一種蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)及其控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)及控制方法，所述蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)包括上位工控機(jī)、下位機(jī)、助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、燒嘴前閥門(mén)、傳感器組、點(diǎn)火器，上位工控機(jī)安裝有組態(tài)軟件，上位工控機(jī)與下位機(jī)連接，燒嘴前閥門(mén)包括燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)，燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)、燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)；下位機(jī)與助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、燒嘴前閥門(mén)、傳感器組、點(diǎn)火器均連接，下位機(jī)檢測(cè)傳感器組和點(diǎn)火器的工作狀態(tài)并傳送給上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)傳感器組、點(diǎn)火器的工作狀態(tài)以及組態(tài)軟件進(jìn)行綜合處理，發(fā)送指令給下位機(jī)，通過(guò)下位機(jī)對(duì)蓄熱燃燒器進(jìn)行控制。本發(fā)明還包括該燃燒控制系統(tǒng)的控制方法。本發(fā)明排煙溫度均勻，控溫精度較好，能耗低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加熱爐燃燒控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)及其控制方法，適用于連續(xù)式加熱爐、周期式加熱爐，尤其是鍛造加熱爐中。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源消耗日益增長(zhǎng)，作為能源消耗大戶(hù)的加熱爐，如何通過(guò)技術(shù)改進(jìn)提高節(jié)能效果，已成為非常重要的指標(biāo)。蓄熱式燃燒技術(shù)的核心是高溫空氣燃燒技術(shù)，該技術(shù)在20世紀(jì)90年代以后，發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始普遍采用推廣的新型燃燒技術(shù)，具有高效煙氣回收和高溫預(yù)熱空氣，節(jié)能、環(huán)保效果較好。
[0003]目前蓄熱式燃燒技術(shù)控制方法，主要有連續(xù)調(diào)節(jié)控制和普通的PID脈沖燃燒控制。當(dāng)前的控制方法存在以下不足:
1、蓄熱式控制參數(shù)固定，不能自適應(yīng)整定，不同的加熱爐調(diào)試需根據(jù)經(jīng)驗(yàn)不斷湊試，消耗大量時(shí)間精力財(cái)力；
2、燃燒器供熱過(guò)程中容易出現(xiàn)爐膛壓力波動(dòng)較大；
3、不同蓄熱體的排煙溫度不均勻性明顯，容易超溫報(bào)警。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，而提供一種控制參數(shù)調(diào)試簡(jiǎn)單，爐膛壓力穩(wěn)定，不同蓄熱體排煙溫度均勻的蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)及其控制方法。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案包括:一種蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)，包括上位工控機(jī)、下位機(jī)、助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、燒嘴前閥門(mén)、傳感器組、點(diǎn)火器，上位工控機(jī)安裝有組態(tài)軟件，上位工控機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)與下位機(jī)連接，燒嘴前閥門(mén)包括燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)、燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)；下位機(jī)與助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、燒嘴前閥門(mén)、傳感器組、點(diǎn)火器均連接，下位機(jī)檢測(cè)傳感器組和點(diǎn)火器的工作狀態(tài)并傳送給上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)傳感器組、點(diǎn)火器的工作狀態(tài)以及組態(tài)軟件進(jìn)行綜合處理，發(fā)送指令給下位機(jī)，通過(guò)下位機(jī)對(duì)助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、燒嘴前閥門(mén)、傳感器組、點(diǎn)火器對(duì)蓄熱燃燒器進(jìn)行控制。
[0006]本發(fā)明所述下位機(jī)由下位機(jī)PLC主站和下位機(jī)PLC從站組成，下位機(jī)PLC主站與下位機(jī)PLC從站通過(guò)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接，下位機(jī)PLC從站與助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、燒嘴前閥門(mén)、傳感器組、點(diǎn)火器均連接。
[0007]本發(fā)明所述調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)為具有開(kāi)度調(diào)節(jié)的變頻器或調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器。
[0008]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述下位機(jī)PLC從站采集現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)是通過(guò)置于加熱爐附近的遠(yuǎn)程站實(shí)現(xiàn)，通信采用PROFIBUS協(xié)議。
[0009]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)采用變頻器。
[0010]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)采用變頻器。
[0011]本發(fā)明運(yùn)行中，下位機(jī)PLC從站通過(guò)排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)煙氣壓力和助燃風(fēng)壓力。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，傳感器組實(shí)時(shí)檢測(cè)獲得的爐膛溫度信號(hào)與設(shè)定溫度信號(hào)偏差值通過(guò)下位機(jī)PLC從站輸出PID值，按照優(yōu)化的PID脈沖燃燒控制策略，通過(guò)實(shí)時(shí)變化的PID輸出值自動(dòng)確定燃燒時(shí)間，以控制蓄熱燃燒器的狀態(tài)來(lái)控制爐膛內(nèi)的供熱，從而達(dá)到控制加熱爐爐膛溫度的目的。
[0012]本發(fā)明所述組態(tài)軟件包括工藝曲線(xiàn)控制程序、PID脈沖燃燒控制程序、蓄熱式燒嘴自動(dòng)換向程序。所述程序即步驟或者按規(guī)定順序執(zhí)行的步驟的組合。
[0013]本發(fā)明所述蓄熱燃燒器設(shè)置有多對(duì)蓄熱式燒嘴，每對(duì)蓄熱式燒嘴具有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)配置的蓄熱式燒嘴，每個(gè)蓄熱式燒嘴均由一個(gè)燒嘴和一個(gè)蓄熱體構(gòu)成。
[0014]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案還包括:一種蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是包括以下步驟:系統(tǒng)參數(shù)初始化并采集當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，啟動(dòng)助燃風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)入自動(dòng)調(diào)節(jié)模式，開(kāi)啟燃?xì)饪傞y，啟動(dòng)工藝曲線(xiàn)控制程序，啟動(dòng)PID脈沖燃燒控制程序，啟動(dòng)蓄熱式燒嘴自動(dòng)換向程序。
[0015]本發(fā)明所述PID脈沖燃燒控制程序包括以下步驟:PID參數(shù)初始化，采集熱電偶參數(shù)并轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)溫度，根據(jù)工藝設(shè)定溫度與實(shí)時(shí)溫度差值確定PID值，PID值大于死區(qū)執(zhí)行PID值輸出步驟，PID值不大于死區(qū)或者PID值輸出步驟完成延時(shí)至下一個(gè)周期，轉(zhuǎn)向采集熱電偶參數(shù)并轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)溫度步驟。
[0016]本發(fā)明所述PID值輸出步驟包括:PID脈寬調(diào)制輸出脈沖信號(hào)，根據(jù)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為點(diǎn)火信號(hào)，燒嘴前閥門(mén)對(duì)應(yīng)動(dòng)作。
[0017]本發(fā)明所述蓄熱式燒嘴自動(dòng)換向程序包括以下步驟:初始化燒嘴換向標(biāo)志位，燒嘴排煙溫度是否超溫的判斷步驟，燒嘴排煙溫度超溫或者前燒嘴換向標(biāo)志位無(wú)效時(shí)進(jìn)行燒嘴不換向步驟否則進(jìn)行燒嘴換向步驟，延時(shí)至下一個(gè)周期，轉(zhuǎn)向燒嘴排煙溫度是否超溫的判斷步驟。
[0018]所述燒嘴不換向步驟包括:燒嘴不換向進(jìn)入燃燒狀態(tài)，燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作；燒嘴換向步驟包括:燒嘴換向進(jìn)入排煙蓄熱狀態(tài)，燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
[0019]每對(duì)蓄熱式燒嘴的兩個(gè)蓄熱式燒嘴交替燃燒或排煙，兩個(gè)蓄熱式燒嘴交替燃燒之間具有時(shí)間間隔-燃燒前排煙時(shí)段，燃燒前排煙時(shí)段時(shí)原先在燃燒的一個(gè)蓄熱式燒嘴的燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉，燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)打開(kāi)；同時(shí)另一個(gè)蓄熱式燒嘴的燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，燒嘴前排煙風(fēng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉。
[0020]本發(fā)明所述燒嘴換向進(jìn)入排煙蓄熱狀態(tài)包括以下步驟:每對(duì)蓄熱式燒嘴中原先在燃燒的那個(gè)蓄熱式燒嘴的的燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉，燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)打開(kāi)；同時(shí)另一個(gè)蓄熱式燒嘴的燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，燒嘴前排煙風(fēng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉。
[0021]本發(fā)明所述燃燒前排煙時(shí)段為1-2秒，通過(guò)燃燒前排煙時(shí)段預(yù)排煙以達(dá)到抵消爐壓滯后升高的目的。若加熱爐采用多對(duì)蓄熱式燒嘴，則對(duì)多對(duì)蓄熱式燒嘴進(jìn)行錯(cuò)時(shí)換向，以減少同時(shí)換向?qū)t膛產(chǎn)生較大的沖擊，減少壓力波動(dòng)，穩(wěn)定爐壓。
[0022]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述換向時(shí)間參數(shù)為30-90S范圍內(nèi)自適應(yīng)調(diào)整。
[0023]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述PID脈沖輸出點(diǎn)火死區(qū)為7-10s (死區(qū):當(dāng)PID輸出值對(duì)應(yīng)的脈沖點(diǎn)火時(shí)間小于等于死區(qū)時(shí)間，則不點(diǎn)火)。
[0024]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述蓄熱式燒嘴換向采用隊(duì)列的換向策略，進(jìn)行交錯(cuò)依次換向，使?fàn)t壓波動(dòng)減小。
[0025]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述排煙溫度高溫報(bào)警值設(shè)定范圍為180°C。
[0026]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述排煙溫度高溫限制溫度為250°C，當(dāng)某個(gè)蓄熱燒嘴排煙溫度超過(guò)250°C時(shí)，暫時(shí)關(guān)閉該側(cè)的排煙功能。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:通過(guò)優(yōu)化的PID脈沖燃燒控制策略，蓄熱加熱爐內(nèi)產(chǎn)生較強(qiáng)的循環(huán)氣流，并且縮短了加熱時(shí)間，爐膛壓力較穩(wěn)定，排煙溫度均勻性好，控溫精度較好，能耗降低明顯，適用于連續(xù)式加熱爐、周期式加熱爐。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2是本發(fā)明實(shí)施例蓄熱式燒嘴工作時(shí)序圖。
[0030]圖3是本發(fā)明實(shí)施例第一燒嘴燃燒而第二燒嘴蓄熱的工作狀態(tài)示意圖。
[0031]圖4是本發(fā)明實(shí)施例第一燒嘴蓄熱而第二燒嘴燃燒的工作狀態(tài)示意圖。
[0032]圖5是本發(fā)明實(shí)施例第一燒嘴、第二燒嘴均停止準(zhǔn)備換向的工作狀態(tài)示意圖。
[0033]圖6是本發(fā)明實(shí)施例的總控制流程圖。
[0034]圖7是本發(fā)明實(shí)施例的PID脈沖控制流程圖。
[0035]圖8是本發(fā)明實(shí)施例的蓄熱式燒嘴自動(dòng)換向控制流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
[0037]本發(fā)明工作原理如下:
本發(fā)明所述的蓄熱式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。該系統(tǒng)包括已安裝組態(tài)軟件的上位工控機(jī)1通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)與下位機(jī)PLC主站2連接，下位機(jī)PLC主站2與置于加熱爐附近的下位機(jī)PLC從站3通過(guò)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接，下位機(jī)PLC主站2負(fù)責(zé)控制程序運(yùn)行，通過(guò)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，將置于現(xiàn)場(chǎng)的下位機(jī)PLC從站3通過(guò)從站輸入口 31采集現(xiàn)場(chǎng)加熱爐傳感器組4 (包括熱電偶、壓力變送器、火焰檢測(cè)器等傳感器)的實(shí)時(shí)信號(hào)(包括壓力、流量、火焰檢測(cè)、溫度信號(hào))反饋給下位機(jī)PLC主站2，下位機(jī)PLC主站2根據(jù)傳感器組4以及點(diǎn)火器7的采集信號(hào)，運(yùn)行程序發(fā)出指令，通過(guò)下位機(jī)PLC從站3的從站輸出口 32輸出對(duì)助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)5、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)6、點(diǎn)火器7、燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)8，燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)9，燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)10進(jìn)行動(dòng)作控制，以完成加熱爐的自動(dòng)控制。助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)5、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)6通常采用具有開(kāi)度調(diào)節(jié)功能的調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)例如變頻器和調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器中的一種或兩種進(jìn)行控制。本實(shí)施例助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)5和排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)6均采用變頻器，包括助燃風(fēng)機(jī)變頻器、排煙風(fēng)機(jī)變頻器，分別對(duì)助燃風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)。助燃風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)分別通過(guò)助燃風(fēng)管路、排煙風(fēng)管路連通至每對(duì)蓄熱式燒嘴前，燃?xì)夤苈芬策B通至每對(duì)蓄熱式燒嘴前。每對(duì)蓄熱式燒嘴前均設(shè)置有一對(duì)燒嘴前閥門(mén)，燒嘴前閥門(mén)包括燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)8、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)9、燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)10，燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)8、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)9、燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)10分別與燃?xì)夤苈?、助燃風(fēng)管路、排煙風(fēng)管路連通并分別控制燒嘴前的燃?xì)?、助燃風(fēng)、排煙風(fēng)的開(kāi)啟和關(guān)閉。
[0038]每對(duì)燒嘴前閥門(mén)包括第一燒嘴A的第一燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)8A、第一燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)9A、第一燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)10A，第二燒嘴B的第二燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)8B、第二燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)9B、第二燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)10B。蓄熱式燒嘴通常有3~12對(duì)。
[0039]上位工控機(jī)1對(duì)加熱爐進(jìn)行全面監(jiān)控，在運(yùn)行的組態(tài)軟件中實(shí)時(shí)顯示，包括壓力、流量、溫度、報(bào)警、蓄熱燃燒器狀態(tài)等，并且在組態(tài)軟件中進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，操作人員根據(jù)設(shè)定權(quán)限對(duì)加熱爐的操作控制動(dòng)作也都進(jìn)行記錄，可查看歷史曲線(xiàn)，報(bào)表，便于后期的查詢(xún)分析。
[0040]本實(shí)施例PID參數(shù)在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)，根據(jù)爐膛內(nèi)溫度，壓力的變化，進(jìn)行自整定獲得優(yōu)化的參數(shù)，便于加熱爐壓力控制，燃燒控制。
[0041]下位機(jī)PLC主站2內(nèi)的PID模塊根據(jù)爐膛溫度與設(shè)定溫度偏差值輸出PID值，該P(yáng)ID值經(jīng)過(guò)死區(qū)設(shè)置，最小點(diǎn)火時(shí)間保證等優(yōu)化預(yù)處理處理，再脈寬調(diào)制，輸出脈沖信號(hào)，對(duì)蓄熱燒嘴工作狀態(tài)控制。該優(yōu)化的PID控制方法避免了燒嘴頻繁點(diǎn)火，點(diǎn)火時(shí)間較短引起蓄熱效果不佳。
[0042]圖2所示為PID脈沖燃燒控制時(shí)序圖，取3個(gè)代表性的固定PID輸出值33%，50%，100%，固定換向周期60s為例進(jìn)行說(shuō)明。圖3所示為第一燒嘴A燃燒而第二燒嘴B蓄熱的工作狀態(tài)示意圖，此時(shí)第一燒嘴A的第一燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)8A打開(kāi)，第一燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)9A打開(kāi)，第一燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)10A關(guān)閉，第二燒嘴B的第二燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)8A關(guān)閉，第二燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)9A關(guān)閉，第二燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)10A打開(kāi)；圖4所示為第一燒嘴A蓄熱而第二燒嘴B燃燒的工作狀態(tài)示意圖，此時(shí)上述燒嘴前開(kāi)關(guān)閥工作狀態(tài)與圖3狀態(tài)相反；圖5所示為第一燒嘴A、第二燒嘴B均停止準(zhǔn)備換向的工作狀態(tài)示意圖，此時(shí)上述燒嘴前閥門(mén)開(kāi)關(guān)都處于關(guān)閉狀態(tài)。一般加熱爐中存在多對(duì)蓄熱式燒嘴，每對(duì)蓄熱式燒嘴由第一燒嘴A、第二燒嘴B對(duì)稱(chēng)配置構(gòu)成，第一燒嘴A、第二燒嘴B分別帶有第一蓄熱體11A、第二蓄熱體11B。圖中第一燒嘴A的燃燒循環(huán)周期(工作時(shí)段，下同)TA，第二燒嘴B的燃燒循環(huán)周期TB。
[0043]蓄熱式燃燒系統(tǒng)運(yùn)行中，每對(duì)蓄熱式燒嘴交替燃燒且在兩個(gè)蓄熱式燒嘴燃燒時(shí)段之間具有一個(gè)雙方均不燃燒但為對(duì)方燃燒做準(zhǔn)備的燃燒前排煙時(shí)段(即一方的燒嘴前排煙閥開(kāi)關(guān)先開(kāi)始工作，此時(shí)另一方是點(diǎn)火時(shí)段，特例是l_2s)Tl，燃燒前排煙時(shí)段T1開(kāi)啟一方的燒嘴前排煙閥開(kāi)關(guān)，而另一方則開(kāi)始點(diǎn)火。第一燒嘴A的燃燒循環(huán)周期TA由燃燒前排煙時(shí)段T1和第一燒嘴A燃燒時(shí)段T2A組成，第二燒嘴B燃燒循環(huán)周期TB由燃燒前排煙時(shí)段T1和第二燒嘴B燃燒時(shí)段T2B組成，例如第一燒嘴A燃燒時(shí)段T2A結(jié)束時(shí)第二燒嘴B開(kāi)始點(diǎn)火(即已經(jīng)進(jìn)入第二燒嘴B燃燒循環(huán)周期TB但還未燃燒)，此時(shí)燃燒前排煙時(shí)段T1開(kāi)始，第一燒嘴A的第一燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)10A打開(kāi)進(jìn)行排煙，延遲l_2s后第二燒嘴B開(kāi)始燃燒，反之同理。通過(guò)前反饋以達(dá)到抵消爐壓滯后升高的目的。若加熱爐采用多對(duì)蓄熱式燒嘴，則多對(duì)蓄熱式燒嘴按照上述方式進(jìn)行錯(cuò)時(shí)依次換向，以減少同時(shí)換向?qū)t膛產(chǎn)生較大的沖擊，減少壓力波動(dòng)，穩(wěn)定爐壓。
[0044]每對(duì)蓄熱式燒嘴工作時(shí)，采用排煙超前，燃燒滯后的控制；多對(duì)蓄熱式燒嘴錯(cuò)時(shí)換向，錯(cuò)時(shí)規(guī)則根據(jù)程序設(shè)定的隊(duì)列，超前、滯后及錯(cuò)時(shí)時(shí)間根據(jù)需要可進(jìn)行調(diào)整。該控制方法解決蓄熱式爐膛壓力波動(dòng)過(guò)大的影響。
[0045]當(dāng)一對(duì)蓄熱式燒嘴中的某一個(gè)燒嘴排煙溫度不均勻性變大，或者溫度超過(guò)報(bào)警值，通過(guò)暫停排煙溫度過(guò)高的燒嘴排煙功能，只能對(duì)該燒嘴燃燒控制，通過(guò)該方法排煙溫度能保持相當(dāng)?shù)木鶆蛐圆⑶也粫?huì)高溫超限。
通過(guò)加熱爐試驗(yàn)，當(dāng)有多對(duì)蓄熱式燒嘴時(shí)(作為優(yōu)選，采用5對(duì)蓄熱式燒嘴)，若不采用錯(cuò)時(shí)換向，爐壓波動(dòng)范圍達(dá)到±100Pa，甚至更高；采用錯(cuò)時(shí)換向，爐壓波動(dòng)在±50Pa內(nèi)。
[0046]當(dāng)未采用超前動(dòng)作排煙時(shí)，爐壓波動(dòng)范圍約在±50Pa之間；采用超前動(dòng)作排煙時(shí)，爐壓波動(dòng)范圍縮小至±15Pa之內(nèi)。
[0047]加熱爐燃燒系統(tǒng)運(yùn)行中，各對(duì)蓄熱式燒嘴供熱和排煙時(shí)間不盡相同而產(chǎn)生蓄熱量不同和排煙溫差，熱電偶實(shí)時(shí)檢測(cè)獲得的排煙溫度信號(hào)與設(shè)定溫度信號(hào)偏差值，PLC可通過(guò)增大燒嘴工作的死區(qū)，延長(zhǎng)燃燒-排煙狀態(tài)的最小時(shí)間，調(diào)整燃燒過(guò)程中各蓄熱式燒嘴排煙溫度偏差，且進(jìn)行超溫保護(hù)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，未設(shè)置燒嘴工作死區(qū)，或者死區(qū)不合理時(shí)，各蓄熱式燒嘴排煙溫度經(jīng)常超溫報(bào)警，甚至超過(guò)設(shè)定的極限溫度250°C。通過(guò)采用燒嘴工作死區(qū)合理設(shè)置，超溫報(bào)警降低了許多，超過(guò)極限溫度的情況未再出現(xiàn)過(guò)。
【權(quán)利要求】
1.一種蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)，包括上位工控機(jī)、下位機(jī)、助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、燒嘴前閥門(mén)、傳感器組、點(diǎn)火器，其特征在于:上位工控機(jī)安裝有組態(tài)軟件，上位工控機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)與下位機(jī)連接，燒嘴前閥門(mén)包括燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)、燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)；下位機(jī)與助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、燒嘴前閥門(mén)、傳感器組、點(diǎn)火器均連接，下位機(jī)檢測(cè)傳感器組和點(diǎn)火器的工作狀態(tài)并傳送給上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)傳感器組、點(diǎn)火器的工作狀態(tài)以及組態(tài)軟件進(jìn)行綜合處理，發(fā)送指令給下位機(jī)，通過(guò)下位機(jī)對(duì)助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、燒嘴前閥門(mén)、傳感器組、點(diǎn)火器對(duì)蓄熱燃燒器進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于:所述下位機(jī)由下位機(jī)PLC主站和下位機(jī)PLC從站組成，下位機(jī)PLC主站與下位機(jī)PLC從站通過(guò)PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接，下位機(jī)PLC從站與助燃風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、排煙風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)、燒嘴前閥門(mén)、傳感器組、點(diǎn)火器均連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于:所述調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)為具有開(kāi)度調(diào)節(jié)的變頻器或調(diào)節(jié)閥執(zhí)行器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一權(quán)利要求所述的蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:其特征是包括以下步驟:系統(tǒng)參數(shù)初始化并采集當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，啟動(dòng)助燃風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)入自動(dòng)調(diào)節(jié)模式，開(kāi)啟燃?xì)饪傞y，啟動(dòng)工藝曲線(xiàn)控制程序，啟動(dòng)PID脈沖燃燒控制程序，啟動(dòng)蓄熱式燒嘴自動(dòng)換向程序。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述PID脈沖燃燒控制程序包括以下步驟:PID參數(shù)初始化，采集熱電偶參數(shù)并轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)溫度，根據(jù)工藝設(shè)定溫度與實(shí)時(shí)溫度差值確定PID值，PID值大于死區(qū)執(zhí)行PID值輸出步驟，PID值不大于死區(qū)或者PID值輸出步驟完成延時(shí)至下一個(gè)周期，轉(zhuǎn)向采集熱電偶參數(shù)并轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)溫度步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述PID值輸出步驟包括:PID脈寬調(diào)制輸出脈沖信號(hào)，根據(jù)脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為點(diǎn)火信號(hào)，燒嘴前閥門(mén)對(duì)應(yīng)動(dòng)作。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述蓄熱式燒嘴自動(dòng)換向程序包括以下步驟:初始化燒嘴換向標(biāo)志位，燒嘴排煙溫度是否超溫的判斷步驟，燒嘴排煙溫度超溫或者前燒嘴換向標(biāo)志位無(wú)效時(shí)進(jìn)行燒嘴不換向步驟否則進(jìn)行燒嘴換向步驟，延時(shí)至下一個(gè)周期，轉(zhuǎn)向燒嘴排煙溫度是否超溫的判斷步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述燒嘴不換向步驟包括:燒嘴不換向進(jìn)入燃燒狀態(tài)，燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作；燒嘴換向步驟包括:燒嘴換向進(jìn)入排煙蓄熱狀態(tài)，燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述燒嘴換向進(jìn)入排煙蓄熱狀態(tài)包括以下步驟:每對(duì)蓄熱式燒嘴中原先在燃燒的那個(gè)蓄熱式燒嘴的燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉，燒嘴前排煙開(kāi)關(guān)打開(kāi)；同時(shí)另一個(gè)蓄熱式燒嘴的燒嘴前燃?xì)忾_(kāi)關(guān)、燒嘴前助燃風(fēng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，燒嘴前排煙風(fēng)開(kāi)關(guān)關(guān)閉。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蓄熱式燃燒控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:所述PID脈沖輸出點(diǎn)火死區(qū)為7-lOs。
【文檔編號(hào)】F23N5/00GK104456618SQ201410687571
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】邢海瀟, 潘景新, 楊應(yīng)凱, 鐘鳴, 張碧琰, 謝鑫 申請(qǐng)人:中國(guó)聯(lián)合工程公司