高锰钢辙叉天然气热处理炉的控制与实现

论文摘要

能源短缺是制约我国经济可持续发展的一个重要因素。加热炉是生产过程的重要热工设备,其能耗占到钢铁工业总能耗的25%。如果提高能源的有效利用率促进能源的合理的使用,对我国经济发展具有深远战略意义。工业加热炉的自动控制,是近几年来开发的一项新技术,它是计算机软、硬件、自动控制、加热炉节能等几项技术紧密结合的产物,目前大多数工业加热炉仍处于能耗高、浪费大、污染等严重的生产状态。提高热效率,降低耗油量,用计算机和PLC进行自动控制是一件具有深远意义的工作。炉子的自动监控系统在加热炉的生产运行中具有关键作用。采用自动控制系统不但能真实反映炉内热工参数的变化,还有利于实现整套系统的自动调节,而且可从根本上提高控制精度,取得高产、优质、低耗和减少污染的效果。本文以中铁宝桥高锰钢辙叉水韧炉的控制系统设计为背景,首先通过一台小型的试验炉进行了控制系统的设计及燃烧方式的比选,采用了目前较为先进的比例燃烧控制控制方式,并且努力提高加热炉的能源利用率,在比例燃烧的同时应用了目前较为成熟的蓄热式燃烧技术,节能效果明显。通过试验炉的实际应用得出真实可靠的的燃烧参数,逐步进行完善。再根据水韧热处理炉的工艺流程和工艺要求,详细阐述了整个自动控制系统的设计过程。控制系统中对炉温的控制采用时序脉冲控制。设计由温控仪表和PLC构成的燃气水韧处理炉复合控温系统,然后用Step7对控温系统编程,最终采用WinCC对控温过程进行组态。实际运行节能效果明显,控温精度大幅提升,并解决了原有环境污染问题,可以应用在实践中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外加热炉计算机控制系统研究和应用现状
• 1.2.1 国外加热炉计算机控制系统研究和应用现状
• 1.2.2 国内加热炉计算机控制系统研究和应用现状
• 1.3 研究加热炉控制方式的意义
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 小型试验炉的燃烧方案设计
• 2.1 比例燃烧技术的原理
• 2.2 高温空气燃烧蓄热式技术原理
• 2.3 试验炉的结构及技术参数
• 2.4 控制系统设计
• 2.4.1 显示报警和控制的参数
• 2.4.2 系统工作原理及流程图
• 2.4.3 系统报警原理
• 2.4.4 控制柜显示屏操作功能
• 2.4.5 比例燃烧的优势
• 2.4.6 试验炉存在的问题分析
• 第三章 热处理炉控温方式的研究
• 3.1 公司现有水韧热处理炉的状况
• 3.2 工艺要求及制定的相关措施
• 3.3 控温系统结构概述
• 3.4 燃气热处理炉对控温系统的要求
• 3.5 脉冲燃烧控制技术的应用
• 3.5.1 脉冲燃烧控制的原理和优势
• 3.5.2 脉冲燃烧与比例燃烧的对比
• 3.5.3 结语
• 第四章 高锰钢辙叉热处理炉的改造
• 4.1 热处理炉的数据计算及烧嘴的选择
• 4.2. 基础自动化系统
• 4.2.1 设计中需要考虑的问题
• 4.2.2 基础自动化系统的构成
• 4.3 燃烧控制系统设计
• 4.3.1 时序脉冲燃烧系统的设计
• 4.3.2 燃烧控制器及烧嘴工作原理
• 4.3.3 大小火脉冲控制
• 4.4 控温精度及炉温均匀性
• 第五章 控制系统的构成及软件
• 5.1 控制系统硬件配置
• 5.2 控制系统软件编程
• 5.2.1 S7-300编程软件简介
• 5.2.2 编程举例
• 5.3 Wincc组态
• 5.3.1 西门子WinCC组态软件简介
• 5.3.2 wincc组态的实现
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 后续展望
• 致谢
• 参考文献