一种加热炉烧嘴用脉冲控制及脉冲炉的炉温控制方法技术

一种加热炉烧嘴用脉冲控制及脉冲炉的炉温控制方法，沿炉长方向将加热炉划分成若干温控区，并于各温控区的炉膛左右两侧各设置一个热电偶，通过各温控区的热负荷需求配合各区的两个热电偶的温差值，形成各区的均匀燃烧控制；通过各温控区的热负荷需求，确定烧嘴的投入方式、区与区之间的先后触发次序以及各温控区内部的脉冲工作方式；通过烧嘴的投入方式、各区的先后触发次序以及各区内部的脉冲工作方式的配合，形成各烧嘴的时间与空间上的均匀燃烧控制，所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制及脉冲炉的炉温控制方法，通过形成的各区的均匀燃烧控制配合形成的各烧嘴的时间与空间上的均匀燃烧控制，实现对板坯的温度均匀性控制。实现对板坯的温度均匀性控制。实现对板坯的温度均匀性控制。

【技术实现步骤摘要】
一种加热炉烧嘴用脉冲控制及脉冲炉的炉温控制方法


[0001]本专利技术属于工业炉热工领域，具体涉及一种加热炉烧嘴用脉冲控制及脉冲炉的炉温控制方法。

技术介绍

[0002]热轧产品性能和板形受温度均匀性影响较大，板坯温度不均匀，会导致后续轧制时的轧制力变化大、增加轧制难度，并且轧制后在同一带钢不同位置的金属特性不一致，产品性能差别大，带钢的厚薄不均匀。
[0003]申请号为：201010000572.1的专利技术申请，公开了“一种脉冲燃烧控制系统和控制方法”，所述控制系统包括：点火系统，每一个烧嘴配设一套点火系统，点火系统将混合煤气输至烧嘴内，点燃烧嘴喷出的混合煤气；火焰监视系统，设置在烧嘴内的火焰监视器监视相应烧嘴的火焰点燃状况；脉冲燃烧控制系统，包括PLC系统，通过脉冲燃烧控制系统实现精确控温。
[0004]申请号为：201610580056.8的专利技术申请，公开了“一种加热炉多燃烧嘴脉冲控制方法”，，该方法采用一个PID控制器控制多个燃烧嘴的开启时间及开启脉冲时长。该控制方法通过PID控制器计算炉内的实际温度值与设定温度值的差值，并通过PID计算并结合循环周期确定各个燃烧嘴的开启脉冲时长。
[0005]申请号为：201410094938.4的专利技术申请，公开了“一种燃气炉多烧嘴脉冲燃烧控制方法”，该控制方法的关键是通过控制器计算设定温度与燃气炉内的实际温度的差值，将温差信号通过PID计算并结合烧嘴工作的最大工作周期转换为多时序可变脉冲信号，作为控制信号输出。所述多时序可变脉冲信号根据加热方式的不同控制空气阀和燃气阀的开闭状态，并且控制烧嘴控制器的工作周期。该方法使烧嘴按照一定的规律燃烧，从而有效控制燃烧温度，保证燃气炉内的温度均匀性，提高燃烧效率。

技术实现思路

[0006]为控制实现板坯长度方向上的温度均匀性，本专利技术提供了一种加热炉烧嘴用脉冲控制及脉冲炉的炉温控制方法，其技术方案具体如下：
[0007]一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
[0008]沿炉长方向将加热炉划分成若干温控区，根据各温控区的热负荷需求，确定烧嘴的投入方式、区与区之间的先后触发次序以及各温控区内部的脉冲工作方式；
[0009]通过烧嘴的投入方式、配合各区的先后触发次序以及各区内部的脉冲工作方式，以实现各烧嘴的时间与空间上的均匀性燃烧的方式，实现对板坯的温度均匀性控制。
[0010]根据本专利技术的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
[0011]各温控区的热负荷需求由当前温控区的实际温度值与下一扫描周期所对应的各温控区的目标设定值的差值ΔT1确定。
[0012]根据本专利技术的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
[0013]所述烧嘴的投入方式，包括区与区之间的投入方式以及各区内部的投入方式；
[0014]区与区之间以空间相邻温控区呈顺时针与逆时针交错运行的方式触发；
[0015]各区内部的投入方式在遵循区与区之间的投入方式的前提下，按照设置的燃烧时间以及设置的触发间隔时间触发。
[0016]根据本专利技术的一种脉冲炉的炉温控制方法，其特征在于：
[0017]区与区之间的先后触发次序，按照热负荷需求由大到小的顺序进行。
[0018]根据本专利技术的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
[0019]建立热负荷需求等级，按照热负荷需求等级建立相应的脉冲工作方式，具体如下：
[0020]第一热负荷需求等级为热负荷需求为零，相应脉冲工作方式为脉冲烧嘴关闭；
[0021]第二热负荷需求等级为热负荷需求为10％≤Hd≤Cx，相应脉冲工作方式为固定烧嘴燃烧时间，调节脉冲周期；
[0022]第三热负荷需求等级为热负荷需求为Cx≤Hd≤90％，相应脉冲工作方式为固定脉冲周期，调节烧嘴燃烧时间；
[0023]第四热负荷需求等级为90％≤Hd≤100％，相应脉冲工作方式为烧嘴满周期工作。
[0024]根据本专利技术的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
[0025]建立热负荷需求等级，按照热负荷需求等级建立相应的脉冲工作方式，具体如下：
[0026]第一热负荷需求等级为热负荷需求为零，相应脉冲工作方式为脉冲烧嘴关闭；
[0027]第二热负荷需求等级为热负荷需求为10％≤Hd≤Cx，相应脉冲工作方式为固定烧嘴燃烧时间，调节脉冲周期；
[0028]第三热负荷需求等级为热负荷需求为Cx≤Hd≤90％，相应脉冲工作方式为固定脉冲周期，调节烧嘴燃烧时间；
[0029]第四热负荷需求等级为90％≤Hd≤100％，相应脉冲工作方式为烧嘴满周期工作。
[0030]根据本专利技术的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
[0031]第三热负荷需求等级下的调节烧嘴燃烧时间，具体遵循如下调节：
[0032]ΔT1＜20℃，燃烧时间补偿系数为0；
[0033]20℃≤ΔT1＜50℃，燃烧时间补偿系数为1/15；
[0034]50℃≤ΔT1＜70℃，燃烧时间补偿系数为1/12；
[0035]70℃≤ΔT1＜100℃，燃烧时间补偿系数为1/6；
[0036]ΔT1≥100℃，燃烧时间补偿系数为1/2。
[0037]根据本专利技术的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
[0038]所述的燃烧时间按照如下进行设置：
[0039]T
on
＝T*mv％
[0040]其中，
[0041]T：燃烧时间，单位：S；
[0042]T：该温控区的脉冲周期；
[0043]mv％：燃烧负荷量。
[0044]根据本专利技术的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
[0045]所述的触发间隔时间按照如下进行设置：
[0046]T
intvl
＝T/N
[0047]其中，
[0048]T
intvl
：触发间隔时间，单位：S；
[0049]T：该温控区的脉冲周期；
[0050]N：该温控区的脉冲烧嘴个数。
[0051]根据本专利技术的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
[0052]按照热负荷需求由大到小的顺序形成先后触发次序的各温控区，各区的触发时刻按照如下进行：
[0053][0054]其中，
[0055]i：被触发温控区的触发次序号，i＝2、3、4、、、n；
[0056]i-1：被触发温控区的前一触发次序号；
[0057]Q
i
：被触发温控区的被触发时刻，单位：S；
[0058]Q
i-1
：当前被触发温控区的前一被触发温控区的被触发时刻，单位：S；
[0059]n
i-1
：前一被触发温控区的烧嘴个数。
[0060]根据本专利技术的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
[0061]当前温控区的实际温度值由设于炉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：沿炉长方向将加热炉划分成若干温控区，根据各温控区的热负荷需求，确定烧嘴的投入方式、区与区之间的先后触发次序以及各温控区内部的脉冲工作方式；通过烧嘴的投入方式、配合各区的先后触发次序以及各区内部的脉冲工作方式，以实现各烧嘴的时间与空间上的均匀性燃烧的方式，实现对板坯的温度均匀性控制。2.根据权利要求1所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：各温控区的热负荷需求由当前温控区的实际温度值与下一扫描周期所对应的各温控区的目标设定值的差值ΔT1确定。3.根据权利要求1所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：所述烧嘴的投入方式，包括区与区之间的投入方式以及各区内部的投入方式；区与区之间以空间相邻温控区呈顺时针与逆时针交错运行的方式触发；各区内部的投入方式在遵循区与区之间的投入方式的前提下，按照设置的燃烧时间以及设置的触发间隔时间触发。4.根据权利要求1所述的一种脉冲炉的炉温控制方法，其特征在于：区与区之间的先后触发次序，按照热负荷需求由大到小的顺序进行。5.根据权利要求1所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：建立热负荷需求等级，按照热负荷需求等级建立相应的脉冲工作方式，具体如下：第一热负荷需求等级为热负荷需求为零，相应脉冲工作方式为脉冲烧嘴关闭；第二热负荷需求等级为热负荷需求为10％≤Hd≤Cx，相应脉冲工作方式为固定烧嘴燃烧时间，调节脉冲周期；第三热负荷需求等级为热负荷需求为Cx≤Hd≤90％，相应脉冲工作方式为固定脉冲周期，调节烧嘴燃烧时间；第四热负荷需求等级为90％≤Hd≤100％，相应脉冲工作方式为烧嘴满周期工作。6.根据权利要求2所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：建立热负荷需求等级，按照热负荷需求等级建立相应的脉冲工作方式，具体如下：第一热负荷需求等级为热负荷需求为零，相应脉冲工作方式为脉冲烧嘴关闭；第二热负荷需求等级为热负荷需求为10％≤Hd≤Cx，相应脉冲工作方式为固定烧嘴燃烧时间，调节脉冲周期；第三热负荷需求等级为热负荷需求为Cx≤Hd≤90％，相应脉冲工作方式为固定脉冲周期，调节烧嘴燃烧时间；第四热负荷需求等级为90％≤Hd≤100％，相应脉冲工作方式为烧嘴满周期工作。7.根据权利要求6所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：第三热负荷需求等级下的调节烧嘴燃烧时间，具体遵循如下调节：ΔT1＜20℃，燃烧时间补偿系数为0；20℃≤ΔT1＜50℃，燃烧时间补偿系数为1/15；50℃≤ΔT1＜70℃，燃烧时间补偿系数为1/12；70℃≤ΔT1＜100℃，燃烧时间补偿系数为1/6；ΔT1≥100℃，燃烧时间补偿系数为1/2。8.根据权利要求3所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
所述的燃烧时间按照如下进行设置：T
on
＝T*mv％其中，T：燃烧时间，单位：S；T：该温控区的脉冲周期；mv％：燃烧负荷量。9.根据权利要求3所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：所述的触发间隔时间按照如下进行设置：T
intvl
＝T/N其中，T
intvl
：触发间隔时间，单位：S；T：该温控区的脉冲周期；N：该温控区的脉冲烧嘴个数。10.根据权利要求4所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：按照热负荷需求由大到小的顺序形成先后触发次序的各温控区，各区的触发时刻按照如下进行：其中，i：被触发温控区的触发次序号，i＝2、3、4、、、n；i-1：被触发温控区的前一触发次序号；Q
i
：被触发温控区的被触发时刻，单位：S；Q
i-1
：当前被触发温控区的前一被触发温控区的被触发时刻，单位：S；n
i-1
：前一被触发温控区的烧嘴个数。11.根据权利要求2所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：当前温控区的实际温度值由设于炉膛内的热电偶测得。12.根据权利要求11所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：所述热电偶沿炉长方向、分布于炉膛左右两侧，每个区设置一对。13.根据权利要求12所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：建立基于各温控区的热负荷需求、并综合各区的一对热电偶的温差值的补强调节，实现各区的均匀燃烧，用以补强板坯的温度均匀性控制。14.根据权利要求13所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：Ⅰ.当当前温控区的热负荷需求大于80％时，所述补强调节通过增加该区的总管空气压力实现；Ⅱ.当当前温控区的热负荷需求小于等于80％，且该区的一对热电偶的温差值大于30℃时，所述补强调节通过对温度低侧的烧嘴进行人工手动微调烧嘴前的压力、以缩短火焰长度的方式实现。15.根据权利要求12所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：
所述烧嘴的投入方式，包括区与区之间的投入方式以及各区内部的投入方式；区与区之间以空间相邻温控区呈顺时针与逆时针交错运行的方式触发；各区内部的投入方式在遵循区与区之间的投入方式的前提下，按照设置的燃烧时间以及设置的触发间隔时间触发；建立基于各温控区的热负荷需求、并综合各区的一对热电偶的温差值的补强调节，实现各区的均匀燃烧，用以补强板坯的温度均匀性控制。16.根据权利要求15所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：Ⅰ.当当前温控区的热负荷需求大于80％时，所述补强调节通过增加该区的总管空气压力实现；Ⅱ.当当前温控区的热负荷需求小于等于80％，且该区的一对热电偶的温差值大于30℃时，所述补强调节通过在维系设置的燃烧时间不变的前提下，以增加温度低侧的烧嘴燃烧时间并同时减少温度高侧的烧嘴相应燃烧时间的方式实现。17.根据权利要求14或16所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：在检测到该区的一对热电偶温差值大于30℃之后，对温度低侧的烧嘴进行人工手动微调烧嘴前的压力、以缩短火焰长度之前；或在检测到该区的一对热电偶温差值大于30℃之后，在维系设置的燃烧时间不变的前提下，以增加温度低侧的烧嘴燃烧时间并同时减小温度高侧的烧嘴相应燃烧时间的调节方式之前，对该区的烧嘴进行煤气阀漏检测。18.根据权利要求14或16所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：增加该区的总管空气压力，按照如下方式进行：增加该区的总管空气压力，按照如下方式进行：其中，Pgas1：煤气总管补偿后的压力动态设定值；Pgas0：常数：煤气总管压力设计值；Tgas1：煤气实际温度；Tgas0：常数：煤气温度设计值；k0：为标准设计空燃比；k1：为实际空燃比；Pair：空气总管压力动态设定值；Pair0：常数：助燃空气总管压力设计值；Tair1：助燃热空气实际温度；Tair0：常数：助燃热空气设计温度；K：根据煤气流量的空气压力修正系数；
λ：空气过剩系数。19.根据权利要求18所述的一种加热炉烧嘴用脉冲控制，其特征在于：所述空气压力修正系数k与空气过剩系数λ均按照煤气量设定；具体遵循如下设定：将煤气量进行梯度划分，依次形成第一梯度、第二梯度、第三梯度以及第四梯度；当煤气量属于第一梯度时，相应的空气压力修正系数k设定为1.0，相应的空气过剩系数λ设定为1.0；当煤气量属于第二梯度时，相应的空气压力修正系数k设定为1.1，相应的空气过剩系数λ设定为1.0；当煤气量属于第三梯度时，相应的空气压力修正系数k设定为1.15-1.19，相应的空气过剩系数λ设定为1.06；当煤气量属于第四梯度...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾凌锋，王彦峰，龚培，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：