高炉热风炉自动控制系统
浅析炼铁高炉的自动控制系统
C omputer automation计算机自动化浅析炼铁高炉的自动控制系统高永强摘要：随着我国经济的不断发展，社会生产对于钢铁材料的需求也在逐年不断增加。
钢铁行业作为我国的重工业，在钢铁行业的发展过程中，传统的炼铁高炉控制系统已经不能满足实际的工作需求，为有效推动我国钢铁企业产能和产品质量的提高，为钢铁行业的发展能跟上时代的步伐，本文将主要对高炉工艺及炼铁高炉的自动控制系统概述，来进一步分析炼铁高炉的自动控制系统的应用要点和组成。
关键词：炼铁；高炉；自动控制系统众所周知，炼铁是钢铁材料生产过程中的核心部分，而随着我国科学技术的不断发展，人们对钢铁企业的产品质量和生产能力也提出了更高的要求，传统的生产模式已然不能符合时代的发展需求，炼铁作为钢铁企业生产过程中不可忽视的重要环节，在钢铁企业的炼铁生产过程中只有保障高炉的高效运行和不停滞状态外，相关的工作人员还需注意高炉生产过程中的高温和工艺的复杂性，为提高运行的效率和保障生产的安全，钢铁企业应当重视对炼铁高炉自动控制系统的应用。
1 高炉工艺及炼铁高炉的自动控制系统概述1.1 高炉工艺概述高炉运行时通过将焦炭和铁矿石球团混合在一起，并通过氧化还原反映生成生铁和其他的物质，其具体的操作是从装料开始，将炉料从炉顶装入高炉内，然后将热风炉加热到1000℃以上，让热风通过鼓风机形式送入高炉,再经过燃烧的焦炭形成高温的还原气体后将加热缓慢下降的炉料，还原铁矿球团后成铁。
另炉内得铁矿石到达一定的温度时,还会熔化成铁水滴落，这时铁矿石中的其他物质转化为铁渣，形成铁渣分离的状态。
1.2 炼铁高炉的自动控制系统概述自动控制系统是指其运行主要通过PLC 控制系统、监控仪表、远程控制系统、电气系统等对企业的生产进行自动化控制的过程。
在钢铁企业的发展过程中，当前所有大型现代化炼铁高炉都是通过应用仪表检测控制系统、电气自动控制系统和计算机监控管理系统来实现高炉的自动控制炼铁生产，其中仪表检测控制系统和电气自动控制系统是由PLC或DCS系统完成，在其安装费用不会超过规定的预算范围的基础上，以满足提高高炉炼铁效率和保障生产安全的特定的要求。
热风炉与高炉自动化控制系统
热风炉与高炉 自动化控制系统
现
在钢铁企业在炼铁时采用的是还
原法将铁从矿石还原出来 ，热风
关键 词：ＧＥ ０３ Ｌ Ｃｍｐｉｔ ９ －０Ｐ Ｃ ｉ ｌｉ ｃｙ
Ｖ ｒ ｐｏ ｅｓ ｒ 软件 ａ
方启全先生 ．中冶华天工程技术有限公司
风送入竖管中，通过参入冷风控制向高 炉送风的温度 通常要求送出热风温度 在 ９ ０Ｃ．同时送风的压力也要稳定 。 ５。
（ 如图 ２ 所示 ）
ｃ 送风温度调节 ．
各个热风炉送入高炉的热风在竖管 中混合后 ，送入高炉 。主要的检测量有
耗量的统计 都会增加系统的稳定性和
数据的可靠性。 在总画面上都对每个阀门设置了手 动操作 按钮。当在手 动状态 时 操 作工可
送热风总管的压力、温度。
送热风温度调节采用单回路控制方
式 控制方式设有手动／自动控制方式
根据要求的炉顶温度 ， 操作 阀门的开 度来控 制热风 炉的温 度。 当
系统在自动状态时 操 作工需要输入 适当的
手动方式由操作工在上位机上利用鼠标
和键盘控制 阀门的开度。在 自动方式 ． 根据检测的送风温度自动控制掺冷风阀 的开度。由于该系统具有较大 的时间滞 后， 在调节系统中需要加入一个超前控
高炉自动控制系统冶金企业传统的
做法是分别设立热风炉和高炉不同的值
个热风炉在燃烧 ，另外两个在向高炉
送风） 。当高炉休风 时 ，加热炉要设置
到焖烧状态 ，停止送风。
班室 ．并且将电气和仪表自动化部分分 布在不同的Ｐ Ｃ系统 中进行控制。本人 Ｌ
结合一个 ３０ 。 ８ 高炉工程 ， ｍ 主要介绍热
询。上位机采用的是Ｇ 的 Ｃｍｐｉ ｔ 画 Ｅ ｉ ｌｉ ｃｙ
高炉热风炉全自动控制专家系统
1 —混风切断阀；2 —热风温度调节阀；3 —烟道阀；4 —冷风切断阀；5 —冷风旁通阀；6 —冷风调节阀； 7 —排风阀；8 —废气阀；9 —助燃空气燃烧阀；10 —助燃空气调节阀；11 —热风阀；12 —煤气燃烧阀； 13 —煤气切断阀；14 —煤气调节阀；15 —煤气放散阀；16 —倒流休风阀；17 —放风阀；18 —烟气进预热器阀； 19 —烟气进烟道阀；20 —助燃空气阀；21 —预热器进口切断阀；22 —预热器出口切断阀；23 —助燃空气旁通阀
2002 年7 月
控制工程
Jul . 2 0 0 2
第9 卷 第4 期
Control engi neeri ng of Chi na
Vol .9 ，No .4
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
文章编号：1005- 3662（2002 ）04- 0057- 06
度恒定是借助于控制先行炉和后行炉的风量比例 燃烧预热的高炉煤气和预热空气的热风炉来说将
（控制其冷风调节阀开度）来达到的。
现代高炉都是大型化高炉，如宝钢，高炉容积
超过4 000 m3 ，每昼夜生产生铁达10 000 t ，要求热 风炉稳定地提供规定风温和风量的热风，热风炉也
是耗能大的设备，故其有效操作是至关重要的。
当然，人工控制，不但需要专人操作，且难以 在热风炉整个燃烧时期各个阶段及时设定煤气和 助燃空气流量（鞍钢10 号大型高炉的热风炉在整 个燃烧时期煤气和助燃空气流量均不变），也难以 在预热煤气和空气温度变化时、高炉所需鼓风温 度和流量变化时、助燃空气压力变化时、热风炉蓄 热量尚有富裕时，一一及时修正热风炉加热的煤 气和空气量，因而达不到节能和优化热风炉操作 的目的。故要面对我国的操作和自动化以及维护 水平的实况，而需要开发适合于我国的实际情况 的、且需低成本和便于推广的热风炉全自动化专 家系统。
高炉风机风量风压控制系统
高炉风机风量风压控制系统裴秋平 刘东辉 吕克勤(马钢自动化部 马鞍山 243011)对于炼铁来说:/有风就有铁0,风机运行的可靠性和稳定性对于高炉炼铁工艺是非常重要的。
如果风机在正常工作情况下,风量风压调节不准,会影响高炉稳产、高产,严重情况下,会产生生产事故。
因此对风机风量风压控制系统的要求很高。
马钢2500m 3高炉风机是引进瑞士苏尔寿公司的产品,为14级恒速全静叶可调轴流压缩机,主机功率为32000kW,最大送风能力为6000m 3/min 。
其工作原理是通过工作轮叶片旋转时与工质相互作用,将能量传给工质,提高气体压力并输送气体。
本文主要介绍马钢2500m 3高炉风机的风量风压控制系统。
1 系统组成及控制原理系统组成及控制原理见图1。
主要有风机出口风量、风压、风温检测,风量调节器、风压调节器及位置控制器等组成的。
风机联锁信号通过PLC 实现,控制系统的核心部分为哈特曼1布郎公司的ProTronic PS 可编程控制器,其控制原理分析如下:111 风量控制风量控制过程见图2。
风机在正常工况点2时,风机出口风量为V,压力为P 2,设备的阻力为W 2,静叶角度为A 2,假设供风设备阻力由W 2增加到W 1,此时工况点就会由2变为2c ,出口风量也相应地减少到V c 。
为了保持风量不变,在阻力增到W 1的同时,根据风机工作原理,改变风机静叶角度到A 1,从而使风机的工作点变成1,增加风压保持风量V 不变。
据此控制系统的实现是通过控制器把风机出口风量经压力温度补正运算后,作为实测值,再根据风量设定值与实测值的偏差经PI 运算,并作相关处理后,一方面输出到位置控制器作为位置控制的设定值,位置控制器把从位置变送器反馈过来的静叶位置信号作为实测值经位置控制器比较运行后,输出一个信号给电/液转换器,以达到调节静叶的位置,从而保持风量不变;另一方面把输出作为跟踪信号,送到压力控制器中实现风量风压调节无扰动切换。
高炉自动控制系统技术方案
450m3高炉自动控制系统技术方案第一章方案综述1、概述1.1 系统范围：该系统范围为高炉基础级自动化三电控制部分，即：仪表、电气、计算机。
主要有：槽下高炉上料、炉顶控制系统，高炉本体测控系统，热风炉控制系统，煤气干式净化控制系统，供料控制系统，系统网络通讯等系统的基础级自动化控制。
1.2 设计选型原则（1）尽量采用先进、成熟、可靠的控制技术，本着经济实用、安全可靠及先进的原则，集多年冶金自动化系统设计、维护之经验,进行系统优化设计，实现低成本、高效率自动化系统；（2）采用三电（EIC）一体化控制，主体工艺采用三电合一（EIC）的控制思想，实现仪表、电气及自动控制系统的集成控制。
系统采用集散型PLC实现分布式网络控制，确保系统运行稳定可靠；（3）为确保系统具有良好的匹配性，PLC系统、电气及标书内的仪表设备分别尽量选用同一厂家产品；（4）上位机、PLC之间的通讯采用工业以太网结构，确保系统具有良好的开放性；（5）方案设计充分考虑节能降耗，减少电磁干扰，提高系统的稳定性；（6）在完成基础级自动化的基础上，统一规划网络结构，预留与企业管理级系统的通讯接口。
对于本项目共分为高炉本体、高炉炉顶上料、热风炉、煤气干法除尘、供料控制系统等五个部分，涉及到仪表、电气和PLC自动化系统等三个方面。
2、PLC系统配置PLC控制系统由4套单独PLC构成，按工艺流程分：槽下上料、炉顶布料系统；高炉本体工艺参数采集和控制系统；热风炉数据采集与功能控制系统；煤气净化系统；上料系统、高炉本体系统、热风炉系统的PLC以及各自的监控站通过工业以太网连接在一起。
热风炉PLC本体PLC上料PLC热风炉监控站本体监控站上料监控站除尘监控站除尘PLC热风炉操作室炉长操作室工业以太网组网结构图系统采用西门子S7-400／S7-300系列PLC，编程软件采用STEP7 V5.3,监控软件采用WINCC6.0中文版。
PLC与上位机间采用以太网通讯模式，PLC与PLC之间同样采用以太网通讯模式总线结构。
热风炉换炉自动控制系统
热风炉换炉自动控制系统热风炉是利用燃烧蓄热来预热高护鼓风的热交换装置，有内燃式、外燃式和顶烧式三种。
每座高炉设置3座或4座热风炉交替进行加热和加热鼓风作业。
当一座热风炉经过一段时间送风，输出的热风不能维持所需温度时就需换炉，使用另一座燃烧加热好的热风炉是送风，而原送风的热风炉则转为重新燃烧加热。
故每座热风炉在运转过程中都有三种状态，即燃烧加热期、闷炉(即有关燃烧及送风的各个阀门均关闭)期和送风期。
热风炉结构型式热风炉是炼铁生产过程中的重要设备之一，它供给高炉热风的热量约占炼铁生产耗热的1/4。
自从1975年考贝提出用蓄热式热风炉来代替换热式热风炉以来，其基本原理至今没有改变，但其结构和操作方法等却有了重大改进。
1.1霍戈文内燃式热风炉由荷兰达涅利霍戈文首创的霍戈文内燃式热风炉是内燃式热风炉改造最成功的代表,其主要特征为:拱顶砌体呈悬链形直接由炉壳支承;自立为式滑动隔墙;眼睛形火井和与之相配的矩形套筒式陶瓷燃烧器;燃烧室下部隔墙增设绝热砖和耐热不锈钢板，以减小燃烧室隔墙的温度梯度。
霍戈文内燃式热风炉与同级外燃式热风炉相比,具有体积小、占地少材料用量少、投资省(节省30%~35%)等优点;其卓越的生产效果，可以满足高风温长寿的要求。
近年来各国新建的2500m³级的高炉，大多数都是采用霍戈文热风炉的设计标准。
DCE公司所设计的最大的热风炉是中国鞍钢新一号高炉的霍戈文高风温内燃式热风炉，实现了1200C以上的风温。
它采用了矩形燃烧器、合理的隔墙、随温度变化的滑动结构、悬链式拱顶以及分块吸收膨胀等措施,保证热风炉实现25年的长寿命。
内燃式热风炉的缺点在于;火井偏在一侧使气流分布不均匀，限制了进一步扩大直径;另外，燃烧室隔墙结构复杂。
因此，目前大于4000m³的高炉只能采用外燃式热风炉。
1.2 外燃式热风炉外燃式热风炉类型有地得型、马琴型和新日铁型3种。
这些外燃式热风炉的特征，主要表现在拱顶及其连接的方式上。
高炉热风炉自动化控制系统
高炉热风炉自动化控制系统作者：谢彬修来源：《城市建设理论研究》2013年第23期摘要:高炉热风炉自动化控制系统主要包含热风炉本体控制、外围设备控制以及液压站控制等。
高炉热风炉自动化控制系统要求保证炼铁生产过程中向高炉供风的连续性以及实时监控性,进而保证高炉炼铁工艺稳定持续进行。
关键词:热风炉自动化控制系统；西门子PLC控制系统；热风炉工艺中图分类号： TF578 文献标识码： A 文章编号：热风炉自动化控制系统具有控制设备多、设备位置分散、工艺操作顺序严格，设备间联锁关系强、设备运行环境恶劣、安全可靠性要求高等特点。
基于PLC的高炉热风炉控制系统,在考虑高炉炼铁系统特点和要求的基础上,充分利用了PLC可靠性、稳定性、功能多样性和扩展性好、易于使用等特点，为高炉冶金自动化提供了良好的个性化解决方案。
系统设计热风炉控制是集机械、液压、电气控制和计算机应用为一体的技术。
以PLC为核心,集中与分散相结合，组成三电一体控制系统。
本文依据某钢铁厂工艺要求组织设计，其热风炉自动控制系统由1个西门子S7-400的PLC做控制核心，两台上位机做操作平台。
S7-400PLC通过强大的以太网通讯功能与上位机进行通讯，接收上位机的操作指令。
通过快速的扫描内部程序逻辑判断需要执行的动作，发出命令，从而实现PLC核心控制作用。
热风炉自动化监控系统主要包括煤气、助燃空气、烟气以冷风及热风等管道阀门设备的监控，液压站油泵、助燃风机等电气设备监控，仪器仪表温度、压力、流量等参数的显示与报警，自动换炉等部分。
上位机的人机交互系统包括热风炉操作系统、液压站操作系统、附属设备操作系统、仪表参数趋势系统以及参数报警系统等五个子系统组成。
利用西门子WINCC6.2组态软件的强大功能实时高效的与S7-400PLC配合完成热风炉系统的自动化监控任务。
为了确保操作的安全可靠性,在主要依托PLC控制的基础上增加电气回路控制，便于应急就地操作与检修时的设备操作。
炼铁高炉电气自动化系统基本配置及其功能和优点分析
炼铁高炉电气自动化系统基本配置及其功能和优点分析摘要：随着我国市场经济的发展，城市化工业化的进程加快，现代化建设需求下使得市场对于钢铁的需求日益增长，尤其是对于工业生产来说（航天、运输、建筑工程等），对钢铁质量和数量有了更高的要求。
为更好的满足行业发展需求和社会市场需求，创新钢铁提炼技术，优化钢铁质量是现阶段的重要任务。
在科学技术发展的支持下，高炉冶炼的电气自动化控制系统成为提高钢铁产品效率和质量的重要技术，不仅节约了人力、物力、财力，增加企业经济效益的同时，也能够对钢铁提炼的整个过程进行有效的监督和控制，保障钢铁冶炼生产的稳定性。
因此，本文以下主要对炼铁高炉电气自动化系统基本配置及其功能和优点进行相关分析。
关键词：炼铁高炉；电气自动化系统；配置功能一、炼铁高炉电气自动化系统的组成炼铁高炉电气自动化系统通常由监测仪表、PLC 控制系统、电气系统、远程管理计算机等几方面组成。
这四个部分通过电缆、光纤、网线进行连接，实现相互之间的配合。
在炼铁高炉电气自动化系统的实际组成中，要合理化、科学化的设计连接路径，缩短缆线的长度，不仅能够有效的节约企业经济，还能减轻维修工作人员的工作量[1]。
光纤实现了电气自动化设备中主站和分站之间的连接，实现了主站和分站的通信传输。
通过PLC系统构建基站能够实现对各个系统的集中和分散控制，优化系统之间相互独立给实际操作带来的不变。
为了提高设备运行的安全性，采用冗余配置方式升级控制系统，实现电源、处理器、总线的冗余，进而在某个环节出现故障的时候，不影响其他部分的正常运转[2]。
PLC（编程控制器）是炼铁高炉电气化自动控制系统的核心，局域网能够将PLC中产生的数据汇总到计算机中，相关工作人员能够通过计算机实现对系统的实时控制。
其次，保障电气化自动控制终端和自动控制系统之间的链接通畅是实现对冶炼过程全面控制的前提，也保障了PLC数据能够及时的反馈给控制终端[3]。
二、高炉电气自动控制子系统组成2.1 自动化系统冶铁高炉自动化系统能够通过计算机来对高炉冶铁过程中温度、压力、鼓风量、风压等生产参数和数据进行实时的监测计算，通过数据来对高炉冶铁作业的正常运行进行判断。
高炉自动控制系统技术方案
目录第一章方案综述 (2)第二章高炉本体方案 (6)第三章高炉上料方案 (9)第四章除尘方案 (16)第五章热风炉方案 (18)第一章方案综述1、概述1.1 系统范围：该系统范围为高炉基础级自动化三电控制部分，即：仪表、电气、计算机。
主要有：槽下高炉上料、炉顶控制系统，高炉本体测控系统，热风炉控制系统，煤气干式净化控制系统，供料控制系统，系统网络通讯等系统的基础级自动化控制。
1.2 设计选型原则（1）尽量采用先进、成熟、可靠的控制技术，本着经济实用、安全可靠及先进的原则，集多年冶金自动化系统设计、维护之经验,进行系统优化设计，实现低成本、高效率自动化系统；（2）采用三电（EIC）一体化控制，主体工艺采用三电合一（EIC）的控制思想，实现仪表、电气及自动控制系统的集成控制。
系统采用集散型PLC实现分布式网络控制，确保系统运行稳定可靠；（3）为确保系统具有良好的匹配性，PLC系统、电气及标书内的仪表设备分别尽量选用同一厂家产品；（4）上位机、PLC之间的通讯采用工业以太网结构，确保系统具有良好的开放性；（5）方案设计充分考虑节能降耗，减少电磁干扰，提高系统的稳定性；（6）在完成基础级自动化的基础上，统一规划网络结构，预留与企业管理级系统的通讯接口。
对于本项目共分为高炉本体、高炉炉顶上料、热风炉、煤气干法除尘、供料控制系统等五个部分，涉及到仪表、电气和PLC自动化系统等三个方面。
2、PLC系统配置PLC控制系统由4套单独PLC构成，按工艺流程分：槽下上料、炉顶布料系统；高炉本体工艺参数采集和控制系统；热风炉数据采集与功能控制系统；煤气净化系统；上料系统、高炉本体系统、热风炉系统的PLC以及各自的监控站通过工业以太网连接在一起。
热风炉监控站上料监控站工业以太网组网结构图系统采用西门子S7-400／S7-300系列PLC，编程软件采用STEP7 V5.3,监控软件采用WINCC6.0中文版。
PLC与上位机间采用以太网通讯模式，PLC与PLC之间同样采用以太网通讯模式总线结构。
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作者：郑欣来源：《价值工程》2014年第01期摘要：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。
关键词：热风炉；自动控制；分析；实践中图分类号：TF325.4 文献标识码：A 文章编号：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。
炼铁高炉上料自动控制系统关键技术分析
炼铁高炉上料自动控制系统关键技术分析发布时间：2021-11-06T03:42:27.080Z 来源：《探索科学》2021年9月下18期作者：李文博[导读] 高炉上料系统自动化是冶金行业自动化的一部分，我国的钢铁工业近年来在自动化领域已经取得了巨大进步，然而在基础自动化和过程控制以及信息技术方面仍然同国际先进水平存在着很大差距。
本文介绍了炼铁高炉电气自动控制系统的基本设置、运行方式，以及各系统组成，并对炼铁高炉电气自动化系统的建造和设计提出意见和建议。
宝武集团新疆八一钢铁股份有限公司李文博新疆乌鲁木齐 830022摘要：高炉上料系统自动化是冶金行业自动化的一部分，我国的钢铁工业近年来在自动化领域已经取得了巨大进步，然而在基础自动化和过程控制以及信息技术方面仍然同国际先进水平存在着很大差距。
本文介绍了炼铁高炉电气自动控制系统的基本设置、运行方式，以及各系统组成，并对炼铁高炉电气自动化系统的建造和设计提出意见和建议。
关键词：冶炼技术；炼铁高炉；电气自动化；控制系统1.炼铁高炉自动上料系统发展状况高炉自动上料系统直接面向生产过程，完成生产过程的程序控制和连锁控制，并直接监视各个生产设备的运行状态，是生产的基本环节，它将对正常生产过程及生产产品的产量和质量产生直接的影响，自动化控制系统对于系统的可靠性、稳定性有更高的要求。
因此，在确定系统选型时应把握住硬件的高可靠性、高稳定性这一关，同时应要求控制装置的具有较高的运算能力，此外还要考虑到今后技术发展的需要[1]。
高炉上料控制系统以前多采用继电控制，主要存在两大缺陷，一是控制系统复杂，故障率高，采用大量的继电器用于联锁控制线路复杂，二是工作模式单一只有机旁和手动两种操作方式，手动操作用于生产，机旁操作用于设备故障时的维护，不能实现自动化生产。
在我国炼铁高炉自动上料系统中，已经采用计算机把生产过程控制和生产管理结合成统一的整体，大大提高了自动化程度，随着微型计算机的推广和使用，现代冶金企业已经大量采用计算机建立完整的计算机控制和管理系统，并日渐完善和成熟。
热风炉与高炉自动化控制系统
预 热 过 的 空气 和 煤 气 的温 度 大 概 在 ４０３ ０ ＂左右， （ 系统的体积及压力发生了较大的 变化 ，这样会对气体 的体积检测产生较大的 ． 偏差。 Ｌ Ｐ Ｃ程序根据这些检测量，将 自 动对 温度适时换面 。这样有利于在整定 ＰＤ参数 Ｉ 时，直观地观察参数整定的效果。
常性动作， 电器的触点会很快地坏掉） 这 继 。
空气预热器前后 的压力 、温度 ，煤气预热器 前后的压力 温度 ，烟气换热器前后压差、
温度 ，以及各个热风炉 的烟道压力和烟道均
压。
就要求在 Ｐ Ｃ 中编一段阀 门开度的判断程 Ｌ 序，不管是手动还是 自 动情况下给定一个 目 标阀门位置，程序根据执行机构的反馈信号 位置 ，发出开关指令控制执行机构运行到设
制及监控。 两个值班室的交换机用光纤连接 ， 这样就将两个值班室联到统一的以太 网上 ，
值班 室之 间可 监视对 方 设备 的运 行情 况 。
碳、 氮气和部分氧气等 ） 提供给高炉。高炉 ，
是炼铁最主要的工艺设备，它利用热风炉送 来高温热风和高炉上料投入 的焦炭、喷煤喷 入的煤粉作用将铁矿石 中的化合态的铁还原 成游离态的铁。
２ 热风炉燃烧控制系统 ． ２
．．
经过预热 的煤气和空气送入热风炉内进
行燃烧，产生高温 的热风，这样在高炉允许
的时候就可以向高炉送风。燃烧系统主要包 定的位置。
括的检测量有煤气支管的流量 、 压力、 温度，
当在画面上点击调节阀时会弹 出如下图
空气支管的流量、压力、温度，烟气炉炉顶 ３ 的操作画面，在黑色区域显示阀位动作的
根据上图可将热风炉分成如下部分：
输入适 当的空燃 比和炉 顶温 度 的设定值， Ｐ Ｃ程序会根据检测的炉顶温度与设定的炉 Ｌ 顶温度的偏差值 同时结合设定的空燃 比自动
炼铁厂高炉综合自动化控制系统的研究与应用
’ ｌ
与 应 用
静 炼铁厂高炉综合 自动化制系统的研究与应用 韩 国 新 盛丽 娜
（ 山钢 集 团 莱芜分公 司莱钢 自动化 部 山 东莱芜 ２ ７ １ １ ０ ￣
摘要 ： 本 文 主要介 绍 了莱钢 高炉 自 动 控制 系统 中高炉本 体 、 上料 系统 、 槽 上 系统 的逻 辑控 制功 能， 以及 该 系统的技 术 特点 。 该控 制 系统 自动 化控 制 范 围广， 自动化程 度 高， 采 用 了大量 新技 术 和一 些先进 的控 制算 法， 实施 效果好 ， 经济效 益 高、 推 广 应用 价值 巨大 。 关键 词 ： 高炉 自动化 控 制研 究 中图分 类号 ： Ｔ Ｇ ３ ３ ３ 文献标识码 ： Ｂ 文章编 号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ － ０ ０ ２ ２ － ０ １
莱钢炼铁厂高炉采用计算机对 主要工艺生产线实现综合 自动 控制 ， 系统为两级计算机结构 ， 监控层为上位监控站系统和基础控 制层 为电控系统和仪控 系统 设置 为三 电一 体化（ Ｅ Ｉ Ｃ ） 控制系统， 统 由Ｐ Ｌ Ｃ 完成高炉 自矿槽 、 主卷扬上料 到本体 、 热风炉、 粗煤 气处理 及煤气净化系统、 水处理系统等各子系统设备级监控与管理 ， 六套 系统 采用以太 环网通信 ， 同时为 不同的数据安全性 ， 嵌套ＭＢ ＋网 络， 从而在高炉主控室实现了整个高炉 的设备及生产过程的全过程 综合监控 ， 同时数据环可以远传到莱钢骨干 网。 在该套控制系统 中， 采用 了大量应 用的新技术。 本文主要 论述 了莱 钢炼 铁厂高炉 自动化控制的结构与特点。
一
罐储存炉料可容纳一批矿或一批焦。 在料罐上 口安有上密封 阀可在 料仓漏料入炉时密封住炉 内煤气 。 料仓下 口有下密阀。 探尺探测炉 内料面高度。 当料面达到设定高度提探尺允许料罐向炉内放料 。 设 东、 西两个探尺可选择用一个 也可两个 同时使用 。 溜槽包括溜槽 的 倾动和旋转 。 溜槽 的倾动是指在垂直平面 内改变溜槽倾角的运动 。 溜槽 的旋转 是指溜槽 完成绕高炉中心线的旋转运动 。 倾动和旋转都 是由两 台Ｓ Ｉ Ｅ ＭＥ Ｎ Ｓ 公司６ Ｓ Ｅ ７ ０ 系列变频器控制完成的两台变频 器 备一用都装有绝对值编码器 来检测倾动 ｃ 【 角和旋转 Ｄ角的角度 。 同时在溜槽倾角的两个极限位置设有两个接近开关作为安全 自锁 和报警使用 。
4000级高炉热风炉自动控制系统的设计与实现
（ ２ ） 集 中手 动 控 制 （ 远程 控 制 方 式 ）在 主 控 室 Ｈ ＭＩ 操 作 台上 对 热 风 炉 各 阀 门进 行 远 程 操 作 ， 保 存 连锁 关 系 。
（ ３ ） 半 自动 控 制 此 控 制 方 式 要 求 在 热 风 炉 系 统 状 态 转 换 时 ， 必须在 Ｈ ＭＩ 操作 台 上 按 下 “ 送风” 、 “ 燃烧” 、 “ 闷炉” 按键， 程 序 按 照 选 择 的方 式 通 过 Ｐ Ｌ Ｃ 自动 控 制 单 座 热 风 炉 所 有 阀 门按 照 顺 序 开 启 或关 闭 ， 实 现 半 自动 换 炉 。 （ ４ ） 自动控 制 此 控 制 方 式 各 热 风 炉 自动 进 行 “ 燃 烧一 闷炉一 送风” 或者“ 送风． 闷炉一燃烧 ” 换 炉 控 制 。 自动 换 炉 可 以 按 照 时 间换 炉 、 也可根据温度换炉 。
４ ０ ０ ０级高炉热风炉 自动控制 系统的设 计与实现
王永康 牛 继 凯
４ ５ ５ ０ ０ ４ ） （ 安 阳钢 铁 公 司计 控 处
【 摘 要】 安钢 ４ ０ ０ ０级 高 炉 热 风 炉 共 四 座 ， 在 ２ ０ １ ３年 建 成 并 投 入 使 用 ，
自动 控 制 系统 采 用 施 耐 德 昆 腾 Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 系 统 。 本 文 主 要 介 绍 四 座 热
３控 制 方 式
３ ． １单 座 热 风 炉 的 控 制 方 式
单 座 热 风 炉 的控 制 方 式 有 四种 ， 可在高炉 主控室的 Ｈ ＭＩ 操 作 台上 Fra bibliotek 行 选 择 。
（ １ ） 机旁手动 此控 制方 式用于 热风 炉休风 时， 此 时 除 调 节 阀
外 的所 有 阀 门均 由就 地 控 制 箱 控 制 ， 并无安全连锁 。
高炉热风炉自动控制系统
高炉热风炉自动控制系统1.l概述1.1.1研究背景高炉热风炉是给高炉燃烧提供热风以助燃的设备，是一种储热型热交换器。
国内大部分高炉均采用每座高炉带3至4台热风炉并联轮流送风方式，保证任何瞬时都有一座热风炉给高炉送风，而每座热风炉都按：燃烧-休止-送风-休止-燃烧的顺序循环生产。
当一座或多座热风炉送风时，另外的热风炉处于燃烧或休止状态。
送风中的热风炉温度降低后，处于休止状态的热风炉投入送风，原送风热风炉即停止送风并开始燃烧、蓄热直至温度达到要求后，转入休止状态等待下一次送风。
热风炉是一个非线性的、大滞后系统，影响热风炉的因素有很多，并且各种因素相互牵制，因此导致它的控制过程非常复杂，很难用精确的数学模型描述。
用传统的方法建模，使整个控制系统置于模型框架下，缺乏灵活性及应变性，很难胜任对复杂系统的控制。
1.1.2国内热风炉控制系统现状及存在的问题目前许多钢厂热风炉控制系统采用由可编程控制器（PLC)与过程控制器（或集散系统）分别完成电气与仪表控制的方法进行控制。
例如改造前的广钢3#高炉热风炉采用HONEYWELL S9000过程控制器完成仪表控制，采用西门子S5115U可编程控制器完成换炉控制；莱钢1#750M3高炉热风炉控制系统采用美国MODICON公司的E984-685PLC完成顺序控制和回路控制；鞍钢10号高炉热风炉采用英国欧陆公司生产的网络6000过程自动化（DCS）控制系统完成热风炉燃烧控制，通过接口与MODICON(PLC)通讯，由PLC完成热风炉自动换炉、送风控制；宝钢1#高炉热风炉电控系统采用日本安川CP-3500H PLC,仪表控制系统采用日本横河CENTUM-CS集散控制系统，上位机采用HP-9000，电气的PLC和仪表的现场控制站间以V-NET网连接，上位机间通过以太网连接，V-NET网和以太网间通过ACG（通信接口）连接。
这类热风炉存在的问题主要有两方面：（1）基础自动化控制系统设计不合理大都采取用可编程序控制器和过程控制器（或集散系统）分别完成的方法进行控制。
高炉热风炉的控制
⾼炉热风炉的控制⾼炉热风炉的控制1. 概述钢铁⾏业的激烈竞争，也是技术进步的竞争。
⾼炉炼铁是钢铁⽣产的重要⼯序，⾼炉炼铁⾃动化⽔平的⾼低是钢铁⽣产技术进步的关键环节之⼀。
炉⽣产过程是，炉料（铁矿⽯，燃料，熔剂）从⾼炉顶部加⼊，向下运动。
热风从⾼炉下部⿎⼊，燃烧燃料，产⽣⾼温还原⽓体，向上运动。
炉料经过⼀系列物理化学过程：加热、还原、熔化、造渣、渗碳、脱硫，最后⽣成液态⽣铁。
⾼炉系统组成：1)⾼炉本体系统2)上料系统3)装料系统4)送风系统5)煤⽓回收及净化系统6)循环⽔系统7)除尘系统8)动⼒系统9)⾃动化系统⾼炉三电⼀体化⾃动控制系统架构：组成：控制站和操作站⼆级系统控制内容：仪表、电⽓传动、计算机控制⾃动化包括数据采集及显⽰和记录、顺序控制、连续控制、监控操作、⼈机对话和数据通信2．热风炉系统(1) 热风炉系统温度检测(2) 热风炉煤⽓、空⽓流量、压⼒检测(3) 热风炉燃烧控制(4) 热风炉燃烧送风换炉控制(5) 煤⽓稳压控制(6) 换热器⼊⼝烟⽓量控制(7) 空⽓主管压⼒控制热风炉燃烧⽤燃料为⾼炉煤⽓，采⽤过剩空⽓法进⾏燃烧控制，在规定的燃烧时间内，保持最佳燃烧状态燃烧；在保证热风炉蓄热量的同时，尽量提⾼热效率并保护热风炉设备。
热风炉燃烧分三个阶段：加热初期、拱顶温度管理期和废⽓温度管理期。
⑴加热初期：设定⾼炉煤⽓流量和空燃⽐，燃烧⾄拱顶温度达到拱顶管理温度后，转⼊拱顶温度管理期。
在加热初期内，⾼炉煤⽓流量和助燃空⽓流量均为定值进⾏燃烧。
⑵拱顶温度管理期：保持⾼炉煤⽓流量不变，以拱顶温度控制空燃⽐，增⼤助燃空⽓流量，将拱顶温度保持在拱顶⽬标温度附近，燃烧⾄废⽓温度达到废⽓管理温度后，转⼊废⽓温度管理期。
在拱顶温度管理期内，⾼炉煤⽓流量为定值进⾏燃烧，助燃空⽓流量进⾏变化以控制拱顶温度。
⑶废⽓温度管理期：依据废⽓温度逐渐减⼩煤⽓流量，同时以拱顶温度调节控制助燃空⽓流量，将拱顶温度保持在拱顶⽬标温度附近，⾄废⽓温度达到废⽓⽬标温度后，如果热风炉燃烧制选择为“废⽓温度到”，则燃烧过程结束；如果选择为“燃烧时间到”，则调节煤⽓流量减⼩到仅供热风炉保持热状态的需要，直到燃烧时间到时燃烧过程结束。
高炉热风炉的智能控制
高炉热风炉的智能控制
高炉热风炉是给高炉燃烧提供热风以助燃的设备，是一种储热型热交换器。
在高炉系统的生产工艺中,热风炉的燃烧控制是一个相当重要的部分,热风炉的燃烧控制是用微机控制的自动燃烧形式和方法很多，应用较为普遍的是采用废气含氧量修正空燃比，热平衡计算、设定负荷量的并列调节系统。
它是根据高炉使用的风量、需要的风温、煤气的热值、冷风温度，热风炉废气温度，经热平衡计算，计算出设定煤气量和空气量。
燃烧过程中随煤气量的变化来调节助燃空气量，采用最佳空燃比，尽快使炉顶温度达到设定值，并保持稳定，以逐步地增加蓄热室的储热量，当废温度达到规定值时(350℃)热风炉准备换炉。
采用废气含氧量分析作为系统的反馈环节，参加闭环控制，随时校正空燃比。
但由于热风炉燃烧控制系统的复杂性和多样性,采用常规的系统建模、分析和控制的方法难以对它进行综合控制。
人们尝试采用更先进的控制方法解决热风炉燃烧控制问题。
智能控制是近年发展起来的一类控制方法，它的最大特点在于不需要对象精确的、定量的数学模型。
智能控制的核心是控制决策，它采用灵活机动的决策方式迫使控制朝着期望的目标逼近。
因此智能控制现已成为解决热风炉燃烧问题的主要手段。
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高炉热风炉自动控制系统1.l 概述1.1.1 研究背景高炉热风炉是给高炉燃烧提供热风以助燃的设备，是一种储热型热交换器。
国内大部分高炉均采用每座高炉带3至4台热风炉并联轮流送风方式，保证任何瞬时都有一座热风炉给高炉送风，而每座热风炉都按：燃烧-休止-送风-休止-燃烧的顺序循环生产。
当一座或多座热风炉送风时，另外的热风炉处于燃烧或休止状态。
送风中的热风炉温度降低后，处于休止状态的热风炉投入送风，原送风热风炉即停止送风并开始燃烧、蓄热直至温度达到要求后，转入休止状态等待下一次送风。
热风炉是一个非线性的、大滞后系统，影响热风炉的因素有很多，并且各种因素相互牵制，因此导致它的控制过程非常复杂，很难用精确的数学模型描述。
用传统的方法建模，使整个控制系统置于模型框架下，缺乏灵活性及应变性，很难胜任对复杂系统的控制。
1.1.2 国内热风炉控制系统现状及存在的问题目前许多钢厂热风炉控制系统采用由可编程控制器（PLC)与过程控制器（或集散系统）分别完成电气与仪表控制的方法进行控制。
例如改造前的广钢3#高炉热风炉采用HONEYWELL S9000过程控制器完成仪表控制，采用西门子S5115U可编程控制器完成换炉控制；莱钢1#750M3高炉热风炉控制系统采用美国MODICON公司的E984-685 PLC完成顺序控制和回路控制；鞍钢10号高炉热风炉采用英国欧陆公司生产的网络6000过程自动化（DCS）控制系统完成热风炉燃烧控制，通过接口与MODICON(PLC)通讯，由PLC完成热风炉自动换炉、送风控制；宝钢1#高炉热风炉电控系统采用日本安川CP-3500H PLC,仪表控制系统采用日本横河CENTUM-CS集散控制系统，上位机采用HP-9000，电气的PLC和仪表的现场控制站间以V-NET 网连接，上位机间通过以太网连接，V-NET网和以太网间通过ACG（通信接口）连接。
这类热风炉存在的问题主要有两方面：（1）基础自动化控制系统设计不合理大都采取用可编程序控制器和过程控制器（或集散系统）分别完成的方法进行控制。
这种方法的缺点是为了将各部分连接成一个统一的系统，必须投入相当大的工程费用、时间和专门知识将不同类型的软件和用户接口予以配置、编程、调试和测试。
这使得整个控制系统变得复杂、维护困难。
（2）热风炉燃烧控制问题传统的高炉热风炉燃烧自动化系统采用数学模型计算所需的加热煤气流量和助燃空气流量,并计算出空燃比。
热风炉流量设定数学模型的基本原理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,以获得最佳经济效益。
由于热风炉的燃烧过程是一个连续的动态变化过程，控制的主要困难是不能及时得到控制作用的反馈信息，等到控制效果能通过输出测量体现时，此时的控制作用强度往往已过头了。
因此，欲实现燃烧过程的实时控制，所需的数学模型相当复杂。
此外，对于燃烧高炉煤气和焦炉煤气的具有三眼燃烧器的热风炉来说,由于高炉煤气和焦炉煤气分别送入,因此需分别进行高炉煤气和焦炉煤气流量控制,且需进行高炉煤气和焦炉煤气流量比例控制,这使得系统回路更多、更复杂，同时还需设置煤气成分分析仪,这种仪器不仅昂贵,而且还需要良好的维护。
一座高炉通常都带有4个(或3个)热风炉，如果每座热风炉都建立数学模型、设置煤气成分分析仪，不仅所设的仪表和控制回路较多,而且投资也相当大，因此国内很少有工厂采用。
许多工厂,包括广钢3#号热风炉大都使用较简单的控制系统,即只有煤气总管压力控制和煤气及空气调节阀位自动控制,而阀位的设定值或开度由人工控制。
由于人工控制难以在预热煤气和空气温度、高炉所需鼓风温度和流量、助燃空气压力等变化时以及热风炉蓄热量尚有富裕时及时修正热风炉加热的煤气和空气量,因而达不到节能和优化热风炉操作的目的。
如何有效的控制热风炉燃烧，使热风炉既能充分蓄热，达到最佳燃烧效率，以确保向高炉送风的温度和时间，又能最大限度的减少能源消耗，防止热风炉拱顶过烧，以延长热风炉寿命是各大钢厂亟待解决的问题之一。
1.1.3 热风炉智能控制系统研究的意义为了节能、降耗、改善环境，目前许多钢厂正积极进行技术改造。
本智能控制系统成功运用在广钢球式热风炉上，为解决热风炉控制问题提供了一种新的思路。
在工业生产中，传统的DCS系统已经不能满足90年代自动化过程控制系统的设计标准和要求，本智能控制系统中的硬件设计采用西门子公司的SIMATIC PCS7控制系统，它为我们提供了一个统一的、开放的技术平台，省却了以往为将各系统连接在一起而必须花费大量的人力、时间进行接口编程、调试的麻烦。
在此基础上，根据热风炉控制系统的工艺要求，本智能控制系统利用西门子公司提供的编程软件进行了程序设计。
实践证明，这种方法大大提高了热风炉控制系统的可靠性，降低了系统维护的费用。
在高炉系统的生产工艺中,热风炉的燃烧控制是一个相当重要的部分,由于热风炉燃烧控制系统的复杂性和多样性,采用常规的系统建模、分析和控制的方法难以对它进行综合控制。
人们尝试采用更先进的控制方法解决热风炉燃烧控制问题。
智能控制是近年发展起来的一类控制方法，它的最大特点在于不需要对象精确的、定量的数学模型。
智能控制的核心是控制决策，它采用灵活机动的决策方式迫使控制朝着期望的目标逼近。
因此智能控制现已成为解决热风炉燃烧问题的主要手段。
智能控制系统的类型有很多，各种类型可以相互结合，形成新的控制方式。
本论文采用模糊控制与神经网络相结合的方式实现热风炉燃烧控制，它将智能控制的研究成果应用于热风炉工业过程的控制中，丰富和发展了智能控制的内容，为解决复杂工业过程控制问题提供了一种新的途径。
1.2 高炉热风炉工艺流程及控制要求本节介绍了某钢铁集团公司3#高炉热风炉需控制的设备情况、工艺流程以及工艺控制要求。
1.2.1 高炉热风炉系统概况高炉热风炉共设置四座球式热风炉，每座热风炉由燃烧室、蓄热室、混风室以及各种阀门和相应的管道构成。
四座热风炉共用二台助燃风机，二台助燃风机一台工作一台备用。
热风炉设置烟气余热回收装置。
图1.1 热风炉系统结构图⏹单座热风炉阀门每座热风炉阀门分为送风系统阀门以及燃烧系统阀门。
送风系统阀门有：冷风阀(LFF)、热风阀(RFF)、冷风充压阀(LCF)、冷风调节阀（LTF）等。
燃烧系统阀门有：废气阀(FQF)、烟道阀(YDF)、助燃空气燃烧阀(ZQF)、助燃空气调节阀（ZTF）、高炉煤气燃烧阀(RSF)、高炉煤气切断阀(MQF)、高炉煤气调节阀(MTF)等。
每座热风炉需要开关到位控制的阀门共11个。
⏹热风炉公用系统阀门热风炉公用系统阀门有：热风炉倒流休风放散阀、混风切断阀、混风调节阀。
热风炉公用系统需要控制的阀门共有3个。
热风炉系统图如图1.1所示。
1.2.2 热风炉工艺流程及工艺控制要求⏹热风炉工艺流程热风炉主要任务，是将由冷风总管送来的冷风经热风炉送风系统阀门送至热风炉加热后，再送到高炉。
⏹热风炉的工作状态热风炉主要有三种工作状态：即燃烧状态、送风状态和闷炉工作状态。
(1) 热风炉燃烧状态热风炉处于燃烧状态时，通过热风炉煤气管道和助燃空气管道向热风炉送入高炉煤气和助燃空气，高炉煤气和助燃空气燃烧产生热烟气使热风炉蓄热；热风炉处于燃烧状态时，其废气阀、烟道阀、助燃空气燃烧阀、高炉煤气燃烧阀、高炉煤气切断阀等阀均处于开启状态，其它各阀（切断阀）均处于关闭状态。
(2) 热风炉送风状态热风炉处于送风状态时，向燃烧结束蓄有一定热量的热风炉送入冷风，冷风经热风炉加热后再送入高炉。
热风炉处于送风状态时，其冷风阀、热风阀、冷风充压阀等处于开启状态，其它各阀（切断阀）均处于关闭状态。
(3) 热风炉闷炉状态热风炉处于闷炉状态时，为保持温度，热风炉所有的阀门均处于关闭状态。
⏹热风炉工作状态的转换热风炉处于上述三种状态之间的转换过程定义为换炉过程。
在热风炉的操作过程中最基本的工作过程是换炉。
换炉时，应保证整个热风炉系统不间断的向高炉送风，并应尽量使进入高炉的风量、风压波动很小，还要注意煤气安全。
热风炉工作状态改变周期顺序如下：1.2.3 高炉热风炉仪表控制要求⏹高炉热风炉仪表控制的主要功能(1) 助燃空气总管压力检测和控制本控制系统为单参数反馈控制,由空气总管压力与设定值进行比较来控制风机前的吸风管上的百叶窗式调节阀的开度,从而确保了助燃空气压力的稳定。
(2) 净煤气总管温度检测、压力检测和控制(3) 热风炉燃烧控制高炉热风炉燃烧采用高炉煤气,煤气热值经常波动。
燃烧控制得好坏将直接影响热风炉的拱顶温度及燃烧的热效率,因此燃烧控制是热风炉最难、最关键的控制环节之一。
(4) 热风炉混风温度控制热风温度控制根据工艺,采用的工作制不同,风温控制的方法也不同。
在基本工作制时,靠混风阀混冷风来调节热风总管风温,当使用辅助工作制时,由于此时为两烧两送,故风温控制依靠先行炉送风与后行炉送风量的大小来进行控制以达到稳定风温的目的。
⏹高炉热风炉仪表控制的主要参数高炉热风炉控制系统主要参数有：拱顶温度、废气温度、废气含氧量、高炉煤气支管流量、高炉煤气支管压力、助燃空气总管温度、助燃空气总管压力、净煤气总管温度、净煤气总管压力和净煤气总管流量。
1.3 热风炉燃烧过程智能控制1.3.1 热风炉的燃烧过程热风炉燃烧所用的燃料为焦炉煤气(ＣＯＧ)和高炉煤气(ＢＦＧ),两种燃料进入热风炉燃烧室后,在燃烧混合器内进行混合,再与助燃空气一起通过陶瓷烧嘴进行燃烧。
热风炉的燃烧时间约为110min左右。
燃烧时，炉体温度达1050度左右，拱顶温度最高不得超过1350度。
热风炉燃烧控制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。
完善的基础自动化对于燃烧混合煤气或燃烧预热的高炉煤气和预热空气的热风炉来说,包括煤气流量控制、空气流量控制、空燃比控制、拱顶温度控制和废气温度控制。
热风炉的燃烧过程如图4.1所示，它分为加热期和蓄热期。
在加热期内，在限定燃烧时间和热风炉拱顶温度后,应尽量缩短达到规定拱顶温度的时间,即缩短加热期,这样可以使蓄热期延长,使热风炉内存储较多的热量,降低送风时风温的波动。
在蓄热期内，除了保证拱顶温度不变外,还需要考虑废气的温度。
热风炉废气温度不能超过规定的界限(图 4.1中350℃),否则炉篦子支柱将被损坏,使炉体寿命降低,而且使热损失增加。
欲使废气温度降低，目前主要采用减少煤气量的方法来解决这个问题，而煤气量的减少会导致拱顶温度下降、热风炉蓄热量降低。
如何获得更多的蓄热量，同时保持废气温度在规定界限内是热风炉控制急需解决的问题。
图1.2 热风炉燃烧过程原理图1.3.2 热风炉燃烧控制系统方框图根据图1.3.1热风炉燃烧控制系统方框图所示，在燃烧初期，为了保证空气先行而不冒黑烟，需给空气流量调节阀一个初期开度以防止煤气先行而冒黑烟。