热风炉自动燃烧控制系统研究与应用
热风炉自动燃烧
营口钢厂热风炉自动燃烧控制的方案一、背景说明：热风炉是高炉炼铁生产过程中的重要设备之一，是提供高炉热风热量的，其提供的热量约占高炉炼铁生产耗热的25%左右，热风温度对高炉炼铁生产产量和节能至关重要，热风炉风温对提高高炉炼铁的许多经济技术指标非常明显，其主要表现在：降低焦比、提高煤比、提高产量。
热风炉的主要作用是把鼓风机站供来的冷风加热到高炉要求的温度，供高炉生产用，热风炉是一种利用蓄热原理工作的换热设备，其工作原理决定它的工作方式是循环周期性的。
需要多座（通常是3到4座）交替循环工作，才能满足高炉连续生产的需要。
每座热风炉工作又分燃烧阶段和送风阶段。
燃烧阶段：将热风炉内的蓄热体加热，先将冷风阀关闭，煤气和助燃空气按一定的空燃比燃烧，烟气通过烟道排出。
送风阶段：鼓风机站送来冷风进入热风炉与蓄热体充分热交换，达到一定温度时由热风管道送入高炉。
对每一座热风炉是一种序批式生产过程。
不同的送风制式有：两烧一送，交错并联，两烧两送，半并联方式。
这种序批式生产过程是对燃烧阶段和送风阶段在相对时间内互相衔接切换，只有燃烧自动化的实现，才有可能实现燃烧阶段和送风阶段相互按照管理要求切换，达到最大节能效果。
实现热风炉优化操作。
热风炉在其结构上有多种形式，其工作原理是基本相同的，而热风炉的自动化控制也基本相同，主要分为燃烧控制和各设备间的逻辑顺序控制，顺序控制基本能够实现自动。
热风炉自动燃烧控制，据掌握的资料情况和现在的文献看，除引进的高炉外，实现有效的自动燃烧控制很少见，其热风炉的燃烧控制几乎都是在操作站画面上手动（HMI手动），由于手动受人为的因素影响，一人不可能同时操作煤气和助燃空气两个调节阀，就不可避免的出现燃烧状况时好时坏的波动现象。
也不能保证空燃比的恒定，经常造成时而煤气过量不能充分燃烧，时而空气过量温度烧不上来，达不到节省能源效果。
二、具体说明：利用PLC控制系统控制热风炉自动燃烧的方法：系统构成除工艺和电气的相关设备外，主要仪表设备包括PLC控制系统及热风炉操作站，热风炉各部位温度检测，煤气总管压力调节阀，助燃空气压力调节阀及助燃风机调节门，每座热风炉煤气流量检测和流量调节阀、助燃空气流量检测和流量调节阀，热风炉烟道烟气残氧检测仪，构成自动化系统的硬件平台。
热风炉燃烧控制系统设计与应用
热风炉燃烧控制系统设计与应用
引言
作为热动力机械的热风炉于20 世纪70 年代末在我国开始广泛应用，它
在许多行业已成为电热源和传统蒸汽动力热源的换代产品。
通过长时间的生产实践，人们已经认识到，只有利用热风作为介质和载体才能更大地提高热利用率和热工作效果。
传统电热源和蒸汽热动力在输送过程中往往配置多台循环风机，使之最终还是间接形成热风进行烘干或供暖操作。
这种过程显然存在大量浪费能源及造成附属设备过多、工艺过程复杂等诸多缺点。
而更大的问题是，这种热源对于那种需要较高温度干燥或烘烤作业的要求，则束手无策。
针对这些实际问题经过多年潜心研究，终于研制出深受国内外用户欢迎的JDC 系列螺
旋翅片管换热间接式热风炉和JDC 系列高净化直接式热风炉。
目前，我国绝大多数热风炉的燃烧控制主要还是采用手动控制，煤气流
量和空气流量的大小由人工凭经验手动调节，因此，供热温度波动较大，对热风炉的寿命也有很大影响，并造成煤气的巨大浪费。
传统控制方法主要有比例极值调节法和烟气氧含量串级比例控制法，但是由于不能及时改变空燃比，不易实现热风炉的最佳燃烧，且测氧仪器成本高、难以维护，因此，实际使用效果不太理想；数学模型法能将换炉、送风结合为一体，但由于检测点多，在生产条件不够稳定、装备水平较低的热风炉中不易实现；人工智能方法主要有神经网络和模糊控制，神经网络控制对热风炉燃烧过程有极强的自学习能力，但抗干扰能力较弱，而模糊控制不需数学模型，有较强的抗干扰能力且易于实现，因此尤其适用于热风炉这类难以确切描述的非线性系统。
1 热风炉燃烧控制系统
1.1 热风炉的燃烧过程。
自动控制在热风炉燃烧系统中的应用研究
自动控制在热风炉燃烧系统中的应用研究摘要]：高温热风热量是高炉生产的主要热源之一。
因此提高风温对于强化冶炼，降低焦比有着十分重要的意义。
而满足其高风温条件下实现热风炉系统的全部自动化则尤为关键。
为了达到这个目的，需要设置各种必要的自动化仪表检测和控制系统。
结合这几年的钢厂高炉热风炉的施工经验，短浅研究分析一下自动化控制在高炉热风炉燃烧系统的应用。
[关键词]：高温热风炉自动控制监测一般高炉的热风炉系统由三座内燃式热风炉组成，燃料为高炉煤气和焦炉煤气混合后的混合煤气，助燃空气由两台助燃风机（一备一用）集中提供。
为节能和提高送风温度，采用了烟气余热回收装置，对助燃空气和混合煤气分别进行预热。
热风炉系统的主要工艺阀门采用液压驱动。
高温热风热量是高炉生产的主要热源之一。
因此提高风温对于强化冶炼，降低焦比有着十分重要的意义。
而满足其高风温条件下实现热风炉系统的全部自动化则尤为关键。
为了达到这个目的，需要设置各种必要的自动化仪表检测和控制系统。
一、系统硬件配置热风炉控制系统设有1套具有冗余功能的PLC控制系统和2台服务器操作站。
控制系统采用西门子公司容错可编程逻辑控制器S7-400H系列PLC, 该系统能满足对最先进可编程逻辑控制器在有效性，智能度和分布式方面的高要求，系统提供了在采集以及准备过程数据所需的所有功能。
当前，对应用越来越广泛的故障安全可编程逻辑控制器的需求日益突出，只有采用高度自动化，才能使所有工业部门实现经济、节省资源和低污染的生产活动。
同时，西门子的冗余可编程逻辑控制器已经在实践中证明了其有效性。
二、系统监控软件系统监控软件采用citect软件，该监控系统具有人机交互、通讯、显示及存储、打印等功能，主要用于数据、图形显示，机组状态监控，机组数据输入，信息存储等各种有关操作的功能画面。
操作的功能画面主要有两类，一是显示操作画面:本画面一方面显示数据，显示方式为数字、曲线、棒图、历史趋势等。
另一方面，具有功能软开关、软按钮等供操作人员进行操作。
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。
热风炉的自动化控制技术简介
热风炉的自动化控制技术简介【摘要】热风炉的燃烧效率直接影响着高炉产量和质量，如何能够精确控制热风炉燃烧温度，保证燃烧效率成为降低生产成本，提高生产质量的关键。
文章通过检测传感器的实时数据，利用煤气／空气的交叉限幅控制实现自动燃烧控制，即及时准确地调节热风炉内的燃气和空气比例，从而达到控制热风炉的送风温度的稳定。
结合我公司设计的多座高炉热风炉实际案例，介绍热风炉自动控制技术的应用，利用PLC系统实现热风炉的自动化控制，其中包括利用煤气／空气的交叉限幅控制实现自动燃烧控制。
【关键词】热风炉；燃烧控制；温度控制；煤气／空气交叉限幅控制前言：在发展规模和速度的持续提升的社会背景下，社会的各个行业和领域，能源的消耗能源节约备受关注和重视。
在能源消耗大户钢铁企业显得更为重要，特别是当前的经济形势下更为迫切。
热风炉是向高炉提供热风热量，是高炉炼铁生产过程中的重要设备，其提供的热量约占高炉炼铁生产耗热的四分之一左右，热风炉的生产效率直接影响到高炉的能源的消耗能源节约效果。
随着高炉技术的不断发展，热风炉技术也随高炉的高风温成要求，应用技术亦不断创新发展，对热风炉的自动化要求也不断提高。
一、生产工艺概述：热风炉的主要作用是把鼓风机站供来的冷风加热到高炉要求的温度，供高炉炼铁生产用，热风炉是一种利用蓄热原理工作的换热设备，其工作原理决定它的工作方式是交替循环周期性的。
通常一座高炉需要3到4座热风炉交替循环周期性工作，才能满足高炉连续生产的需要。
每座热风炉工作又分燃烧阶段、焖炉阶段和送风阶段。
（1）燃烧阶段。
先关闭冷风阀停止进冷风，将预热后的煤气和助燃空气按一定的空燃比在热风炉顶部进行燃烧，烟气通过烟道排出。
燃烧高温气体对热风炉内的蓄热体自上而下进行加热，当拱顶和烟道温度达到设定值，蓄热室储存足够热量，操作阀门使热风炉处于焖炉状态，燃烧过程结束，等待送风；（2）送风阶段。
打开冷风阀，让鼓风机站送来冷风自下而上进入热风炉与蓄热体充分热交换，达到一定温度时由热风管道送入高炉。
热风炉自动控制系统
热风炉自动控制系统孟照崇控制工程2015 153085210040摘要：本论文主要叙述中小型高炉炼铁自动化系统结构、功能及主要系统的自动控制的原理及其实际应用。
着重叙述了热风炉的参数控制过程（热风炉检测仪表及控制系统，热风炉换炉自动控制系统，）和应用。
关键词：热风炉；自动控制；应用Abstract ：This thesis mainly narrates the middle and small scale blast furnace iron-smelting automated system structure, function and mainly control the principle of the system automatically and it is physically applied. Emphasized to describe a process (hot-blast stove detection instrumentation and control system, the hot-blast stove trades the stove automatic control system) that hot-blast stove parameter control and aplly.Keywords: Hot-blast stove； automatic control； application1.前言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。
热风炉燃烧温度控制系统的设计
工号：JG-0054889酒钢炼铁保障作业区论文设计题目热风炉燃烧温度控制系统设计厂区炼铁厂作业区保障作业区班组维护班姓名陈现伟2011 年05 月08 日论文设计任务书职工姓名：陈现伟工种：维护电工题目: 热风炉燃烧温度控制系统的设计初始条件：炼铁高炉采用内燃式热风炉,燃烧所采用的燃料为高炉煤气和转炉煤气。
两种燃料混合后进入热风炉燃烧室,再与助燃空气一起燃烧,要求向高炉送风温度达到1350℃，则炉顶温度必须达到1400℃±10℃。
要求完成的主要任务:1、了解内燃式热风炉工艺设备2、绘制内燃式热风炉温度控制系统方案图3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数4、撰写系统调节原理及调节过程说明书时间安排4月29－30日选题、理解设计任务，工艺要求。
5月1－3日方案设计5月4－7日参数计算撰写说明书5月8日整理修改主管领导签字：年月日目录摘要 (I)1内燃式热风炉工艺概述 (1)2热风炉温度串级控制总体方案 (2)2.1内燃式热风炉送风温度控制方案选择... (2)2.2内燃式热风炉温度串级控制系统框图 (4)3系统元器件选择 (4)3.1温度变送器 (5)3.2温度传感器 (5)3.3控制器及调节阀 (6)3.3.1调节阀的选择 (6)3.3.2控制器即调节器的选择 (6)4参数整定及调节过程说明 (7)4.1参数整定 (7)4.2调节过程说明 (8)学习心得及体会 (10)参考文献 (11)摘要过程控制通常是指连续生产过程的自动控制，是自动化技术中最重要的组成部分之一。
过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数（温度、压力、流量、物位、成分、湿度、pH值和物性等）进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保证产品质量和生产安全的的前提下，使连续性生产过程自动地进行下去。
由于控制对象的特殊性，除了具有一般自动化所具有的共性之外过程控制系统相对于其他控制系统还具有以下特点：控制对象复杂、控制要求多样；控制方案丰富；控制多属慢过程参数控制；定值控制是过程控制的一种主要控制形式；过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成。
高炉热风炉烧炉自动控制软件系统
高炉热风炉烧炉自动控制软件系统翁春水林庆霖(天硕钢铁软件(福建)有限公司)1 国内高炉热风炉烧炉控制现状目前国内高炉热风炉的烧炉控制方式因建炉时间和体积以及不同钢铁企业之间，其控制水平千差万别，但均无法真正实现烧炉的自动控制，主要方式有：A、采用分立仪表控制的，多见于一些比较老的中小高炉上；B、采用PLC或DCS进行控制的，多见于后期新建或大修改造后，对煤气和空气的配比燃烧多采用双闭环比值控制的方式，由操作工根据拱顶温度的变化情况不定时地修改空燃比，以提高拱顶温度。
但是煤气热晗值的频繁变化，尽管有经验丰富且勤快的操作工经常操作，也难于保证能随时给出最佳空燃比。
虽然部分热风炉采用新的工艺技术，使热风炉送出的风温较高，多在1050-1280℃之间，但还是无法使热风炉的烧炉真正实现自动控制和最优控制。
C、国内部分高炉操作水平很高的企业，对热风炉自动烧炉和对风温要求自然也很高，因此想尽办法提高风温和优化燃烧，除热风炉采用新的工艺技术外，在烧炉控制上不但采用双闭环比值控制外，还增加煤气热值仪和废气分析仪，这样从理论上可以实现自动烧炉，但是煤气热值仪和废气分析仪滞后大、控制精度低、稳定性差、维护量极大，在自动烧炉和风温的提高上仍然无法实现。
2企业节能降耗的要求和提高自动化水平的要求低风温己成为制约各钢铁企业炼铁厂产量提高和节约成本的瓶颈，目前提高风温并实现热风炉自动烧炉是各炼铁厂增产增效的迫切要求。
由于煤气的压力及热焓值很不稳定，为达到最佳燃烧需不断精确调整空气及煤气的供给量和配比值，这样，给热风炉燃烧操作带来一定的难度和较大的劳动强度。
随着计算机技术的不断发展，新型的控制理论不断诞生，给自动寻优烧炉技术提供了技术基础。
我公司开发的具有自主知识产权的TS3000系列热风炉燃烧自动控制软件系统(下称TS3000软件系统)，能在煤气压力和热焓值不断变化的情况下，不断给出最佳配比，使得热风炉一直能够进行最佳燃烧，实现提高风温，节省煤气，提高自动化水平，节能环保。
《热风炉燃烧自动控制系统设计》范文
《热风炉燃烧自动控制系统设计》篇一一、引言热风炉是工业生产中常用的设备之一，其燃烧控制系统的设计直接关系到能源的利用效率、环境保护以及生产安全。
随着自动化技术的不断发展，热风炉燃烧自动控制系统已成为现代工业发展的必要技术。
本文将探讨热风炉燃烧自动控制系统的设计原则、关键技术和实现方案，以期望在确保高效、安全、环保的燃烧过程中，提升工业生产效率。
二、系统设计原则1. 高效性：系统应能实现精确控制，使热风炉在最佳状态下运行，以获得最高的热效率。
2. 安全性：系统应具备故障诊断和保护功能，确保设备在异常情况下能够及时停机，防止事故发生。
3. 环保性：系统应减少污染物排放，符合国家环保标准。
4. 自动化：系统应具备高度的自动化程度，减少人工干预，提高生产效率。
三、关键技术1. 燃烧控制技术：采用先进的燃烧控制算法，实现精确的空气燃料比控制，保证燃烧的稳定性和效率。
2. 传感器技术：采用高精度的温度、压力、流量等传感器，实时监测热风炉的工作状态。
3. 数据通信技术：系统应具备强大的数据通信能力，实现与上位机的数据交互，方便远程监控和操作。
4. 故障诊断与保护技术：系统应具备智能故障诊断功能，当设备出现异常时，能够及时报警并采取保护措施。
四、系统实现方案1. 硬件设计：包括PLC控制器、传感器、执行器等设备的选型和配置。
PLC控制器作为核心部件，应具备强大的数据处理能力和通信能力。
传感器应选择高精度、高稳定性的产品，确保数据的准确性。
执行器应具备快速响应和精确控制的特点。
2. 软件设计：包括控制算法、人机界面等的设计。
控制算法应采用先进的控制理论，实现精确的燃烧控制。
人机界面应具备友好的操作界面和丰富的功能，方便操作人员进行监控和操作。
3. 系统集成：将硬件和软件进行集成，实现系统的整体功能。
在系统调试过程中，应对各项功能进行测试，确保系统的稳定性和可靠性。
五、系统应用与效果热风炉燃烧自动控制系统在实际应用中，可以实现对燃烧过程的精确控制，提高热效率，降低能耗。
自动燃烧技术在莱钢热风炉中的研究及应用
系 统 工 作 原 理见 图 １ 。
在这 种情 况 下 ， 翻 阅 大量 有 关 资 料 ， 定 应 用 国 内技 经 决 术 领先 的 以 氧 化锆 氧量 分析 仪 提 供 的 烟 气 含 氧 量 作 为 主 调 节参 数 ， 用 固 定 煤 气 量 、 节 空 气 量 的 方 法 ， 分 发 挥 现 采 调 充 有 Ｐ Ｃ 的 功 能 ， 现 热 风 炉 燃烧 的 自动 控制 。 Ｌ 实
１ ５ 应 用 配 方功 能 消 除 系统 滞 后 影 响 ． 调 节 过 程 中 发 现 含 氧量 信 号 滞 后 比较 严 重 ， 系 统 调 对 节 效 果 影 响 很 大 ， ＦＸ 监 控软 件 中 的 配 方 功 能 可 以对 系 而 Ｉ
以 一 定 的逻 辑控 制和 模 糊 识 别 ， 制 热风 炉 空 气 问 和 煤 气 问 ， 控 实现 了热 风 炉 自动 燃烧 控制 。 关 键 词 自动 燃 境 氧 化 锆 氧 量 分 析 仪 Ｆ Ｘ 软 件 Ｉ
莱 钢２号 ７０ 高炉 １ ９ ５ ｍ。 ９ ５年建 成 投 产 ， 有 ３座 热 风 炉 共 为 其 提 供 热 风 。原 设 计 方案 中热 风 炉 燃 烧 控 制 系统 采 用 空 气 量 和煤 气 量 的 理 论 燃 烧 配 比 值 作 为 主 调 节 参 数 ， 烧 炉 对 进 行 自动 控 制 ， 是 这 种 方 法 要 求 煤 气 成 分 和 热 值 十 分 稳 但 定 ， 在 实 际 的 高 炉 生 产 中 ， 气 压 力 、 气 成 分 和 热 值 波 而 煤 煤 动很 大 ， 别 是 在 ２ ０ 年 下 半 年 ， 钢 ２号 ７ ０ 高 炉 热 风 特 ０１ 莱 ５ｍ。 炉采 用 高 炉 煤 气 和 焦 炉 煤 气 混 烧 技 术 ， 气 的 燃 烧 值 和 热 煤 效 率 都 发 生 了很 大变 化 ， 得 寻 找 空 气 量 和煤 气 量 最 佳 配 使 比 十 分 困 难 ， 作 人 员 很 难 在 烧 炉 全过 程 中将 空 气 量 和 煤 操 气 量 保 持 在 最 佳 配 比状 态 ， 统 控 制 效 果 很 不 理 想 ， 系 至今 未 能 正 常 投 入 使 用 ， 风 炉 燃 烧 效 率 不 高 ， 源 得 不 到 充 分 利 热 能
高炉热风炉智能燃烧控制系统开发与应用
高炉热风炉智能燃烧控制系统开发与应用热风炉操作的智能燃烧系统计算机控制具有提高风温，节约煤气，热风炉寿命长、减排低碳环保和操作稳定等优点。
工业试验表明：通常情况下，采用智能控制燃烧系统可提高风温10℃以上，节约煤气2.6-5.0%。
标签：燃烧控制；自动化；热风炉引言钢铁工业是国家最重要的材料和基础工业，担负着国民经济高速发展和国防安全所需钢铁材料的生产重任。
随着当前铁矿石和焦炭价格的飙升，炼铁原燃料消耗所占炼铁制造成本大幅度地增长，高炉热风温度和喷煤工序的降耗作用愈加突显。
提高热风温度和节约煤气资源实现循环经济不再是工艺技术的“细节”问题，已转化成为提升钢铁企业核心竞争力的主角。
为了应对炼铁工序高成本的压力和进一步研究探讨未来我国炼铁工作的发展方向，全国炼铁企业关注节能减排新工艺、新技术，并实际应用于降低成本、降低工序能耗和环境友好，实现我国炼铁生产可持续发展。
丹东屹欣高炉热风炉智能控制燃烧系统目的在于实现钢厂炼铁高炉热风炉提高风温、缩短烧炉有效时间，平稳烧炉过程温度的高低波动、节约燃气、减少残氧排放量以实现低碳生产、延长热风炉的使用寿命、减轻操作人员劳动强度等功能及指标。
旨在对现有钢厂的高炉热风炉燃烧系统进行控制技术优化并提升企业设备的技术功能和操作稳定等优点，已成为降低成本和增加经济效益的深受欢迎的项目之一。
该技术已成功的运用在国内诸多钢铁企业中。
1 高炉热风炉智能控制燃烧系统技术开发与特点高炉热风炉智能控制燃烧系统技术是改造现有高炉热风炉的烧炉方式，采用外加一套智能控制燃烧系统来实现烧炉过程的自动化。
从而达到提高风温、节约煤气以及自动烧炉的目的。
1.1 系统设计及技术方法高炉热风炉智能控制燃烧系统包括测量单元、调节单元和执行单元三个部分。
测量单元和执行单元即为现场仪表和模拟量输出调节控制的现场执行器。
调节单元指本系统的优化调节，将神经网络、模糊技术和遗传算法三大信息科技有机的集合起来。
本系统硬件的高可靠性和软件的灵活性相结合，再在分析上控制对象的基础上采用智能协调解耦控制方案实现了模糊规则的在线修改和隶属函数的自动更新，使模糊控制具有自学习和适应能力，在控制上保证了系统稳定的工作在工艺要求范围内。
热风炉燃烧机理及其优化技术研究
热风炉燃烧机理及其优化技术研究第一章：引言热风炉作为工业生产中常用的热源设备，其热效率直接关系到生产成本和环保效果。
燃烧控制系统是热风炉的核心部件，燃烧的稳定性和效率直接影响了热风炉的运行效果。
因此，热风炉的燃烧机理及其优化技术研究具有重要的意义。
本文将分析热风炉的燃烧机理，并介绍常见的热风炉燃烧控制系统。
随着制造技术的不断升级，新型的燃烧控制系统也不断涌现。
因此，本文还将介绍目前主流的优化技术，帮助读者了解如何提高热风炉的热效率和燃烧效果。
第二章：热风炉的燃烧机理燃烧是指燃料与氧气在一定的温度和压力条件下反应，并释放出热能的化学过程。
热风炉中的燃料主要包括燃油、燃气、煤炭等。
热风炉的燃烧机理可以分为物理过程和化学过程两部分。
物理过程主要包括混合、预热、干燥等。
在燃料进入炉膛之前，燃料和空气需要进行充分的混合。
预热是指将空气在进入炉膛之前进行加热，以提高燃烧效率。
干燥是指将含水量较高的燃料在炉膛内进行烘干，以提高燃烧效率。
化学过程主要包括吸热过程和放热过程。
吸热过程指的是燃料和空气在一定温度下发生物理变化，从而吸收热量。
放热过程则是指吸热过程之后，燃料和空气已完成燃烧反应，释放出热能。
热风炉中的燃烧过程很大程度上取决于炉膛内的温度、燃料和空气的供应和分布等因素。
因此，热风炉的燃烧控制系统是热风炉能否高效运行的关键。
第三章：热风炉的燃烧控制系统热风炉的燃烧控制系统主要包括燃烧控制器、排烟系统、温度控制器、氧气传感器等。
这些设备协同工作，保证了燃料和空气的供应和分布，实现了热风炉的稳定运行。
燃烧控制器是热风炉的核心部件，其主要功能是监测炉膛内的温度和压力，并根据设定的参数控制燃料和空气的供应。
排烟系统主要是将炉膛内的废气排出，保证炉膛内的压力和温度稳定。
温度控制器主要是对炉膛温度进行实时控制，防止过热或过冷现象。
氧气传感器则是检测炉膛内氧气含量，及时调节燃料和空气的供应。
第四章：热风炉的优化技术热风炉的优化技术主要包括燃烧控制技术和燃烧增效技术。
热风炉自动烧炉软件控制系统
则年节焦效益900-1200万元； 宝钢2500给热风炉富氧一年花费900多万元，而应用我们
的系统后撤掉富氧，也能基本保持原有富氧的风温 还有因节省5%-10%的煤气每年产生的数百上千万元效益， 这还仅是一年的效益，那么，一 代炉龄呢？！
可提高风温 15-30℃ （混烧煤气可提高20-40℃）；
如果风温够用，则可节约煤气用量 5%以上
热风炉自动烧炉软件控制系统
• 高新科技； • 节能降耗； • 减少环境污染； • 提高自动化水平
热风炉自动烧炉软件控制系统
所有这些当前企业追求的要素， 在本系统中都得以体现。
六、成功案例
热风炉自动烧炉软件控制系统
热风炉自动烧炉软件控制系统
由于热风炉燃烧使用高炉煤气热值偏低且波动频繁，要满足高炉高风温的要求，人工烧炉需做到24小时精心操 作，这实现起来极困难。系统
• 我们1993年研发出国内第一台液晶记录控制仪，并得到广泛应用 • 我们1998年在济钢350m3高炉上开始热风炉自动优化燃烧的研发，至今已有十多年的历史。
而我们的自动优化烧炉系统可以在各单位现有自动系统基础上，提高风温15℃以上
五、本系统的技术特点及效果
热风炉自动烧炉软件控制系统
本系统换炉后只要在画面上投自动，整个烧炉过程无需人工干预，就能：根据煤气热值变化不断自动计算 出最佳空燃比，并模仿优秀操作工的操作过程
实现真正的24小时
自动优化烧炉！
实践证明： 应用本系统实现自动优化烧炉后 ：
热风炉自动烧炉软件控制系统
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热风炉自动烧炉软件控制系统
高炉热风炉燃烧智能控制系统的优势
北方钒钛2019年第1期高炉热风炉燃烧智能控制系统的优势魏金辉姜海罡李艳昌（自动化中心)0引言热风炉的燃烧控制问题是世界性难题，很多公司为此进行过长期的研究，国外普遍基于物料平衡和能量平衡的复杂数学模型，而我国基本思路是采用先进的控制理论技术作为实现控制的方法。
但由于控制思想和数学模型复杂、实施难度大、对现场条件要求苛刻和严重偏离现场实际情况等原因，很难使燃烧系统运行达到最佳。
燃烧控制基本依靠操作人员经验手工操作，由于操作员控制水平参差不齐，造成热风炉煤气消耗增大，热风炉拱侧温度不高且不稳定，使高炉风温达不到最高，这种情况至今没有得到有效解决，对高炉的稳定生产是非常不利的。
研究一种适合国情、易于实施的热风炉控制系统及控制方法，具有重大的现实意义。
从2002年开始，为了解决高炉风温低(当时1100-1130℃，平均1119℃)、热风炉燃烧控制为手动控制、煤气消耗大、空气过剩系数大(当时为1.84)，不能完全燃烧、等一系列问题，开始对高炉热风炉的燃烧控制这一难题进行研究，2003年研制成功第一代燃烧智能控制系统，使风温提高到1146-1170℃，平均1165℃，提高了46℃，空气过剩系数降为1.05以下。
经过10余年的研究，目前已达到热风炉燃烧控制智能化、远程诊断、远程维护、调节控制高精度化(可以达到0.1%)，现在高炉平均风温达到1190-1200℃，又提高风温20℃，降低煤气消耗3%，空气过剩系数1.05以下，我公司所有高炉均应用了热风炉智能控制系统。
1燃烧智能控制系统组成[1]热风炉智能控制系统包括煤气管道、煤气流量测量装置、煤气流量调节装置、煤气压力测量装置、煤气温度测量装置、助燃风管道、助燃风流量测量装置、助燃风流量调节装置、助燃风压力测量装置、助燃风温度测量装置、拱测温度测量装置、烟道温度测量装置、烟道含氧量测量装置和煤气成分测量装置；还包括由输入模件、输出模件、电源模件、CPU 控制器件、接口模件、总线底板模件和显示器件所组成的PLC或DCS控制系统。
热风炉的工作原理及应用
热风炉的工作原理及应用热风炉的工作原理热风炉是一种利用燃烧产生的热风进行加热的设备。
它通过燃烧燃料产生高温烟气，然后利用烟气的热量将空气进行加热，将加热后的热空气送入需要加热的环境中。
热风炉主要由燃烧室、烟气道、热风发生器和排烟风机等组成。
燃烧室燃烧室是热风炉中进行燃烧的地方。
燃烧室通常分为上下两层，上层用于燃烧燃料，下层则是用来控制燃烧过程中的空气量。
燃料经过预处理后，通过燃烧室燃烧，产生高温烟气。
烟气道烟气道用来引导燃烧过程中产生的烟气。
烟气道一般分为主烟道和副烟道两部分。
主烟道是用来引导烟气向外排放的通道，而副烟道则是用来回收烟气中的余热。
热风发生器热风发生器是热风炉中用来产生热风的装置。
当烟气通过热风发生器时，其热量会被传递给通过热风发生器的空气，使空气被加热。
排烟风机排烟风机主要用来排放燃烧后产生的烟气。
它通过产生强风，将烟气从热风炉中抽出，从而保持燃烧过程的正常进行。
热风炉的应用热风炉由于其高效率、节能、环保等特点，在多个领域得到了广泛的应用。
工业领域热风炉在工业领域中被广泛应用于各种加热过程，如烘干、涂装、喷涂、焊接、热处理等。
它可以为这些工艺提供所需的高温热风，从而提高生产效率，减少能源消耗。
冶金领域热风炉在冶金领域中也扮演着重要的角色。
它被用于冶炼、熔炼、退火等过程中的热处理。
通过提供高温热风，热风炉可以为冶金工艺提供所需的热能，使冶金反应能够顺利进行。
建筑领域在建筑领域，热风炉被用于加热建筑物、供暖等。
通过将热风送入建筑物内部，热风炉可以为建筑物提供所需的暖气，为居民创造一个舒适的生活环境。
农业领域热风炉在农业领域也有应用。
比如，热风炉可以用于农作物的烘干，降低农作物的水分含量，从而增强农作物的储存性能。
此外，热风炉还可以用于农业温室，为温室提供所需的暖气。
总结热风炉以其高效率、节能、环保等特点，广泛应用于工业、冶金、建筑和农业等领域。
通过燃烧燃料产生热风，热风炉能够为各种加热过程提供所需的热能，从而提高生产效率，减少能源消耗。
热风炉燃烧系统的设计及优化
热风炉燃烧系统的设计及优化热风炉是一种常见的加热设备，广泛应用于工业生产中。
它主要利用燃烧系统产生高温热风，用于干燥、熔融、焙烧等工艺过程。
在热风炉的设计和运行中，燃烧系统的设计与优化是关键因素之一。
本文将深入探讨热风炉燃烧系统的设计原理和优化方法。
一、燃烧系统设计原理1. 燃烧原理燃烧是指燃料与氧气在适当的温度和压力条件下发生的化学反应。
燃料在燃烧时释放出的热量可以用来产生高温热风。
燃烧过程主要包括燃料的供应、氧气的供应和燃料的燃烧反应。
2. 燃烧系统组成热风炉的燃烧系统主要由燃烧器、燃料供应系统、氧气供应系统和控制系统等组成。
燃烧器负责将燃料和氧气混合并点燃，燃料供应系统负责提供燃料，氧气供应系统负责提供氧气，控制系统负责监控和调节整个燃烧过程。
二、燃烧系统设计要点及优化方法1. 燃烧器选择燃烧器是燃烧系统中最关键的组成部分之一，其性能直接影响到燃烧效果和能源利用率。
在选择燃烧器时，应考虑燃烧器的燃烧效率、稳定性、寿命和适应能力等因素。
优化方法包括选择高效燃烧器、调整燃烧器结构和改善燃烧器控制方式等。
2. 燃料供应系统设计燃料供应系统的设计目的是保证燃料的稳定供应和顺畅燃烧。
在设计时，需要考虑燃料的性质、输送方式和供应量等因素。
优化方法包括优化燃料供应管道的设计、增加燃料供应线路的备份以及选用合适的燃料输送设备等。
3. 氧气供应系统设计氧气供应系统的设计关系到燃烧系统的燃烧效果和能源利用率。
在设计时，需要考虑氧气的纯度、供应能力和适应性等因素。
优化方法包括增加氧气供应管道的直径、提高氧气供应设备的稳定性和精度以及优化氧气供应控制方式等。
4. 控制系统设计控制系统是整个燃烧系统的中枢，负责监测和调节燃烧过程。
在设计时，需要考虑控制系统的稳定性、精度和响应能力等因素。
优化方法包括采用先进的控制算法、优化控制仪表的布置和增加控制系统的备份等。
5. 热风炉设计燃烧系统的设计还需要考虑热风炉的结构和传热性能等因素。
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热风炉自动燃烧控制系统研究与应用
发表时间：2019-01-04T14:30:15.143Z 来源：《防护工程》2018年第28期作者：李吉莲
[导读] 热风炉的燃烧控制问题一直被称为是世界性难题很多公司为此进行过长期的研究,国外普遍基于物料平衡和能量平衡的复杂数学模型,而我国基本思路是采用先进的控制理论技术作为实现控制的方法
李吉莲
青海中信国安锂业发展有限公司青海格尔木 816000
摘要：热风炉的燃烧控制问题一直被称为是世界性难题很多公司为此进行过长期的研究,国外普遍基于物料平衡和能量平衡的复杂数学模型,而我国基本思路是采用先进的控制理论技术作为实现控制的方法。
但由于控制思想和数学模型复杂、实施难度大、对现场条件要求苛刻和严重偏离现场实际情况等原因,很难使燃烧系统运行达到最佳。
燃烧控制基本依靠操作人员经验手工操作,由于操作员控制水平参差不齐,造成热风炉煤气消耗增大,热风炉拱侧温度不高且不稳定,使高炉风温达不到最高,这种情况至今没有得到有效解决,对高炉的稳定生产是非常不利的。
研究一种适合国情、易于实施的热风炉控制系统及控制方法,具有重大的现实意义。
关键词：热风炉；自动燃烧；控制系统；应用
1热风炉自动控制功能开发
1.1数据采集,
实现二级上位机能够读取和控制热风炉PLC系统。
其中关键性技术(问题)PLC系统的通信的解决方法(技术手段)是通过OPC通信协议建立OPC服务器和客户端实现与PLC通信。
1.2控制决策协调器,
实现专家系统、燃烧自寻优模型、拱顶温度控制模型和速度模型协调控制。
其中关键性技术(问题)协调控制的解决方法(技术手段)是通过与生产操作工结合,了解热风炉工艺确定各个模型之间的时序,编写程序实现总结出来的时序控制。
1.3专家系统,
实现在煤气压力和热焓值变化比较大的情况下,利用专家系统根据热风炉当前工艺条件算出相应的调节阀输出。
其中关键性技术(问题)专家最佳案例的收集和工艺条件的判断输出的解决方法(技术手段)是通过与生产操作工结合了解热风炉工艺确定最佳案例的判断条件,以及案例管理算法。
1.4自寻优模型,
实现模仿操作工热风炉操作控制空燃比最优。
其中关键性技术(问题)外界条件不断变化下最佳空燃比的确定的解决方法(技术手段)是通过时间序列法与热风炉操作工烧炉经验总结出自寻优模型算法,根据算法确定出最佳空燃比,并且应用于自动燃烧控制中。
1.5拱顶温度控制模型
实现拱顶温度控制在目标温度范围内。
其中关键性技术(问题)煤气质量影响拱顶温度高低的解决方法(技术手段)是通过寻找到最佳空燃比,根据热风炉操作工操作经验控制拱顶温度在目标范围之内。
2锅炉燃烧自动化技术应用的必要性
2.1保证蒸汽管道的安全稳定
通过在工业锅炉中应用燃烧自动化技术能够有效维持住蒸汽管道的压力，并且由于蒸汽压力能够平衡锅炉的负荷，因此从锅炉蒸汽产量的变化就能够直接体现出锅炉运行状态。
一旦燃料的供应量发生变化，就会改变锅炉的发热量，因此通过自动化技术的应用能够快速恢复蒸汽压力，实现蒸汽管道压力的有效维护。
此外，通过控制气压的稳定性，还能够有效提高锅炉整体的安全、稳定性。
2.2保证炉膛压力的安全稳定
应用了锅炉燃烧自动化技术能够通过平衡引风量和送风量的方式，稳定炉膛压力，并且保证锅炉燃烧的稳定性、安全性以及经济型。
大多数情况下，我们将炉膛的负压控制在-40～-20Pa的范围内，如果压力过小，则容易导致炉膛喷火，继而影响到锅炉燃烧环境，严重影响周边作业人员的人身安全与健康；如果压力过大，则会造成炉膛风量增加，在消耗大量电力驱动引风机的同时，损失大量的热量，因此说，我们需要通过锅炉燃烧自动化技术的应用保证膛内压力。
2.3提升锅炉燃烧的经济指标
在锅炉燃烧的整个过程中，我们需要严格保证经济性指标，这样才能够从根本上实现节能降耗的目的，我们通常采用烟气中含氧量与送风量的比值作为重要的经济性指标。
如果能够合理控制比值，不仅会降低热量的无谓损失，还能够在一定程度上提高燃烧效率；反之，如果出现锅炉燃烧过程中燃料并未完全燃烧的情况也会造成大量的浪费。
此外，如果锅炉燃烧过程中内部空气含量过大，也会造成热量的大量损失，降低锅炉的工作效率。
并产生严重的空气污染。
因此说，我们应通过使用锅炉自动化技术的方式，在改变燃料量时应恰当调整锅炉的送风量，保证燃料的充分燃烧。
3锅炉燃烧系统自动控制基本控制策略
3.1燃料量的控制
由于燃料量控制系统的任务是维持锅炉主汽压力的稳定，避免汽压过高、过低或者急剧变化。
我们采用将多模态切换控制技术应用于锅炉燃料量控制，建立锅炉暂态、稳态、外扰、内扰四种运行模态的在线辨识方法、控制策略及各种运行模态下不同控制策略的自适应切换原则，以实现锅炉负荷在70%-110%范围内快速波动时，燃料量自动控制系统能快速稳定主蒸汽压力，确保燃烧连续自动运行。
3.2送、引风协调控制
锅炉运行过程中，引风必须与送风协调，本项目采用的送、引风协调控制的基本思想如下：炉膛漏风引起炉膛负压—烟气氧量震荡时，送风系统暂停调节，引风系统采取过阻尼控制策略，并选择FUZZY控制器，使炉膛负压逐渐恢复稳定，同时避免调节过量引起超调。
炉膛负压在稳态情况下偏差过大时，为避免炉膛漏风引起负压—氧量震荡，送风也暂停调节，但引风采用PID快速控制，使炉膛负压快速稳
定到给定值。
制粉系统启停、锅炉大负荷调整、风烟系统设备故障等扰动情况下，送风、引风自动调节系统均进入暂态调节过程，快速恢复风烟系统稳定。
送风、引风协调控制及其在引风自动控制回路中采用PID与FUZZY相结合的控制策略，克服了因炉膛漏风变化引起的送、引风系统难以控制问题，实现了送风、引风系统的长期、稳定自动运行。
3.3、锅炉燃烧配风的优化
本项目全面研究了一次风、二次风、三次风的作用机理和相互关系、并提出了相应的控制方法。
对一次风的控制策略是维持一次风压为恒定值，达到控制火焰中心稳定燃烧的效果。
在二次风控制方面，依据实时分析锅炉火焰状态、制粉系统运行状态的基础上，利用燃烧控制的专家知识和现场熟练操作人员的经验，开发了一套“二次风控制技术”专家系统，实现运行参数、运行模态，对锅炉二次风进行优化控制，使火燃中心处于炉膛的中心线上，且垂直方向的稳定，从而使锅炉燃烧效率保持最佳状态，确保锅炉燃烧系统的经济、安全和稳定地运行。
而对三次风在锅炉运行过程中，采用由制粉系统运行的状态决定三次风大小的策略，实现三次风的稳定配风。
一次风、二次风、三次风自动控制技术的配合使用，使系统能够根据锅炉的燃烧情况适时调（下转第392页）
整送风策略，保持了锅炉火焰中心在负荷变化过程中的稳定，解决了安全送粉与经济燃烧的矛盾，从而提高了锅炉的安全性与经济性。
锅炉燃烧系统自动控制基本控制策略在我单位#7锅炉改造时得以实施，#7锅炉锅炉燃烧系统自动控制通过采用多模态控制策略及自适应切换技术的配合使用，使中储式燃煤锅炉负荷在70%-110%范围内快速波动时，燃料量自动控制系统能快速稳定主蒸汽压力，确保燃烧系统连续自动运行。
4系统创新
4.1系统独立、功能清晰
本系统与现有热风炉PLC系统之间功能独立,PLC系统保持现有换炉逻辑控制不变,而本系统则负责自动烧炉状态下煤气、空气的阀门调节量设定计算,并下发PLC系统控制执行。
4.2技术先进、效果显著
采用专家系统和模糊控制技术,实现燃烧状态和外界波动动态识别,通过空燃比快速寻优,确保系统始终(包括强化燃烧期、蓄热期)处于最佳配比燃烧状态,即最佳烧炉状态。
4.3操作方便、界面友好
本系统自动获知烧炉信号后,即可根据烧炉目标(目标拱顶温度、目标废气温度和目标换炉周期)实现烧炉全过程的煤气阀和空气阀的自动调节,全过程无需人工干预。
4.4无扰动系统投运
本系统能在正常生产过程中完成安装部署,并利用热风炉换炉间隙实现系统投运,安装调试操作对正常生产无不良影响。
即使发生特殊情况,可借助“控制权切换”操作,切换到原有控制系统和控制模式。
5结论
近年来热风炉自动燃烧控制系统在钢铁企业得到应用,但是大多数热风炉自动燃烧系统都需要依靠残氧量的测量参数,本项目研发的热风炉自动燃烧系统不依靠残氧量参数,只需要常规的流量、压力参数就能实现自动燃烧,所以,本项目研发的热风炉自动燃烧控制系统能广泛地应用在钢铁企业中的热风炉控制中,具有很好的市场前景和应用前景。
参考文献：
1]牛玉广.基于多元统计过程监控的锅炉过程故障检测[J].动力工程学报,2017(10):54-56.
[2]周慎学,沈奇.基于在线支持向量机的锅炉燃烧系统动态建模[J].自动化仪表,2017(10):24-26.。