一种加热炉低氧燃烧装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种加热炉低氧燃烧装置及系统，包括整合模块、采集模块、工况检测模块、协同控制模块和低氧燃烧控制模块。整合模块将本装置和原有DCS集散控制系统整合，一氧化碳在线分析仪实时检测炉顶烟气中一氧化碳含量，同时通过工况检测模块对工艺介质的压力、流量、温度、燃料量、辐射室顶部负压和排烟温度等多种参数进行检测，然后协同控制模块和低氧燃烧控制模块基于以上参数，作为检测和控制对象，可将加热炉烟气氧含量长期稳定控制在1％或者1％以下，控制一氧化碳不超过100ppm，减少调节滞后的时间，减少运行波动，从而最大限度提高加热炉的热效率，解决现有手动方式控制配风会使调节滞后不及时，加热炉的运行波动变大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种加热炉低氧燃烧装置及系统
本专利技术涉及加热炉控制
，尤其涉及一种加热炉低氧燃烧装置及系统。
技术介绍
采用自动控制技术是提高加热炉在整个运行周期内平均热效率的有效途径，也是现代化生产过程控制系统发展和科技水平不断进步的必然趋势。加热炉生产过程控制中对主要影响加热炉热效率的两个最主要回路的控制，即热风供风量和烟气引风量的控制，绝大部分装置还停留在依赖于人工操作调节的落后状态。由于DCS系统中采用常规仪表的单回路PID调节控制方式，无法适应加热炉运行过程的复杂性，在经常出现各种扰动因素和工况变化条件下，难以达到理想的控制效果。加热炉自动控制基本停留在原有的水平,DCS自动控制系统的热风和烟气回路自动调节控制及使用效果并不理想。绝大多数装置仍依赖于人工用手动方式控制配风，调节滞后不及时，加热炉的运行波动较大。加热炉在整个运行周期内的平均热效率，低于定期检测和检查评比时得到的数据。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种加热炉低氧燃烧装置及系统，旨在解决现有手动方式控制配风会使调节滞后不及时，加热炉的运行波动变大的问题。为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种加热炉低氧燃烧装置，包括整合模块、采集模块、工况检测模块、协同控制模块和低氧燃烧控制模块，所述整合模块、所述采集模块、所述工况检测模块、所述协同控制模块和所述低氧燃烧控制模块依次连接；所述整合模块，用于和DCS系统进行连接；所述采集模块，用于从DCS系统和一氧化碳分析仪中获取采集数据；所述工况检测模块，用于获取加热炉工况的变化参数；所述协同控制模块，用于基于变化参数和采集数据调整控制策略；所述低氧燃烧控制模块，用于基于控制策略选择最佳控制路线。其中，所述整合模块包括通信单元和软开关切换单元，所述软开关切换单元与所述通信单元连接，所述通信单元，用于和DCS系统进行连接通讯，所述软开关切换单元，用于在自动优化控制状态和DCS控制状态之间进行切换。其中，所述协同控制模块包括助燃风阀位控制单元、烟道挡板控制单元和鼓风机控制单元，所述助燃风阀位控制单元、所述烟道挡板控制单元和所述鼓风机控制单元分别和所述工况检测模块连接；所述助燃风阀位控制单元，用于对助燃风阀位进行控制；所述烟道挡板控制单元，用于对烟道挡板进行控制；所述鼓风机控制单元，用于对鼓风机进行控制。其中，所述协同控制模块还包括引风机控制单元，所述引风机控制单元与所述工况检测模块连接，所述引风机控制单元，用于对引风机进行控制。其中，所述协同控制模块还包括阀门控制单元，所述阀门控制单元与所述工况检测模块连接，所述阀门控制单元，用于对阀门进行控制。其中，所述协同控制模块还包括深度学习单元，所述深度学习单元与所述助燃风阀位控制单元、所述烟道挡板控制单元、所述鼓风机控制单元、所述引风机控制单元、所述阀门控制单元连接，所述深度学习单元，用于对所述助燃风阀位控制单元、所述烟道挡板控制单元、所述鼓风机控制单元、所述引风机控制单元和所述阀门控制单元进行数据收集和学习。其中，所述低氧燃烧控制模块包括时间控制单元、消耗控制单元、供风控制单元和炉膛压力控制单元，所述时间控制单元、所述消耗控制单元、所述供风控制单元和所述炉膛压力控制单元依次连接，所述时间控制单元，用于基于参数进行运算得出最短的响应时间；所述消耗控制单元，用于基于参数进行运算得出最少的燃料消耗控制，所述供风控制单元，用于根据加热炉的燃料气量寻优得出热风供风量和烟气排放量，所述炉膛压力控制单元，用于结合工况参数，自动修正炉膛压力设定。第二方面，本专利技术还提供一种加热炉低氧燃烧系统，包括加热炉低氧燃烧装置、显示器和记忆库，所述显示器和所述记忆库分别与所述加热炉低氧燃烧装置连接。本专利技术的一种加热炉低氧燃烧装置及系统，通过所述整合模块可以将本装置和生产装置原有的DCS集散控制系统能有机整合，并形成了非常方便于操作的架构模式——该模式利用了工业控制计算机和DCS集散控制系统可扩充的通讯功能，具有高可靠性、安全性，最低的费用投入。激光一氧化碳在线分析仪，实时检测炉顶烟气中一氧化碳含量，同时通过所述工况检测模块对工艺介质的压力、流量、温度、燃料量、辐射室顶部负压和排烟温度等多种参数进行检测，然后所述协同控制模块和所述低氧燃烧控制模块基于以上参数，作为检测和控制对象，可将加热炉烟气氧含量长期稳定控制在1％或者1％以下，控制一氧化碳不超过100ppm，减少调节滞后的时间，减少运行波动，从而最大限度提高加热炉的热效率，解决现有手动方式控制配风会使调节滞后不及时，加热炉的运行波动变大的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。图1是本专利技术的一种加热炉低氧燃烧系统的结构图；图2是本专利技术的整合模块的结构图；图3是本专利技术的协同控制模块的结构图；图4是本专利技术的低氧燃烧控制模块的结构图；图5是本专利技术的一种加热炉低氧燃烧装置系统的控制原理图。1-整合模块、2-采集模块、3-工况检测模块、4-协同控制模块、5-低氧燃烧控制模块、6-显示器、7-记忆库、11-通信单元、12-软开关切换单元、41-助燃风阀位控制单元、42-烟道挡板控制单元、43-鼓风机控制单元、44-引风机控制单元、45-阀门控制单元、46-深度学习单元、51-时间控制单元、52-消耗控制单元、53-供风控制单元、54-炉膛压力控制单元、511-第一数据获取器、512-时间控制器、513-第一模糊逻辑处理器、521-第二数据获取器、522-消耗控制器、523-第二模糊逻辑处理器。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请参阅图1～图5，本专利技术提供一种加热炉低氧燃烧装置，包括：整合模块1、采集模块2、工况检测模块3、协同控制模块4和低氧燃烧控制模块5，所述整合模块1、所述采集模块2、所述工况检测模块3、所述协同控制模块4和所述低氧燃烧控制模块5依次连接；所述整合模块1，用于和DCS系统进行连接；...

【技术保护点】
1.一种加热炉低氧燃烧装置，其特征在于，/n包括整合模块、采集模块、工况检测模块、协同控制模块和低氧燃烧控制模块，所述整合模块、所述采集模块、所述工况检测模块、所述协同控制模块和所述低氧燃烧控制模块依次连接；/n所述整合模块，用于和DCS系统进行连接；/n所述采集模块，用于从DCS系统和一氧化碳分析仪中获取采集数据；/n所述工况检测模块，用于获取加热炉工况的变化参数；/n所述协同控制模块，用于基于变化参数和采集数据调整控制策略；/n所述低氧燃烧控制模块，用于基于控制策略选择最佳控制路线。/n

【技术特征摘要】
1.一种加热炉低氧燃烧装置，其特征在于，
包括整合模块、采集模块、工况检测模块、协同控制模块和低氧燃烧控制模块，所述整合模块、所述采集模块、所述工况检测模块、所述协同控制模块和所述低氧燃烧控制模块依次连接；
所述整合模块，用于和DCS系统进行连接；
所述采集模块，用于从DCS系统和一氧化碳分析仪中获取采集数据；
所述工况检测模块，用于获取加热炉工况的变化参数；
所述协同控制模块，用于基于变化参数和采集数据调整控制策略；
所述低氧燃烧控制模块，用于基于控制策略选择最佳控制路线。


2.如权利要求1所述的一种加热炉低氧燃烧装置，其特征在于，
所述整合模块包括通信单元和软开关切换单元，所述软开关切换单元与所述通信单元连接，所述通信单元，用于和DCS系统进行连接通讯，所述软开关切换单元，用于在自动优化控制状态和DCS控制状态之间进行切换。


3.如权利要求1所述的一种加热炉低氧燃烧装置，其特征在于，
所述协同控制模块包括助燃风阀位控制单元、烟道挡板控制单元和鼓风机控制单元，所述助燃风阀位控制单元、所述烟道挡板控制单元和所述鼓风机控制单元分别和所述工况检测模块连接；
所述助燃风阀位控制单元，用于对助燃风阀位进行控制；
所述烟道挡板控制单元，用于对烟道挡板进行控制；
所述鼓风机控制单元，用于对鼓风机进行控制。


4.如权利要求3所述的一种加热炉低氧燃烧装置，其特征在于，
所述协同控制模块还包括引风机控制单元，所述引风机控制单元与所述工...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙振华，刘玉环，
申请(专利权)人：南京金炼科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32