卷取爐燃燒系統自動控制技術

姜 巍

（山信軟件股份有限公司，山東 日照276800）

卷取爐是爐卷軋線上最重要的設備之一，直接影響著軋制的規格和質量。卷取爐燃燒系統控制著卷取爐溫度，對鋼坯進行有效加熱，保證單機架極限規格軋制，本文主要研究卷取爐燃燒系統在設備運行中的應用。

1 卷取爐概況

山鋼日照鋼鐵精品基地3500 mm爐卷卷取爐安裝在爐卷軋機前后，當軋機軋制較薄鋼板時，在最后幾道次鋼板需要進入卷取爐以保持較高的溫度，卷取爐保持正常的參考溫度約1100℃。設備包括燒嘴、火焰探測器和點火裝置、安全切斷閥、光學高溫計、電路快切裝置、空氣/燃氣閥。

在卷取爐的爐內以及管道上共有8個熱電偶，主要用于檢測爐內兩側溫度、轉固溫度、燃廢氣溫度，空氣溫度。在卷取爐的氣體管道上共有兩個氣體流量檢測裝置，主要檢測燃氣和空氣的流量。在卷取爐的爐內以及管道上共有4個壓力傳感器，用于檢測燃氣、廢氣、空氣的壓力值。爐上共有閥門20個，包括2個安全切斷閥、12個燃氣調節閥、6個空氣調節閥，用于調節燃氣和空氣的流量。爐內共有6個燒嘴及火焰探測器，用于點火以及檢測火焰。

2 卷取爐點火連鎖控制

卷取爐的點火是一個連續控制過程，共有10步，每步均有相應連鎖條件，在滿足相應條件的情況下，自動完成并進入下一步，各步條件及動作闡述如下：

1）點擊啟動按鈕。滿足條件：軋機允許啟動或已上電；控制柜遠程柜已上電；無急停、安全停車信號；所有熱電偶正常；廢氣風機、助燃風機無故障；主閥壓力正常。2）設置吹掃位置。滿足條件：廢氣風機啟動；助燃風機啟動；所有壓力正常；助燃空氣壓力足夠高。3）吹掃倒計時。滿足條件：吹掃空氣流量正常。4）開始吹掃。滿足條件：等待吹掃完成（2 min）。5）打開燃氣閥。滿足條件：吹掃完成；燃氣壓力正常。6）燒嘴點火。滿足條件：燃氣快切閥已打開；所有故障燒嘴已復位。7）設定升溫斜率。滿足條件：所有燒嘴已點火。8）閉環自動運行。滿足條件：斜率參數已設定；確定點火燒嘴個數。9）選擇點火燒嘴。滿足條件：自動閉環模式。10）爐子升溫，啟動完成。

3 卷取爐燒嘴燃燒策略

在燒嘴的控制里程序中使用了溫度PID控制，卷取爐內共有6個燒嘴，每個燒嘴的燃燒時間和熄火時間以固定的循環方式進行，以實現PID控制所需的溫度。燃燒策略以需求為標準分為4個策略，從開始點火到溫度設定值，分別為20%、50%、80%、100%，燃燒策略以6 min為一個循環，具體燃燒策略細節如下：

1）25%需求時，助燃空氣壓力25%，循環時間內燒嘴1先點火，燒嘴2在1 min后點火，其他燒嘴點火時間依次類推，燒嘴工作和關閉時間比值為2∶3。

2）50%需求時，助燃空氣壓力25%，循環時間內所有燒嘴同時點火，全部燒嘴滿負荷工作。

3）80%需求時，助燃空氣壓力100%，循環時間內燒嘴1先點火，燒嘴2在1 min后點火，其他燒嘴點火時間依次類推，燒嘴工作和關閉時間比值為4∶1。

4）100%需求時，助燃空氣壓力100%，循環時間內所有燒嘴同時點火，全部燒嘴滿負荷工作。

4 結語

對卷取爐的燃燒系統進行了分析，包括設備檢測元件、點火條件連鎖等，重點介紹了點火條件連鎖以及燒嘴控制策略，對于卷取爐自動控制的實現有重要意義，實現了爐溫PID控制，保證了溫度控制的精確性，降低了燃氣損耗約11%，提高了軋線的產品質量。