浅谈加热炉燃烧控制系统设计

自动化控制・Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏ　浅谈加热炉燃烧控制系统设计　文／张路军　加热炉的燃烧系统的设计进行了相应的改进，　比如说美国与日本，在这一方面都有所成就。　近些年来，低过剩空气率燃烧已经成为　了世界各国进行能源节省与污染防治的重要举　加热炉的单环控制系统已经被串级控制系统所　措，燃烧的废气中的氧气含量正是过剩空气率　代替。串级控制系统有很多种，１：Ｉ：￣１７说并列串　的直接反应，所以，要想实现加热炉燃烧控制　级控制系统、串列串级控制系统与并列串级空　气先行控制系统等等。最近几年，一种被人们　称为交叉限制式燃烧控制系统问世，它是发达　系统设计的合理化，就要将废气中的氧气含量　控制系统作为要点，将低过剩空气率控制作为　主要技术。单纯的氧气含量控制系统是国内外　国家美国与日本最新研发出来的一种混合控制　系统。下面就以交叉限制式燃烧控制系统为例　对加热炉燃烧系统的构造与工作原理进行简要　的分析：　在交叉限制式燃烧控制系统的构造设计　当中，最为突出的优势就是其采用了两种极端　的选择器，一个最大值选择器与一个最小值选　择器，这样一来，就可以使得在加热炉内的实　【关键词】加热炉燃烧控制系统设计合理　际温度稍微低于相关的设定值时，在有燃料的　增加需求之时，空气先行；如果加热炉的炉温　低于了相关的设定值，有必要降低燃料的流量　２Ｏ世纪７Ｏ年代初期，世界范围内爆发了　之时，使得燃料先行，避免黑烟的出现。也正　～‘场严重的能源危机一——石油危机，石油一时　是因为这样的构造，此种混合式的燃烧控制系　间成为了各国所关注的热点能源。为了节省能　统才会被称为交叉限制式燃烧系统。　源，实现能源的合理利用，世界各国在本国的　如图所示，在实际的工作过程当中，如　各个行业与领域之内展开了大规模的节约能源　果加热炉的炉温低于了相关设定值，作为温度　的有效措施，切实将能源的节约与保护进行到　调节器的ＴＩＣ就会将信号ｘ的输出量增加，　底。节约能源已经成为了我国社会发展与演变　这样一来，最大值选择器就会作为ＰＶ１的燃　的一大目标。而大量使用于钢铁行业的加热炉，　料流量信号与ＴＩＣ所输出的信号之间进行选择　作为大量消耗能源的设备，成为了节能减排工　并且选择最大值，也就是说选择ＴＩＣ所输出　作的重点。也正是因为如此，使得本次所研究　的信号ｘ，接下来，作为比率给定器的Ｆｒ就　的加热炉燃烧系统设计的课题有了一定的社会　会将ＳＰ２信号作为命令对ＦＩＣ２这一空气流量　现实意义。　调节装置进行设置，增加空气的流量。与此同　１加热炉燃烧系统设计的重要性　时，最小值选择器会以ＴＩＣ所传递出的信号ｘ　为依据选择空气流量信号中最小的那一个，并　所谓加热炉的燃烧系统，其工作意义主　对其进行缩小，通过燃料流量调节器ＦＩＣ１进　要有两点：其一，使加热炉的温度保持在设定　行设置，使得加热炉内的燃料与空气的流量成　值的允许标准，这样可以使得在加热炉内进行　为稳定的正比例关系，使加热炉内的空燃比处　加内的钢材能够得到均匀加热且温度符合钢材　于稳定的状态，杜绝烟的产生的与能源的浪费。　的轧制标准。其二，使加热炉内的燃烧活动中　反之亦然。　的空燃比相对合理。如果炉内的空燃比过高，　３加热炉燃烧控制系统设计要点分析　炉内的钢才就会发生氧化，提高热量的损失比　例；而在空燃比相对较低的情况之下，炉内的　加热炉的燃烧控制系统的设计是否合理，　燃料就不能够得到充分燃烧，造成能源的浪费，　燃料是否充分燃烧，能源是否得到了优化配置　还很有可能会造成环境的污染。所以说，加强　是衡量其合理性的最好标尺。而燃料的充分燃　加热炉燃烧系统设计的合理化对于提高能源的　烧几乎全部是发生在加热炉的空燃比合理的情　利用率，减少能源浪费有着至关重要的作用。　况之下，因此，要想使加热炉的燃烧控制系统　的设计合理，就应当将加热炉的空燃比控制在　２加热炉燃烧系统的构造与工作原理　合理的范围之内。而这些都要以燃料燃烧所产　加热炉燃烧系统在能源的节约利用方面　生的废弃中的氧气含量来判断。所以，在加热　有着很大的优势，因此，许多发达国家已经对　炉燃烧控制系统的设计当中，废弃中的含氧量　其加以重视，并在技术条件允许的情况之下对　控制是一个关键点。　１０２・电子技术与软件工程Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　进行废气中氧气含量控制的常见技术，这种控　制技术的优势在于它可以对加热炉内的温度与　空燃比进行很好的控制，并且不借助于流量孔　板与变送器等其它设施，这样一来，燃烧控制　系统就会变得简易，其工作的精准度也得到了　相应的提高。其劣势就在于，一旦气氛的分析　器出现了问题就会使得整个燃烧控制系统无法　正常运行。还有一种控制系统就是以废气中的　氧气含量来校对炉内的空燃比的控制系统。其　工作原理也交叉限制式控制系统较为相似，不　再在此赘述。此系统的优势在于它对于不同燃　烧量下的空气过剩率进行了综合性的补正，使　得燃烧控制系统的性能更加完善，更能够发挥　其节约能源，减少污染的重要作用。因此，在　加热炉的燃烧控制系统的设计过程当中，要将　废气中的氧气含量控制作为重要的研发对象，　使此技术可以服务于加热炉燃烧控制系统性能　的提高。　４小结　综上所述，本文对加热炉燃烧控制系统　设计的重要性，交叉限制式燃烧控制系统的相　关构造与工作原理进行了分析，提出了在加热　炉的燃烧控制系统设计中应当把废气中的氧气　含量控制作为重点的建议。希望以此来提高我　国相关行业对于能源节约的重视程度，提高加　热炉燃烧控制系统的性能，切实服务于节约型　社会的建设与经济的发展。　参考文献　［１］袁玉成，金文海．基于西门子ＰＬＣ的加热　炉燃烧控制系统的设计［Ｊ］．中国新技术　新产品．２　０１１（１　８）．　［２】李彪．回火炉燃烧控制系统［Ｊ］．自动化　与仪器仪表，２　００９（０５）．　［３］邹旭光，张元成．浅谈锅炉燃烧控　制系统设计方案的选定［Ｊ］．科技资　讯，２　００９（３５）．　作者单位　河北省邯郸市武安新兴铸管股份公司轧钢电气　河北省邯郸市０５６３００