19/00(2006.01)C21D9/70(2006.01)C21D11/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称加热炉智能精确燃烧控制系统(57)摘要本发明涉及轧钢加热炉智能控制技术领域，尤其涉及一种加热炉智能精确燃烧控制系统。包括中央控制器、温度检测器、氧含量检测器、流量检测器和流量调节阀；流量检测器包括空气流量检测器和煤气流量检测器；流量调节阀包括空气流量调节阀和煤气流量调节阀；所述中央控制器包括最优空燃比设定模块、最优空燃比自动调节模块及空燃比反馈控制模块，其中最优空燃比设定模块用于结合所加工坯料的具体工况根据空燃比自学习控制模型推算最优空燃比设定值；空燃比反馈控制模块用于计算实际空燃比动态控制空气流量调节阀和煤气流量调节阀，根据实际流量的反馈与修正，调节空燃配比。本发明能自动确定最优空燃比并跟踪和优化，降低了氧化烧损，提高了燃烧效率。CN107327870ACN107327870A权利要求书1/1页1.一种加热炉智能精确燃烧控制系统，其特征在于，包括中央控制器、温度检测器、氧含量检测器、流量检测器和流量调节阀；所述温度检测器用于检测加热炉炉膛内的温度并发送给中央控制器；氧含量检测器用于检测加热炉内的有效氧含量；流量检测器包括空气流量检测器和煤气流量检测器，空气流量检测器用于检测空气输送管道内的空气流量并发送给中央控制器，煤气流量检测器用于检测煤气输送管道内的煤气流量并发送给中央控制器；流量调节阀包括位于空气输送管道上的空气流量调节阀和位于煤气输送管道上的煤气流量调节阀，分别用于接收中央控制器的指令调节空气流量和煤气流量；所述中央控制器包括最优空燃比设定模块、最优空燃比自动调节模块及空燃比反馈控制模块，其中最优空燃比设定模块用于结合所加工坯料的具体工况根据空燃比自学习控制模型推算最优空燃比设定值；最优空燃比自动调节模块用于根据空气、煤气流量修正最优空燃比；空燃比反馈控制模块用于计算实际空燃比动态控制空气流量调节阀和煤气流量调节阀，根据实际流量的反馈与修正，调节空燃配比。2.根据权利要求1所述的加热炉智能精确燃烧控制系统，其特征在于：所述的温度检测器为红外视频测温仪，其所包括的红外摄像头位于加热炉内壁上，用于拍摄炉内钢坯周围的红外视频，通过分析红外视频图像获得钢坯表面温度。3.根据权利要求2所述的加热炉智能精确燃烧控制系统，其特征在于：所述的红外视频测温仪内置无线传输模块，与中央控制器无线连接。4.根据权利要求1或2或3所述的加热炉智能精确燃烧控制系统，其特征在于：最优空燃比自动调节模块所采用的调节方法具体为：空燃比过剩系数由空气/煤气流量比控制来调节，并用煤气压力补偿进行修正；空燃比过剩系数由空气/煤气流量比控制来调节，并用煤气热值补偿进行修正。5.根据权利要求1或2或3所述的加热炉智能精确燃烧控制系统，其特征在于：空燃比反馈控制模块的工作过程如下：(1)根据轧钢工艺、轧制要求，确定加热炉的目标残氧量R0；(2)通过氧含量检测器检测炉内的有效氧含量R；(3)将目标残氧量R0与有效氧含量作差求差值ΔR；(4)根据对煤气的成分以及热值分析，依据化学反应方程式实际计算得出理论空燃比P0；(5)计算实际空燃比P1，P1＝P0+K×ΔR，其中K为补偿系数；(6)根据实际空燃比P1，动态控制空气和煤气流量调节阀，通过空气与煤气的实际流量的反馈与修正，以调节实际进气的空燃配比。2CN107327870A说明书1/3页加热炉智能精确燃烧控制系统技术领域[0001]本发明涉及轧钢加热炉智能控制技术领域，尤其涉及一种加热炉智能精确燃烧控制系统。背景技术[0002]轧钢加热炉的智能燃烧控制是轧钢生产过程的重要环节，利用智能燃烧控制系统可以提高坯料加热质量、精确控制坯料头尾温差与均热性、降低能源消耗。由于轧钢加热炉具有非线性、大惯性、纯滞后、多变量、时变参数且相互耦合复杂等特点，被控系统工作机理复杂，某些热工参数难以测量，而且其中还有一些不确定因素，导致现有的控制系统不能及时使用变化的工况，使空燃比不合理、热效率不能进一步提高，同时氧化烧损增加。另外，燃烧过程中产生的烟气残氧含量无法检测，导致燃烧效果不理想、炉内燃烧不充分等问题，影响了坯料的加热质量。发明内容[0003]为解决上述问题，本发明提供了一种加热炉智能精确燃烧控制系统，能结合残氧量及空气/煤气流量