加熱爐是鋼鐵、冶金、玻璃、煉油、石油、化工行業中常用的加熱設備,由于它的耗能在工廠中占有很大的比例,因此加熱爐的燃燒控制尤其重要。
攀成鋼某分公司冷軋二跨輥底爐采用連續五段式加熱爐,原采用儀表控制,已不能滿足生產的需要,需要對輥底爐進行整體系統改造。加熱爐使用燃料為天然氣,鋼胚以一定的速度通過五段加熱區,即預熱段、加熱一段、加熱二段、均熱一段、均熱二段,熱處理后出爐。根據工藝要求,考慮到控制算法較為復雜,系統要求高,最后選用了美國Opto 22公司SNAP I/O分布式智能控制系統。系統實現了利用實際燃燒的殘氧量校正空燃比,并采用雙交叉燃燒控制策略,保證系統按照自定義的溫升曲線加熱并確保加熱段、均熱段溫度控制在工藝要求范圍內。整個控制系統組成包括以下幾部分:
加熱爐各段的溫度及空氣、天然氣流量檢測,流量累計。利用Opto 22提供的FactoryFloor軟件,流程圖的編程開發平臺,客戶很方便的通過腳本語言完成流量計量及累計程序。程序結構簡潔明了,易讀, 易懂,易維護。
爐壓控制:包括助燃空氣壓力控制、天然氣壓力控制、爐膛的微正壓控制三個部分,以保證助燃空氣及天然氣壓力穩定,使燃燒順利進行。
燃燒控制:由溫度及流量控制兩部分組成,采用雙交叉燃燒控制策略實現。為保證系統的可靠性,控制室內配有手操器,可實現手/自動功能。
輔機控制:包括助燃風機、2臺輥道電機的變頻調速控制。
系統結構如下:
上位機通過工業以太網與Opto 22的SNAP-LCM4控制器通信,控制器采用RS485與現場I/O交換數據。壓力控制、電機的變頻調速控制等PID回路都在現場I/O的智能處理單元中完成,提高了系統的可靠性。系統以準確的數字運算控制能力,滿足了低空氣過剩率的燃燒控制要求,提高了燃燒效率及成材率。系統自2003年投運以來,運行至今,效果一直很好。