热风炉全自动燃烧控制系统的设计与实现

论文摘要

目前国内外热风炉日益朝大型化、多样化发展,国外大型热风炉设备基本上都实现了自动燃烧,而国内热风炉设备燃烧控制仍以摸索经验为主,缺乏相应的理论支持,大多以常规控制为主,实施风温调节时凭经验手动操作,一方面给操作人员增加了劳动强度,存在的误操作给生产带来了安全隐患,另一方面由于风温变化需要调节的参数比较多,手动操作很容易造成工况的波动,影响热风炉设备的稳定运行。针对目前国内钢铁企业高炉连续生产以及高炉炉况的波动对热风炉高风温稳定需求,本文以首钢迁钢2650m3高炉为原型,从工艺和设备特点出发,提出了自动燃烧控制原理及策略,以热风炉燃烧模型为基础,从物料平衡、能量平衡、相平衡出发,从而确定了实施自动燃烧和自动换炉控制过程中重要参数之间函数关系的数学模型,利用Quantum PLC控制系统提供的控制功能,通过软件组态设计了各个重要参数的控制回路及控制功能图,并设计了自动燃烧和换炉过程的监控和报警功能,从而实现了热风炉燃烧和换炉过程的平稳、安全、经济地运行。实践证明,通过本套设备的自动燃烧和换炉控制系统的实施,实现了热风炉风温1100-1310度之间范围的调节能力,极大的提高了热风炉的风温,提高了高炉的产量,带来了良好的经济效益,同时降低了操作人员的劳动强度,提高了热风炉设备的自动化水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 热风炉工艺流程及控制系统的发展状况
• 1.3 自动燃烧控制系统设计要点
• 1.4 本文研究内容和结构
• 第2章 热风炉生产工艺的流程分析
• 2.1 热风炉设备的组成
• 2.2 热风炉燃烧的基本原理
• 2.3 热风炉工艺流程分析
• 2.3.1 热风炉系统组成
• 2.3.2 热风炉主要设备配置
• 2.3.3 热风炉工艺特点
• 2.3.4 热风炉装置的生产能力
• 2.3.5 热风炉生产流程特点
• 2.4 本章小结
• 第3章 控制系统设计
• 3.1 控制系统总体设计
• 3.2 热风炉控制回路分析
• 3.2.1 热风炉的换炉控制和送风控制
• 3.2.2 热风炉的热风温度控制
• 3.2.3 热风炉的煤气和空气流量控制
• 3.2.4 废气温度上升速度的模糊控制
• 3.3 热风炉燃烧控制系统设计
• 3.3.1 自动控制方式的确定
• 3.3.2 热风炉燃烧控制的基本思想
• 3.3.3 单回路控制系统
• 3.3.4 比值控制
• 3.3.5 串级控制
• 3.3.6 复合控制
• 3.3.7 废气温度上升速度的模糊控制器的设计
• 3.4 自动燃烧流程的计算
• 3.4.1 煤气发热值的计算
• 3.4.2 煤气燃烧中各参数的计算
• 3.5 本章小结
• 第4章 控制功能的实现
• 4.1 下位机控制功能的实现
• 4.1.1 顺序控制功能的实现
• 4.1.2 自寻优微调过程的控制实现
• 4.1.3 废气管理模糊控制的实现
• 4.1.4 燃烧过程中异常情况处理功能控制的实现
• 4.1.5 燃烧过程中安全控制的实现
• 4.2 监控功能的实现
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论和展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢