环形加热炉设计与仿真论文

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平均直径18m的管坯环形加热炉设计

平均直径18m的管坯环形加热炉设计
2 S M 、1 C l V P1 0 7 i n 2 r Mo G、 1
()炉顶 。炉 顶砌 筑从 炉 内向炉外 依 次为 :低 2
水 泥浇 注 料 ( 度 2 0 mm) 厚 3 ,轻 质浇 注 料 ( 度 7 厚 0 a ,磷 酸盐珍 珠岩 砖 ( rm) 厚度 6 m) 0r 。 a
De a l d i h r i l st e d sg ft e f r a e i v l i g t u n c o y t e c mb s i n s s e , t e me t ie n t e a t e i h e i n o u n c , n o v n hef r a e b d , h o u to y t m c h h — c a i a q i me t a d t e a t ma i n r l t d t h l c rc la d i sr me t ls s e .T e o e a i n o h h n c le u p n , n h u o to e a e o t e e e ti a n n t u n a y t ms h p r t ft e o
4 7
烧 嘴 的加热 一段 、加热二 段 和均 热段 几部 分组 成 。 平 均 直径 1 的管 坯 环形 加 热 炉 的供 热 能 力 m 8 和各段 热 量分 配情 况 见 表 1 ,加 热炉 的平焰 烧 嘴 的 设 置见 表 2 。
1 )天然气平焰烧嘴分配 该环 形加 热炉 的供 热 由不设烧 嘴 的预 热段 ,设
10 ) .5
最大烟气量
空气 预热 温度
2 4 /( 气 过 量 系 数 54 0m3 空 h
o 1 5 t . ) = 0
4 ~50 50 0

大型节能环形加热炉的研制

大型节能环形加热炉的研制
Ab t a t T e a e e c i e d a c d tc n lg d wo kp o e s d p e e i no  ̄3 m i iee eg a i g a n lr e n u ・ s r c : h p rd s r sa v n e h o o y a r r c s o td i d s f b 6 b g sz n r y s v n n u a mi g f r p b e n a n g h
收 稿 日期 :2 1—20 ;修 回 日期 :2 1—31 0 01—3 0 1 —5 0
月点火 以来,一直正常 运行,满足 了管 坯穿孔前 的加 热 需要,主要技术参数如下:
环形炉 中径/ mm 炉膛宽度/ m m 3 0 6 0 0 5 8 0 2
炉膛净空高度/ m m
管径外径/ mm 管坯 长度/ mm
De e o m e t t d f g S z e g a i gAn u a a i g F r a e v lp n u y o ieEn r y S v n n l rHe t u n c S Bi n WANG n , ZHANG —a g , YNG if GUO n — o g , ZHANG i u n Ya Yu fn Z —a , Yo g h n S— a y
n c .Ke n f cu i g p c s ,o t ae y ma u a t r r e s p i m d f a in a d r s l o s f r o e a i n a lo i t d c d n o mu mo i c t n e u t fu e at p r t r a s n r u e .De eo i g d r ci n a d i o e o e o v lp n i t n e o p b e s a c d ma u a tr f n u a e t gf ma e ae s mma i e . o r l msi r e rh a n f cu e o n lr a i ne n a h n u c r u rz d Ke r s a n l rh a i g f m a e c s a e p r l ld u l r S mp i d o t l y t m ; f u -e t n U— p t rc o e a t i n y wo d : n u a e t n u c ; a c d a al o b e C Sa l u e c nr se e o t o s o rs c i t e wa e o ld p ri o o y t

《2024年基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》范文

《2024年基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》范文

《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》篇一一、引言在工业生产过程中,温度控制是一个关键环节,特别是在环形炉的加热工艺中。

为确保产品质量、生产效率和能源利用效率,开发一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的环形炉温度控制系统显得尤为重要。

本文将详细介绍基于PLC的环形炉温度控制系统的设计与应用,并分析其在实际生产中的效果。

二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由PLC控制器、温度传感器、执行器(如加热器、冷却器等)以及人机界面(HMI)等部分组成。

其中,PLC控制器负责接收温度传感器的信号,并根据设定的控制算法输出控制信号给执行器,实现对环形炉温度的控制。

(1)PLC控制器:选用高性能的PLC控制器,具备高速运算、高精度控制等特点,可满足环形炉温度控制的复杂要求。

(2)温度传感器:选用具有高精度、快速响应特性的温度传感器,以实现对环形炉温度的实时监测。

(3)执行器:包括加热器和冷却器等,根据PLC控制器的指令进行工作,实现对环形炉温度的调节。

(4)人机界面:提供友好的操作界面,方便操作人员对系统进行监控和操作。

2. 软件设计软件设计主要包括PLC控制程序的编写和HMI界面的设计。

(1)PLC控制程序:根据环形炉的温度控制要求,编写相应的控制程序。

通常采用PID(比例-积分-微分)控制算法,实现对环形炉温度的精确控制。

同时,程序还应具备自诊断、报警等功能,以便及时发现并处理系统故障。

(2)HMI界面:设计友好的操作界面,包括温度显示、控制参数设置、报警信息提示等功能。

操作人员可通过HMI界面实时监控环形炉的温度,并根据需要设置控制参数。

三、系统应用本系统已广泛应用于各类环形炉的温度控制,如冶金、化工、建材等行业的生产线中。

在实际应用中,系统表现出较高的稳定性和可靠性,有效提高了环形炉的温度控制精度和能源利用效率。

同时,系统还具备自诊断和报警功能,方便操作人员及时发现并处理系统故障,保障了生产的顺利进行。

加热炉毕业设计论文(借鉴分享)

加热炉毕业设计论文(借鉴分享)

加热炉毕业设计论文(借鉴分享)目录1.文献综述 (1)1.1加热炉的概念及分类 (1)1.1.1加热炉的概念 (1)1.1.2加热炉的分类 (1)1.2加热炉的一般组成部分 (2)1.2.1炉膛(工作室) (2)1.2.2烟道、烟闸与烟囱 (4)1.2.3炉子基础与钢结构 (5)1.3炉子热平衡及燃料消耗 (5)1.3.1基本概念 (5)1.3.2炉子燃料消耗 (6)1.3.3燃料变化后燃料消耗量的变化 (6)1.4炉子生产率及影响因素 (6)1.4.1概述 (6)1.4.2热工因素对炉子生产率的影响 (7)1.4.3工艺因素对炉子生产率的影响 (8)1.5提高炉子热效率的途径 (9)1.5.1减少炉膛废气带走的热量 (9)1.5.2烟气余热的回收 (9)1.6加热炉的现状及发展趋势 (10)1.6.1概述 (10)1.6.2工业炉的提高和改进措施。

(10)2.方案论证 (14)2.1设计方案 (14)2.2方案论证 (15)2.2.1炉型的选择 (15)2.2.2装出料方式 (15)2.2.3供热方式 (15)2.2.4烧嘴的布置与选型 (15)2.2.5换热器结构 (15)3.热工计算 (16)3.1原始技术数据 (16)3.2热工计算 (16)3.2.1燃料燃烧计算 (16)3.2.2炉膛热交换计算 (19)3.2.3金属加热时间计算 (22)3.2.4炉子主要尺寸的计算 (28)3.2.5炉膛热平衡与燃料消耗计算 (31)3.2.6煤气烧嘴的选用 (36)3.2.7空气换热器设计计算 (37)3.2.8空气管路阻力损失及鼓风机的选择 (44)3.2.9烟道阻力损失及烟囱计算 (50)结论 (55)致谢 (56)参考文献 (57)英文原文 .............................................. 错误!未定义书签。

英文翻译 .............................................. 错误!未定义书签。

环形加热炉的设计优化

环形加热炉的设计优化
根据坯 料 规 格, 炉 子 的 供 热 制 度 分 为 预 热
Vol. 30 Nபைடு நூலகம். 2
冶金能源
Mar. 2011
ENERGY FOR METALLURGICAL INDUSTRY
37
段、加热段和均热段。一般各段温度控制为预热 段 800 ~ 950℃ ,加 热 段 1100 ~ 1260℃ ,均 热 段 1280℃ ,排烟温度为 800 ~ 850℃ 。 1. 3 机械设备
( 2) 烧嘴的布置 一般环形加热炉的烧嘴均安装在炉子的内外 墙和炉顶上,且都垂直于炉墙表面布置,其目的 是保证炉膛各段温度均匀。顶燃烧嘴对炉顶整体 性产生一定的影响。尤其当燃气压力波动时,在 烧嘴附近产生局部高温,严重影响炉顶寿命。 通过多年从事环形加热炉调试的实践,提出 燃烧器布置及供热负荷分配的原则。即烧嘴的单 个供热能力不要过大,应采用小烧嘴多点布置, 这样可使炉内各段的温度场均匀,钢坯断面温差 小,有利于提高钢坯的加热质量; 切忌烧嘴能力 过大、安装集中,造成预热段过长、温度较低而 起不到很好的预热作用; 而且钢坯到了加热带集 中加热,不但容易造成钢坯内外温度不均匀,还 容易使钢坯表面产生过热或过烧,产生较多的烧 损。在设置烧嘴的数量上,既要考虑到炉内温度 场均匀性,又要考虑清理和检修方便。对于炉膛 宽度小于 4m 的炉子,顶燃烧嘴的作用就比较小
2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创15环形加热炉的设计优化36金能源energyformetallurgicalindustryvol30no2mar2011环形加热炉的设计优化辽宁科技大学2016全新精品资料全新公文范文全程指导写作独家原创15多年从事环形炉的设计监造施工调试对原有环形加热炉存在的设计缺陷及使用中的不足之处有了深入了解并对其进行了探讨和研究

加热炉温度控制系统设计与仿真研究

加热炉温度控制系统设计与仿真研究

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书(毕业论文)题目:加热炉温度控制系统设计与仿真研究学生姓名:潘*学号:************专业:测控技术与仪器班级:测控04-2班指导教师:闫**加热炉温度控制系统设计与仿真研究摘要在钢铁企业中,为了将钢坯加热到轧制所规定的工艺要求,必然地要求对加热炉内的温度进行有效的控制,使之保持在某一特定的范围内。

而温度的维持又要求燃料在炉内稳定地燃烧。

加热炉燃烧过程是受随机因素干扰的,具有大惯性、纯滞后的非线性过程。

本设计针对加热炉燃烧控制系统,主要介绍的控制方案有单回路控制系统、串级比值控制系统、单交叉限幅控制系统、双交叉限幅控制系统,并对每一种控制方案进行了理论分析。

运用MATLAB软件对温度控制系统进行了较为全面的仿真和性能分析。

通过分析比较可以得出结论,双交叉限幅对加热炉温度的控制优于其它的控制方案。

双交叉限幅的炉温控制系统使煤气流量和空气流量相互限制,既防止了燃烧中冒黑烟,也防止了空气过剩,达到控制加热炉温度,提高煤气燃烧率,避免环境污染等目的。

关键词:加热炉;单交叉限幅控制;双交叉限幅控制;MATLAB仿真Temperature Control of Heating Furnace System Design andSimulink StudyAbstractIn the enterprises where producing iron and steel, in order to heat up billet to the technological requirements of rolling, the temperature inside the furnace must be controlled effectively so that it remains in a specific range. Maintaining the temperature needs the stable burning of fuel inside the furnace. Furnace combustion process is a non-linear process which is subject to the random interference, great inertia and the pure time delay.The design for the furnace combustion control system is mainly on the control of a single-loop control programme, the ratio of cascade control system, control system limiting unilateral, bilateral limiting control system, and analyses each of the control programme on theory. Using MATLAB software makes a more comprehensive simulation and performance analysis on the temperature control system. Through analysis and comparison we can conclude that bilateral limiting control system is superior to others in the furnace temperature control. The temperature control system of bilateral limiting control system makes gas flow and air flow restrict on each other, which not only prevent the burning of black smoke, but also prevent the excess air, to reach the purposes of controlling the furnace temperature, enhancing the rate of combustion gas and avoiding pollution and others.Key words: furnace; single-limiting control; bilateral-limiting control; MA TLAB Simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 国内现状 (2)1.3 本设计的研究内容 (2)第二章加热炉工艺简介 (3)2.1 加热炉的组成 (3)2.2 加热炉的温度加热方式 (3)2.3 加热炉工艺流程 (3)2.4 加热炉温度控制要求 (5)2.4.1 燃烧系统 (6)2.4.2 炉膛负压 (7)2.5 空燃比 (8)第三章加热炉的温度控制系统 (10)3.1 单闭环控制系统 (11)3.2 炉膛负压控制系统 (12)3.3 串级比值燃烧控制系统 (13)3.4 单交叉限幅燃烧控制系统 (15)3.4.1 单交叉限幅燃烧控制系统工作原理 (15)3.4.2 单交叉限幅燃烧控制系统特点 (17)3.5 双交叉限幅燃烧控制系统 (17)3.5.1 双交叉限幅燃烧控制原理图 (17)3.5.2 双交叉限幅燃烧控制系统的工作原理 (18)3.5.3 双交叉限幅燃烧控制特点 (20)第四章加热炉温度控制系统仿真 (23)4.1 对象模型的建立 (23)4.2 系统各装置数学模型的建立 (24)4.3 仿真软件简介 (26)4.4 加热炉炉温控制系统仿真结果分析 (27)4.4.1 炉温单回路控制仿真 (27)4.4.2 燃料空气串级比值控制仿真 (31)4.4.3 单交叉限幅控制仿真 (34)4.4.4 双交叉限幅控制仿真 (36)4.5 总结 (38)第五章系统的检测变送装置及正反作用 (39)5.1 检测变送 (39)5.1.1 差压式流量计 (39)5.1.2 热电偶 (39)5.2 系统仪表正反作用的确定 (40)参考文献 (41)致谢 (42)第一章绪论1.1 概述加热炉是热轧生产过程的重要热工设备,其能耗占到钢铁工业总能耗的25%。

年产200万吨圆筒管式加热炉设计

年产200万吨圆筒管式加热炉设计

摘要管式加热炉是一种火力加热设备,它利用燃料在炉膛内燃烧时产生的高温火焰与烟气作为热源,加热在炉管中高速流动的介质,使其达到工艺规定的温度,以供给介质在进行分馏、裂解或反应等加工过程中所需要的热量,保证生产正常进行。

本设计为年产200万吨原油圆筒管式加热炉,在本设计中主要完成对辐射段、对流段以及烟道的工艺尺寸的计算、热量的衡算、钢结构的计算及校核和加热炉各零部件的选用。

其中辐射室工艺尺寸包括辐射室炉管的直径、炉管的壁厚、炉管的长度、炉管的根数、辐射室的外形尺寸等;对流室的工艺尺寸包括对流炉管的形式、炉管的直径、炉管的壁厚、炉管的排数及每排的根数、热量衡算的部分包括计算燃料量、燃烧器的规格和根数。

本设计的要点是加热炉高的热效率,提高燃油的利用率。

常采用的措施有降低炉子的排烟温度、减小过热空气系数、减少化学部完全燃烧损失、减少机械不完全燃烧损失、减少炉壁散热等。

也可以设置烟气余热回收系统来提高加热炉的热效率。

关键字:加热炉;钢结构;炉管;辐射;对流;AbstractTubular-furnace heating equipment is a kind of firepower, which the use of fuel combustion in the furnace when the flame and flue gas temperature as a heat source, heating in the furnace tube in the high-speed flow of medium to reach the process temperature requirements, in order to supply medium during fractionation, decomposition or reaction process, such as the heat required to ensure normal production.The design for the annual production capacity of two million tons of crude oil cylinder tube furnace, in the completion of the design of the main paragraph of radiation, convection, as well as the size of the stack process, the heat balance, steel structure and the calculation and checking Selection of the various furnace components. Room size radiation technology, including radiation chamber furnace tube diameter, tube wall thickness, tube length, the root of the number of tube radiation, such as room dimensions; convection process room size, including the form of convection furnace tubes, furnace tube diameter, wall thickness of the tube, the tube row number and the root of the number of each row, the heat balance calculation of the part, including fuel, the specifications of the burner and root number.The gist of the present furnace design with high thermal efficiency and fuel utilization. Measures often used to reduce the furnace flue gas temperature, reducing the over-heated air coefficient, the Department of incomplete combustion to reduce the loss of chemicals to reduce the mechanical loss of incomplete combustion, reduce heat, such as furnace wall. Flue gas can also be set up waste heat recovery system to increase the thermal efficiency of furnace.Keywords: Furnace;Steel;Furnace tube;Radiation;Convection目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 本课题发展方向 (1)第2章设计要求和设计参数 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 设计参数 (3)2.2.1 燃料油 (3)2.2.2 原油工艺条件 (3)2.2.3 过热蒸汽条件 (3)2.2.4 原油产品分率 (3)第3章工艺计算 (4)3.1 加热炉热负荷计算 (4)3.1.1 管式加热炉工艺计算所需的基础数据 (4)3.1.2 被加热介质的比焓 (4)3.1.3 被加热介质的热负荷 (5)3.2 燃烧过程计算 (6)3.2.1 燃料油燃烧物性 (6)3.2.2 加热炉设计的热效率计算 (6)3.3 辐射段计算 (9)3.3.1 辐射段基础数据 (9)3.3.2 辐射段炉体尺寸确定 (10)3.3.3 辐射段热平衡计算 (12)3.4 对流段计算 (14)3.4.1 核算对流段热负荷 (14)3.4.2 对流段工艺尺寸计算 (21)3.5 加热炉压力降 (25)3.5.1 炉管压力降 (25)3.5.2 加热介质进口压力降 (26)3.6 辐射炉管壁厚 (27)3.6.1 设计压力 (27)3.6.2 设计温度 (28)3.6.3 钢管材料 (28)3.6.4 钢管的计算壁厚 (29)3.7 烟囱设计 (29)3.7.1 烟囱直径 (29)3.7.2 烟囱高度计算 (29)第4章加热炉的检测、检验和试验 (35)4.1 炉管水压试验 (35)4.2炉管焊接接头的检测和检验 (35)第5章加热炉钢结构 (36)5.1 辐射室钢结构 (36)5.2 对流室钢结构 (36)5.3 平台梯子 (36)第6章余热回收系统 (38)第7章加热炉配件的设计选用 (39)7.1 辐射管的支撑 (39)7.2 看火门 (40)7.3 人孔门 (40)7.4 防爆门 (41)7.5 燃烧器的选择 (42)7.6 清扫门和吹灰器 (43)结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)第1章绪论1.1 课题背景近年来,随着石油化学工业的迅速发展,管式加热炉技术越来越引起人们的重视。

180t/h环形加热炉的特点及应用

180t/h环形加热炉的特点及应用

形炉 内一共有 3 3 2个 料槽 。另外 ,此环 形加 热炉
采用基 于 P I D算法 的双 交叉 限 幅控制 系统 ,空燃
比控制 精确 ,空气 和燃 料 的跟 随作用 迅速 ,具有
良 好的系统动态性能 ,降低 了燃料消耗量 ,达到 了节 能 的 目的 。
2 主要 结构特 点
好 、生产节奏快 、产量高、资源消耗低、环境污 染小的理念设计 、制造的。为公司其他轧管厂后 续环形炉 的建造和使用提供 了宝贵 的经验。
摘 要 重点介绍了公司 1 8 0 t / h环形加热炉结 构特点和技术特点 ,以及新 技术 和新方法 的应 环形炉 结构 技术 节能
用。
关键词
Ap p l i c a t i o n a n d c h a r a c t e r i s t i c s o f 1 8 0 t / h a n n u l a r f u r n a c e




V0 1 . 3 2 No . 2 Ma r . 2 01 3
E NE RGY F OR ME T A LUJ R GI C AL I ND US T R Y
1 8 0 t / h环 形 加 热 炉 的特 点及 应 用
刘国诗 白 涛
( 天津 钢管集 团股 份有 限公 司)
流向与炉底的运动方向相反。物料依次经过预热
段、加热段 、均热段达到轧制温度和要求 ,由出
料夹钳夹出。为了节能降耗 , 在炉尾设置 了空气 预热器 、余热锅炉等设备进行热量回收利用。管
坯在炉内以辐射状单排或交错布料 ,每根管坯对 应一个料槽 ,有效地防止了粘钢的情况发生 ,环
收稿 日期 : 2 0 1 2— 0 9—1 0 刘 国诗( 1 9 8 6一 ) , 助理工程师 ; 3 0 0 3 0 1 天津市 东丽区。

环形加热炉的设计

环形加热炉的设计

环形加热炉的设计Ξ蔺俐枝1,孙明亮2,王吉平1(1.内蒙古包钢钢联股份有限公司无缝钢管厂,内蒙古包头市014010;2.包钢(集团)公司炼铁厂,内蒙古包头市014010)摘 要:文章分析了环形加热炉的现状,从炉子结构、供热分配、烧嘴选择、耐火材料选择和环缝的确定等方面探讨了大型环形加热炉的最优设计方案。

关键词:环形加热炉结构;供热分配;烧嘴;耐火材料;环缝中图分类号:TF062 文献标识码:B 文章编号:1009-5438(2008)02-0053-03Design of Annular H eating FurnaceLIN Li-zhi1,SUN Ming-liang2,WANG Ji-ping1(1.Seamless Tube Plant o f Steel Union Co.Ltd.o f Baotou Steel(Group)Corp.,Baotou014010,Nei Monggol,China;2.Iron-making Plant o f Baotou Steel(Group)Corp.,Baotou014010,Nei Monggol,China) Abstract:The paper analyzes the present situation of annular furnace,discusses the optimum design scheme of large scale an2 nular furnace from construction of furnace,distribution of heat,selection of burner and refractory,ascertainment of annular gap,and s o on. K ey w ords:structure of annular furnace;distribution of heat;burner;refractory;annular gap 包钢无缝厂Φ400mm机组是在上世纪70年代从前苏联引进的自动轧管机组。

环形加热炉炉温控制系统的研究与设计

环形加热炉炉温控制系统的研究与设计

环形加热炉炉温控制系统的研究与设计摘要:钢铁工业的发展,无缝钢管的应用越来越广泛。

环形炉加热炉的应用也得到了很好的发展。

无缝钢管的热轧生产线上重要的热工设备就是环形加热炉,其加热质量直接关系到钢管的质量,其氧化结烧和能耗直接关系到钢管的成本,其设备状况与操作水平直接关系到钢管的产量,所以无缝钢管生产的关键就是保证环形炉处在最佳生产状况。

然而,环形加热炉中的重中之重则是加热炉炉温的自动控制。

关键词:环形加热炉;PLC;模糊PID控制;环形加热炉作为轧钢生产线的关键能耗设备,炉温控制水平直接影响能耗、烧损率、废钢率、产量、质量等指标。

其燃烧控制系统是通过控制煤气和空气的流动来调节燃烧过程,以确保炉内温度稳定在设定值,并且波动不超过允许偏差,以确保管被均匀加热到满足要求的温度。

本设计是对环形加热炉炉温的控制,通过制采用串级双交叉限幅控制方式实现。

串级双交叉限幅控制系统中,燃料、空气流量值相互设定,从而保证了空燃比最优,达到了炉温恒定的目的。

在串级双交叉限幅控制系统基础上,加入PLC及PID控制算法,可基本实现对加热炉炉温的平稳控制,同时依靠组态界面实现对加热炉实时监控。

一、环形炉工艺流程环形炉总体为圆环形,环形炉由可以转动的炉底部分.固定的炉顶和内、外炉墙部分构成的环形隧道所组成。

环形炉借助炉底的旋转,使放置在炉底上的坯料由装料口沿环形隧道移出到出料口,并在移动过程中分段连续加热管坯。

环形炉装炉和出炉使用各自专门的夹钳,每装、出一次坯料(一根)炉底转动1个角度,然后又装、出下一次坯料,装炉和出炉同时进行,通过与炉底转动装置的联锁,可实现自动装、出料。

环形炉结构上没有明显的分段,主要靠烧嘴的配置和供热强度调整来控制温度,各段的供热长度也并不固定,为了使形型炉温度的控制与调整有较大的灵活性,环形炉可以分为几个供热段,具体段数依环形炉大小和加热要求而定。

环形炉每一段有单独的燃气管和空气管,可以单独调节燃料和空气供应量,总体供热能力按120%配置。

《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》范文

《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》范文

《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展,温度控制系统的设计与应用在工业生产中显得尤为重要。

环形炉作为许多工业生产过程中的关键设备,其温度控制系统的设计直接影响产品质量、能源消耗及设备使用寿命。

因此,基于PLC的环形炉温度控制系统成为了现代工业控制领域的热门研究方向。

本文旨在探讨基于PLC的环形炉温度控制系统的设计与应用,以期为相关领域的研究与应用提供参考。

二、系统设计1. 硬件设计基于PLC的环形炉温度控制系统硬件主要包括PLC控制器、温度传感器、执行器(加热元件)以及其他辅助设备。

其中,PLC控制器作为系统的核心,负责接收温度传感器的信号,并根据预设的控制算法输出控制信号,驱动执行器进行温度调节。

温度传感器负责实时监测环形炉内的温度,将温度信号转换为电信号传输给PLC控制器。

执行器根据PLC控制器的指令,调节加热元件的功率,从而实现温度的控制。

2. 软件设计软件设计是PLC控制系统的重要组成部分,主要包括控制算法的设计和编程。

控制算法是系统实现温度控制的关键,常见的控制算法包括PID控制、模糊控制等。

PID控制算法具有结构简单、参数易调整等优点,在环形炉温度控制系统中得到广泛应用。

在编程方面,需要根据硬件设备的接口和通信协议,编写相应的程序,实现PLC控制器与温度传感器、执行器等设备的通信和数据交换。

三、系统应用基于PLC的环形炉温度控制系统广泛应用于冶金、化工、建材等工业领域。

在冶金行业,该系统可用于钢铁冶炼、连续铸造等工艺过程中的温度控制;在化工行业,该系统可用于反应釜、蒸馏塔等设备的温度控制;在建材行业,该系统可用于窑炉、熔炼炉等设备的温度控制。

通过应用该系统,可以提高产品质量、降低能源消耗、提高设备使用寿命,从而实现工业生产的可持续发展。

四、系统优势基于PLC的环形炉温度控制系统具有以下优势:1. 高精度:该系统采用先进的控制算法和传感器技术,可以实现高精度的温度控制,保证产品质量。

管坯环形加热炉的设计与应用

管坯环形加热炉的设计与应用

目前无 缝 钢管 热轧 线穿 孔 前管 坯加热 多 采 用环形 加热 炉 ,该 加 热 炉 具 有适 应 坯 料 规 格 多 、加 热 制 度 灵 活 、氧 化 烧 损 少 、 自动化 程 度 高 等优 点 ,本 文 以国 内某 厂 的 3 5 m' 5 . 3 5 m 管 坯 环 形 加 热 炉 为 例 ,进 行描 述 。该 炉子 用 于 某 热 轧 线 穿孔 前 的 圆 管 坯加 热 ,可 实 现 年产 5 O 万 吨热 轧 无 缝 管 ,是 国 内 自主 研发 的 大型 管 坯 环 形 加热 炉 。 自 点 火 以来 ,运 行 正常 ,满 足 了热轧 生产 线 的加热 需要 。
管 i 王 _ 度 1 3 0 0 ‘ 5 0 0 n 1 m 2 环 形炉 的关 键设 备及 技术 入 炉 温 ' 度 常 温
特征
出 炉 温 度 1 2 7 I 一 1 2 8  ̄ ' c
2 . 1 烧嘴的合理配置
用 逢 穿 孔 前 管 坯 加 热 一 一 1 一 ,
1 环形加热炉平面布置 图及主要技术参数
加热 一段 ,共 六段温 度 控制 ,可 以根据不 同产 量和 钢种 需 要调 节各段 的供 热 负荷 。在保 证加 热能 力的 同时提 高管 坯 加热质 量 ,减少 断面 温差 ;在产 量较 小 的情况 下 ,可 以根 据需要 ,切 断部 分供 热段 。此外 ,环 形炉还 设 有一个 不供
. - …^ E L ● 一

出 科 节 奏
加 热 能 力
1 2 8 支 , h
1 2 5 1 / h
供热 能 力分 配 时 ,必 须充 分考 虑这 些 因素 ,既 要提 高管 坯加
热质 量 ,节 约能 源 ,同时 还必

环形加热炉设计浅析

环形加热炉设计浅析
5烘 炉
环形加热炉烘炉时需要转动炉底, 使炉底耐火 材料和炉盘框架被均匀加热。 合理的烘炉设计方案 对环形加热炉砌筑结构的烘烤效果和使用寿命至关 重要。
如果烘炉时用天然气作燃料, 烘炉管比较细而 且短, 常规的烘炉方法是将几段烘炉管架在内、 外 环炉墙的凸台上, 烘炉时就不会影响炉底转动。 需 要指出的是, 有些设计将烘炉管布置在侧墙烧嘴开 孔上, 笔者认为这种做法不可取。 因为高温时烧嘴 的高温火焰会直接冲刷炉顶, 而此时的炉底温度却 偏低, 炉墙、 炉顶、 炉底耐火材料温度很不均匀。
1 — 抗渣浇注料 2 — 绝热材料 3 — 炉底钢板 4 — 上层框架 图 2 环形加热炉非对称炉底砌筑结构示意
值得一提的是, 该环形加热炉使用 8 个月后, 内环局部的炉底表层浇注料出现了开裂拱起现象。 用户单位技术人员经过对其他生产厂的几座环形加 热炉考察后发现, 使用一段时间后, 在内环或外环 炉底表层浇注料开裂拱起的现象普遍存在。 分析认 为, 这种现象与炉底的膨胀结构设计不合理有关, 期待有新的炉底设计结构, 解决炉底耐火材料开裂 拱起问题, 提高炉底耐火材料的使用寿命。
关键词: 环形加热炉; 设计; 布料角; 炉底砌筑; 烘炉 中图分类号: TG155.1 %%文献标志码: B %文章编号: 1001-2311(2011)03-0031-04
A Brief Analysis of Designing of Rotary Hearth Heating Furnace
α — 布料角 β — 装出料炉门夹角 D — 环形炉平均直径 1 — 装料炉门中心线 2 — 出料炉门中心线
图 1 环形加热炉布料示意
(1) 炉底没有布料槽或支架。 在这种情况下,
环形加热炉的布料角通常要求满足:

加热炉毕业设计论文

加热炉毕业设计论文

加热炉毕业设计论文加热炉是一种常用的热处理设备,用于对工件进行加热处理,提高其硬度、强度等物理性能。

本论文将就加热炉的设计原理、结构特点、性能指标以及应用领域进行研究分析,并提出了一种改进方案,以满足对工件的热处理需求。

一、加热炉的设计原理和结构特点加热炉的设计原理主要包括能量传递原理和温度控制原理。

能量传递原理是指在加热炉中通过燃烧燃料或电加热元件产生热能,然后通过传热介质将热能传递给工件,使其达到所需的加热温度。

温度控制原理则是通过控制加热炉的燃料供给量或电加热元件的电流输入,来控制加热炉内部的温度,达到工艺要求。

加热炉的结构特点包括加热室、传热介质、加热元件和控制系统。

加热室是容纳工件的空间,通常由耐热材料制成,具有较好的保温性能。

传热介质可以是气体(如空气)、液体(如水、油)、固体(如炉砖)等,用于将热能传递给工件。

加热元件有燃烧炉、电阻丝、电极等,在加热炉中起到产生热能的作用。

控制系统则用于对加热炉进行温度控制,通常包括温度传感器、控制阀门、控制面板等。

二、加热炉的性能指标加热炉的性能指标主要包括加热速度、温度均匀性、能源利用率和安全可靠性。

加热速度指的是加热炉对工件进行加热的速度,通常以时间来衡量。

温度均匀性是指加热炉内工件的温度分布是否均匀,对于一些对温度要求较高的工艺来说,温度均匀性非常重要。

能源利用率则是指加热炉对能源的利用效率,通常以单位时间内消耗的能源和工件加热所需的能源之比来表示。

安全可靠性是指加热炉在工作过程中是否安全可靠,主要包括燃烧安全和温度控制的准确性。

三、加热炉的应用领域加热炉广泛应用于金属加热处理、玻璃制品生产、陶瓷烧结等领域。

在金属加热处理方面,加热炉通常用于对钢材的淬火、退火、正火等工艺进行加热,以改善钢材的性能。

在玻璃制品生产中,加热炉主要用于将玻璃加热至熔化温度,以便进行吹制、拉伸等工艺。

在陶瓷烧结方面,加热炉主要用于将陶瓷原料加热至一定温度,使其发生烧结反应,形成致密的陶瓷材料。

Φ36×5.28m环形加热炉的设计特点

Φ36×5.28m环形加热炉的设计特点

前进 ,将管坯送到炉底的指定位置 ,夹钳下降将
V 1 3 No 4 o. 1 .




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E RGY OR T L U NE F ME A L RGI AL I C NDU T S RY
管 坯放 在 炉底 上 ,夹钳 迅速 退 回原始 位置 完成装
料 。装料炉门关闭后 ,液压马达驱动炉底机械旋 转相应 的角度 ,使入炉管坯随炉底一起转动 ,每 装 ( 出)一根管坯 ,炉底转 动一个 角度。如此 间隔 布料 ,炉 底 一步 步转 动 ,直至将 入炉 管坯 转 到出料炉 门轴线上 ,而管坯在随炉底转动过程 中 亦 由常 温 加 热 到 15 20—18 c 。此 时 出 料 炉 门 20I 二 打开 ,出料机 夹 钳行使 与装 料机 夹 钳相反 的动作 ( 同时) ,伸入炉内把加热好 的管坯从炉 内夹 出, 放到 出料 辊 道 上 ,然 后 送 往 穿 孔 机 进 行 穿 孔 轧 制。 在炉子的整个工艺流程中,装料炉门、装料
1 环形 加热 炉
1热 温度 :13 20— 18  ̄ 20 C。布料方式 :单排/ 排。出料节奏 :最 双 大 10支/ 。出料 周 期 :最 小 P (5 5 h As 10支/ ) h。 炉子产量 :平均 10/ ,最大 10/ 。 0t h 5 th 14 炉 子基本 尺寸 . 炉底 中心 线平 均直 径 : 60 r 3 00 m;炉 膛 宽 a 度 : 20 m;炉底 宽度 :4 3m 58 m 80 m;炉膛 高 度 :

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V0 . No 4 131 .
EN GY F T L GI AL I US R ER OR ME AL UR C ND T Y

Φ26.408m环形加热炉的设计特点

Φ26.408m环形加热炉的设计特点

Φ26.408m环形加热炉的设计特点摘要从炉型结构、燃烧方式等方面简单介绍了Φ26.408m环形加热炉的设计特点。

关键词环形加热炉;炉型结构;设计特点1概述攀钢集团成都钢铁有限责任公司A-R轧管机组重建工程新建1座环形加热炉,主要生产品种有普碳钢、中低合金钢和不锈钢,年加热连铸圆管坯24.7万吨。

受工厂条件限制,该加热炉采用了高炉煤气和天然气两种燃料,采用了蓄热燃烧和常规燃烧两种燃烧方式。

2环形加热炉主要技术参数炉型:单面加热、多段供热的环形连续加热炉;炉子用途:管坯穿孔前加热;原料:连铸圆管坯;管坯规格:直径:Φ180mm,Φ220mm,Φ280mm,Φ310mm;长度:1 200mm~4 500mm;最大单重:2 666kg;管坯装炉温度:20℃;管坯加热温度:1240℃~1 280℃;出炉管坯温度均匀性:纵向±10℃,径向±5℃;炉子产量:最大135t/h;出料节奏:最快125支/h;燃料及发热值:天然气,热值8 300×4.18kJ/Nm3;高炉煤气,热值800×4.18 kJ/Nm3;单位热耗:1.46GJ/t(低合金钢、最大产量,出炉温度为1 250℃时) ;烧咀形式:预热段及加热段采用蓄热式烧嘴;均热段采用炉顶平焰烧嘴;炉底机械型式:双层框架梯形结构;炉内布料:单排:长度>2 200mm;双排:长度≤2 200mm;并采用可变布料角;炉子尺寸:炉底中心线平均直径:26 408mm;炉底宽度:4 930mm;炉膛内宽:5 280mm;装出料炉门中心线夹角:15°。

3环形加热炉主要设计特点3.1燃烧方式的确定根据工厂所给定的燃料条件,结合本生产线无缝钢管生产的加热工艺特点,在预热段、加热I段、加热II段、加热III段选用空煤气蜂窝体双蓄热的蓄热式燃烧方式,以满足钢坯加热温度的要求。

在均热I段、均热II段选用天然气平焰烧嘴的常规燃烧技术以保证钢坯长度方向的温度均匀性。

环形加热炉设计与仿真

环形加热炉设计与仿真

摘要进入新世纪后随着工业的高速发展,钢铁企业的生产能力得到了不断地提升,环形加热炉技术也在不断的成熟,而传统的推钢式进出料机已经不适合在环形加热炉中使用,为了适应环形加热炉的进出料特点,在此专门为加热炉量身定做了环形加热炉装取料机。

此机型包括了整体机架,小车,钳杆这三部分。

运用夹紧气缸和升降气缸来实现钳杆对钢料的夹取和升降运动,同时钳杆装载在小车上,小车可以在机架的导轨上进退运动。

小车是用电动机驱动的,当电动机运行时,带动安装在电动机上的齿轮转动,我们在右横梁上装配了与小车齿轮可以啮合的齿条来实现小车在机架导轨上的运动。

在实际情况下充分根据环形加热炉的特点特地使用两台一样的装取料机分别安装在装料口和出料口。

两机同时进行装取料,极大地提高了加热钢料的效率,也更充分地发挥了环形加热炉的高效率的特性,提高了整个厂区的工作效率和经济效益,与当前我国提出的高产、优质、低耗的理念相吻合。

关键词:环形加热炉;装取料;有限元分析;高效ABSTRACTIn order to adapt to the rapid development in the new century, industrial steel enterprise production capacity has increased a lot then before, the annular heating furnace technology has been more mature, the traditional pushed steel type translation machine dose not suitable for using in the annular heating furnace any more. In order to adapt to the characteristics of the annular heating furnace a new type of feeding machine has been tailored specifically for the annular heating furnace is installed. The model of this machine includes the whole frame, car and clamp stem. Using clamping cylinder and the cylinder to lift the bar clamp on steel clip and lifting movement, and installed with the car pliers stem, can be translated on the rails in the frame. The car was droved by a electric motor, the electric motor was droved by the gears which installed in the motor. According to the characteristics of annular heating furnace, two feeding machines were installed respectively in the loading and discharging part. These two machines simultaneously outfit feeding, greatly improving the efficiency of heating steel, also improve the efficiency of the whole factory work efficiency and economic benefit and coincide with the current idea of high-yield, high-quality and low consumption.Keywords: annular heating furnace; Pack feeding; Finite element analysis; high Efficient目录摘要............................................................................................................. 错误!未定义书签。

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摘要进入新世纪后随着工业的高速发展,钢铁企业的生产能力得到了不断地提升,环形加热炉技术也在不断的成熟,而传统的推钢式进出料机已经不适合在环形加热炉中使用,为了适应环形加热炉的进出料特点,在此专门为加热炉量身定做了环形加热炉装取料机。

此机型包括了整体机架,小车,钳杆这三部分。

运用夹紧气缸和升降气缸来实现钳杆对钢料的夹取和升降运动,同时钳杆装载在小车上,小车可以在机架的导轨上进退运动。

小车是用电动机驱动的,当电动机运行时,带动安装在电动机上的齿轮转动,我们在右横梁上装配了与小车齿轮可以啮合的齿条来实现小车在机架导轨上的运动。

在实际情况下充分根据环形加热炉的特点特地使用两台一样的装取料机分别安装在装料口和出料口。

两机同时进行装取料,极大地提高了加热钢料的效率,也更充分地发挥了环形加热炉的高效率的特性,提高了整个厂区的工作效率和经济效益,与当前我国提出的高产、优质、低耗的理念相吻合。

关键词:环形加热炉;装取料;有限元分析;高效ABSTRACTIn order to adapt to the rapid development in the new century, industrial steel enterprise production capacity has increased a lot then before, the annular heating furnace technology has been more mature, the traditional pushed steel type translation machine dose not suitable for using in the annular heating furnace any more. In order to adapt to the characteristics of the annular heating furnace a new type of feeding machine has been tailored specifically for the annular heating furnace is installed. The model of this machine includes the whole frame, car and clamp stem. Using clamping cylinder and the cylinder to lift the bar clamp on steel clip and lifting movement, and installed with the car pliers stem, can be translated on the rails in the frame. The car was droved by a electric motor, the electric motor was droved by the gears which installed in the motor. According to the characteristics of annular heating furnace, two feeding machines were installed respectively in the loading and discharging part. These two machines simultaneously outfit feeding, greatly improving the efficiency of heating steel, also improve the efficiency of the whole factory work efficiency and economic benefit and coincide with the current idea of high-yield, high-quality and low consumption.Keywords: annular heating furnace; Pack feeding; Finite element analysis; high Efficient目录摘要............................................................................................................. 错误!未定义书签。

ABSTRACT .................................................................................................. 错误!未定义书签。

1 绪论 (1)1.1课题来源及意义 (1)1.2环形加热炉的简单介绍 (2)1.2.1 炉形结构: (2)1.2.2 装取料口距离计算: (3)1.3装取料机的简单介绍 (4)1.4国内外的发展情况 (5)2 装取料机的设计说明及工作原理 (8)2.1装取料机的设计说明及工作原理 (9)3 装取料机的机械结构及设计计算........................................................... 错误!未定义书签。

3.1整体的设计......................................................................................... 错误!未定义书签。

3.2钳杆的结构设计及计算 (16)3.2.1 钳杆的整体机构设计: (15)3.2.2 钳杆的长度: (15)3.2.3 钳杆的直径: (15)3.2.4 两气缸型号的确定: (15)3.2.5 钳杆校核 (16)3.2.6 齿轮校核: (18)3.3小车的结构设计及计算 (22)3.3.1 小车的整体设计: (22)3.3.2 车体的设计计算 (22)3.3.3 前轮的设计计算: (24)3.3.4 轮轴的设计及校核: (24)3.3.5 后轮的设计计算: (26)3.3.6 后下轮的设计计算: (26)3.4整体机架结构的设计及计算 (27)3.4.1 横梁的设计计算: (27)3.4.2 立柱的设计: (29)3.4.3 连接梁的设计: (30)4 合理性分析 (32)4.1钳杆的有限元分析............................................................................. 错误!未定义书签。

4.2横梁工字钢的有限元分析 (35)结论与展望 (36)致谢 (37)参考文献 (38)1 绪论1.1课题来源及意义随着科学技术和经济的快速发展以及全球一体化进程的不断加快,人们对钢铁制品的质量和需求量又上升到了一个更高的台阶。

在各行各业中,人们没有间断过对钢管的使用,不管是建筑业中用于搭建外架的钢管,还是各种汽车的框架结构,或者是在机械厂中用于支撑的支撑架和体育器材里的安装部件,都出现了钢管的身影。

然而,要使钢管成型就必须先对钢管坯进行加热,然后才能通过成型机械使钢管成型。

由于钢管坯的加热不同于其它钢坯的加热,对加热的精度要求很高,要求钢管坯的各部分受热均匀,这样才可以防止在打孔和拉直过程中出现断裂、变形、钢管粗细分布不均匀等情况,所以不能使用传统的推钢式加热炉对其进行加热,因为传统的推钢式加热炉的加热不是很均匀,如果是两头喷火式的话那就是两头受热多,如果中间喷火式的话那就是中间受热多,所以只能使用环形加热炉来对其坯料来进行加热,因为环形加热炉可以对钢管坯的两头和中间都进行均匀的加热,但是又因为环形加热炉是一个圆的封闭结构,不能用推钢机将坯料从另一头推出去,所以传统的推钢式进出料机就不适合在环形加热炉中使用,为了适应环形加热炉的进出料特点,这里就设计了专门为环形加热炉准备的进出料机——环形加热炉装取料机[11]。

(如图1.1示:)课题来源于企业需求,装取料设备是加热炉的一个重要组成部分。

目前大量的从事各种工业炉窑的节能环保、专用设备、计算机控制等技术的研究的企业都对装取料设备进行设计,希望设计出高效、稳定、安全的装取料设备,在这里通过该设计可以培养我们独立进行科学研究和综合分析思考的能力。

图1.1装取料设备1.2环形加热炉的简单介绍进入新世纪,随着科学技术的持续发展,企业也得到了快速发展,钢管的生产能力不断提升。

所以以致加热炉的不断更新换代,取而代之的是新型的环形加热炉(如图1.2),环形加热炉不仅能使加热钢料均匀受热而且节省能源,实现可持续发展[2]。

图1.2环形加热炉图1.3示意图1.2.1 炉形结构根据工艺要求,加热炉自装料端到出料端依次为预热段、一加热段、二加热段、三加热段、四加热段、均热段,加热炉炉顶采用平直结构,在装出料位置设置三道水冷隔墙。

其中五个区段有供热,各段的供热可以单独调节,实现自动控制,烧嘴安装在内外环侧墙和炉顶上,加热炉采用平焰烧嘴和侧向可调焰烧嘴[1]。

采用自然排烟的方式。

考虑到经济,节能又能最大程度的提高炉子的有效利用率,各段角度分配见图1.3。

1.2.2 装取料口距离计算由于环形加热炉的大小视加热钢坯料件的大小而定,所以我们计算装取料口的距离就得根据现场的情况来定。

在这里我取最常见的一种加热炉的规格,也是应用最广的一种型号的加热炉。

待加热钢坯规格:直径Ф180mm~Ф350mm,长度1.7m~5.4m。

环形加热炉基本尺寸:炉中径36000mm,炉腔宽度6450mm,预热段炉膛高度1250mm,第一、二、三加热段炉膛高度2000mm,第四加热段、均热段炉膛高度1600mm,装取料夹角14.4°。

°图1.4示意图由上述我们可以画出示意图1.4。

根据图4可计算:装取料口距离L=2*18000sin7.2°=4512.0mm由计算结果可以得出,装料口和取料口的距离偏大,要是单独设计一台装取料机来同时完成装料和取料的话,这样设计的整体机架就很大,而且占地大又费料,并且设计的小车要进行偏转,进退等一系列动作,小车结构也相对比较复杂。

最重要的是极大地影响了工作效率,在取料的同时不能进行其他装料等工作,与先进高效的环形加热炉工作效率不相匹配。

在这里我们准备设计一款装取料机,它同时安装在装料口和取料口,两台机的机械构造完全一样,这样在取料口取料的同时另一台机就可以在装料口装料,工作效率大大的提高了。

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