一种加热炉燃烧优化控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种加热炉燃烧优化控制系统，其中包括：空气调节阀、燃气成分在线检测仪、燃气流量计、烟气CO

【技术实现步骤摘要】
一种加热炉燃烧优化控制系统
本专利技术涉及冶金
，尤其涉及一种加热炉燃烧优化控制系统。
技术介绍
燃料炉通过燃料燃烧释放化学热提供热量加热工件，燃烧过程助燃空气供给量的控制直接影响到能源利用效率、有害物CO、NOX等排放水平以及炉内加热气氛和产品质量等多方面技术经济指标，是燃料燃烧控制中一项核心的控制内容。通常燃烧供给的燃料量是根据炉温和工艺要求确定，而燃料燃烧需要的空气量则根据空燃比进行调节。空燃比为燃烧供给空气量与燃料量的比值，空气量供给过大会造成能源浪费、燃烧温度降低、氧化烧损增加和有害气体NOX排放增加等问题，空气量供给不足则会存在燃料不完全燃烧，化学热损失增加，能源利用率下降，烟气CO排放超标等问题。根据实际需要，空气量的供给存在一个最优工艺控制值。然而，实际大生产过程中各种气氛条件是不断波动变化的。目前各大燃料炉窑多以在炉窑计算机控制系统中人工设定空燃比的方式对空气供给量进行调节控制，并且控制依据的条件单一，控制精度较低，不能很好的适应现场多变的生产环境。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了一种加热炉燃烧优化控制系统，能够精确的控制加热炉空气流量，保证加热炉内的燃气充分燃烧，降低排放节约能源。本申请通过一实施例提供如下技术方案：一种加热炉燃烧优化控制系统，包括：空气调节阀、燃气成分在线检测仪、燃气流量计、烟气CO2在线检测仪和控制器，所述空气调节阀设置在空气管道上，所述燃气成分在线检测仪和所述燃气流量计按照燃气流向依次设置在燃气管道上，所述烟气CO2在线检测仪设置在加热炉炉尾烟道入口处；所述空气调节阀、燃气流量计、所述燃气成分在线检测仪以及所述烟气CO2在线检测仪均与所述控制器通信连接；所述控制器用于：获取所述燃气流量计检测的燃气流量，所述燃气成分在线检测仪检测的燃气成分，烟气CO2在线检测仪检测的加热炉内的CO2含量，以及当前时间；其中，所述当前时间为获取所述燃气流量的时间点；根据所述燃气流量和所述燃气成分，获得第一空气流量；基于所述当前时间进行延时之后将所述空气调节阀的流量大小调节为所述第一空气流量；根据所述第一空气流量和所述CO2含量，对所述空气调节阀进行反馈调节，获得第二空气流量；所述第二空气流量为所述空气调节阀的最终流量大小。可选的，所述控制器具体用于：基于模型Qt1＝n*L0*Vt，获得第一空气流量；其中，Qt1为第一空气流量，n为空气过剩系数，L0为燃料理论空气量，Vt为燃气流量；L0＝4.7619*(0.5*L1+0.5*L2+2*L3+0.04-L4)，其中，L1为H2理论消耗空气量，L2为CO理论消耗空气量，L3为CH4理论消耗空气量，L4为燃气中的氧气量。可选的，所述空气过剩系数为1.05。可选的，所述控制器具体用于：可选的，所述控制器具体用于：对所述第一空气流量调整一反馈调节量，获得第一调整值；将所述空气调节阀调整至第一调整值后，获取烟气CO2在线检测仪检测的第一反馈检测值；当所述第一反馈检测值大于所述CO2含量，则按照上一次调整的调整方向将所述第一调整值调整一反馈调节量，获得第二调整值；或当所述第一反馈检测值小于所述CO2含量，则按照上一次调整的相反调整方向将所述第一调整值调整一反馈调节量，获得第二调整值；其中，所述调整方向包括增加调整或减小调整；将所述空气调节阀调整至第二调整值后，获取烟气CO2在线检测仪检测的第二反馈检测值；当所述第二反馈检测值小于或等于所述第一反馈检测值时，获得第二空气流量；当所述第二反馈检测值大于所述第一反馈检测值时，继续根据所述第二调整值和所述反馈调节量对所述空气调节阀进行反馈调节，直至获得所述第二空气流量。可选的，所述控制器具体用于：根据所述燃气成分在线检测仪与所述燃气流量计之间距离、所述燃气管道的断面面积以及所述燃气流量，获得延时时长；基于所述当前时间进行延时所述延时时长之后，将所述空气调节阀的流量大小调节为所述第二空气流量。可选的，所述控制器为PLC控制系统或DCS控制系统。可选的，所述燃气成分在线检测仪为多组分在线气体质谱分析仪。可选的，所述烟气CO2在线检测仪为在线红外气体分析仪。可选的，所述烟气CO2在线检测仪为激光在线检测仪。可选的，所述激光在线检测仪具有检测发射端和检测接收端，所述检测发射端和所述检测接收端分别设置在所述加热炉的相对两侧的炉墙上。本专利技术提供的一种加热炉燃烧优化控制系统中包括：空气调节阀、燃气成分在线检测仪、燃气流量计、烟气CO2在线检测仪和控制器，空气调节阀设置在空气管道上，燃气成分在线检测仪和燃气流量计按照燃气流向依次设置在燃气管道上，烟气CO2在线检测仪设置在加热炉炉尾烟道入口处；空气调节阀、燃气流量计、燃气成分在线检测仪以及烟气CO2在线检测仪均与控制器通信连接；控制器用于：获取所述燃气流量计检测的燃气流量，燃气成分在线检测仪检测的燃气成分，烟气CO2在线检测仪检测的加热炉内的CO2含量，以及当前获取数据的当前时间；根据燃气流量和所述燃气成分，获得第一空气流量，可实现空气流向的正向调节；在调节时，基于当前时间进行延时之后将空气调节阀的流量大小调节为第第一空气流量，使得检测到的燃气成分值为流量控制时刻对应的真实数据，保证空气流量的调节精度；进一步的，根据第一空气流量和所述CO2含量，对空气调节阀进行反馈调节，获得第二空气流量；第二空气流量为所述空气调节阀的最终流量大小，通过反馈调节进一步的提高了调节精度。通过上述系统，本专利技术实施例实现了对加热炉空气流量进行精确的控制，保证加热炉内的燃气充分燃烧，降低排放节约能源。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1示出了本专利技术第一实施例提供的一种加热炉燃烧优化控制系统的结构示意图；图2示出了本专利技术第一实施例中控制器执行的功能步骤流程图；图3示出了本专利技术第一实施例中一示例性的加热炉中CO2、CO、O2、NOx与空气过剩系数的变化关系示意图。图标：100-加热炉燃烧优化控制系统；1-加热炉；2-燃烧器；3-空气调节阀；4-燃气流量阀；5-燃气流量计；6-空气流量计；7-燃气成分在线检测仪；8-控制器；9-烟气CO2在线检测仪。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加热炉燃烧优化控制系统，其特征在于，包括：空气调节阀、燃气成分在线检测仪、燃气流量计、烟气CO

【技术特征摘要】
1.一种加热炉燃烧优化控制系统，其特征在于，包括：空气调节阀、燃气成分在线检测仪、燃气流量计、烟气CO2在线检测仪和控制器，所述空气调节阀设置在空气管道上，所述燃气成分在线检测仪和所述燃气流量计按照燃气流向依次设置在燃气管道上，所述烟气CO2在线检测仪设置在加热炉炉尾烟道入口处；所述空气调节阀、燃气流量计、所述燃气成分在线检测仪以及所述烟气CO2在线检测仪均与所述控制器通信连接；所述控制器用于：
获取所述燃气流量计检测的燃气流量，所述燃气成分在线检测仪检测的燃气成分，烟气CO2在线检测仪检测的加热炉内的CO2含量，以及当前时间；其中，所述当前时间为获取所述燃气成分的时间点；
根据所述燃气流量和所述燃气成分，获得第一空气流量；
基于所述当前时间进行延时之后将所述空气调节阀的流量大小调节为所述第一空气流量；
根据所述第一空气流量和所述CO2含量，对所述空气调节阀进行反馈调节，获得第二空气流量；所述第二空气流量为所述空气调节阀的最终流量大小。


2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制器具体用于：
基于模型Qt1＝n*L0*Vt，获得第一空气流量；其中，Qt1为第一空气流量，n为空气过剩系数，L0为燃料理论空气量，Vt为燃气流量；L0＝4.7619*(0.5*L1+0.5*L2+2*L3+0.04-L4)，其中，L1为H2理论消耗空气量，L2为CO理论消耗空气量，L3为CH4理论消耗空气量，L4为燃气中的氧气量。


3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述空气过剩系数为1.05。


4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制器具体用于：
对所述第一空气流量调整一反馈调节量，获得第一调整值；
将所述空气调节阀调整至第一调整值后，获取烟气C...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁翠娇，陈超，曹炳雷，刘刚锋，刘占增，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42