热风炉自动控制系统的分析与实践
热风炉自动控制系统的分析与实践
发表时间：2014-11-17T13:59:39.637Z 来源：《价值工程》2014年第1月上旬供稿作者：郑欣[导读] 不管是从保证锅炉安全运行的角度，还是从提高锅炉的热效率与节水、节能等方面考虑。
the Analysis and Practice of Hot Blast Stove Automatic Control System郑欣ZHENG Xin（中冶南方工程技术有限公司，武汉430223）（Wisdri Engineering & Research Incorporation Limited，Wuhan 430223，China）摘要院本文阐述了热风炉自动化控制系统中的设备，工艺和流程相关控制的要求，研究了其自动控制系统的实施步骤，以实际工作经验为例，提出了解决相关问题的措施和办法，为同行在解决此类问题时提供了相关参考。
Abstract: This paper introduced the requirements of equipment, process flow and process control of blast furnace automatic controlsystem, studied the implementation steps of automatic control system of hot blast stove, taking a steel group company as the example, putforward the measures to solve the related problems, provided a reference for future work.关键词院热风炉；自动控制；分析；实践Key words: hot blast stove；automatic control；analysis；practice中图分类号院TF325.4 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）01-0057-021 研究背景热风炉系统主要是给高炉燃烧输送热风。当前我国钢铁厂的热风炉控制系统主要采用编程控制器（PLC)和过程控制器（或集散系统）分别完成对电气与仪表的控制。当前热风炉系统主要存在如下主要问题：1.1 自动化控制系统在设计上的不合理由于大多数系统采取可编程控制器和过程控制器（或集散系统）分工协作共同完成。就造成了如下缺点：为了将各部分整合成相对统一的系统，就要投入大量的时间与财力来对各种类型的软件和用户接口进行相应的编程，配制，测试与调试。
这样的控制系统变得复杂并增加了后期维护的难度。
1.2 热风炉燃烧控制方面的问题传统的高炉热风炉燃烧系统计算燃烧所需的煤气流量和助燃空气流量主要依据流量设定数学模型,并算出空燃比。热风炉流量数学模型是使燃烧时热风炉格子砖的蓄热量能够满足热风温度和流量的要求,从而获得更好的经济效益。热风炉是一个持续燃烧的动态变化过程，很难及时获取其控制作用的相关信息，通过输出测量得到其效果时，有明显的控制滞后性。故此，想要实现对燃烧过程的及时控制，该数学模型就会相当复杂。另外，燃烧高炉煤气或焦炉煤气的三眼燃烧器的热风炉来讲，因为高炉煤气与焦炉煤气是分别送入，这就需要分别对高炉煤气和焦炉煤气的流量进行单独控制，还要对高炉煤气与焦炉煤气流量进行相应的比例控制，这使得系统纷繁复杂，还要配备煤气成分分析仪，这种仪器价格不菲，维护与保养也需要非常到位。此方面问题亟待解决。
2 热风炉的自动化控制的要求与方法2.1 热风炉工艺流程及工艺控制的要求将由冷风总管送来的冷风，经热风炉送风系统阀门后，送至热风炉加热后，再送到高炉，是热风炉的主要共走任务。热风炉的三种工作状态是：燃烧、送风状、闷炉工作。上述三种状态之间的转换过程叫做换炉过程。而换炉是热风炉操作过程中最基本的工作过程。在换炉时，要确保整个热风炉系统向高炉不间断送风，并保证进入高炉的风量、风压平稳，减少波动，另外煤气安全也是我们需要注意的。
2.2 高炉热风炉仪表控制方面的要求淤检测并控制好助燃空气总管压力。于检测和控制煤气总管温度及压力。盂燃料与燃烧方面的控制。榆燃烧时混风温度方面的控制。
2.3 热风炉燃烧过程中的智能控制通常热风炉燃烧使用的燃料为焦炉煤气，高炉煤气,这两种燃料进入热风炉的燃烧室后,在燃烧混合器内进行充分混合,再与助燃空气通过陶瓷烧嘴进行燃烧。通常热风炉的燃烧时间为110分钟左右，炉体温度达1050 度左右，拱顶温度最高不得超过1350 度。通过调节煤气和助燃空气流量以及两者之间的比值（空燃比）来实现对于热风炉燃烧控制。煤气流量、空气流量、空燃比、拱顶温度和废气温度等几方面是基础完善的自动化热风炉的最主要几方面的控制。
2.4 混风温度控制的主要方案2.4.1 混风温度方面控制的要求送风温度要保持在1000益，并且波动不能太大，这样才能保证高炉相对稳定的工作。由于开始送风时的风温要保持较高标准，所以设置手动回路是要预置一个大的开度，以保证能送入较多的冷风。风温达到可以使用PID 调节时，转换为自动的PID调节模式。