加熱爐爐氣溫度精準控制技術的新模塊

鐘海斌

摘要：本文在爐溫精準控制系統中設置了快切閥自動控制模塊，該控制模塊可以在當停機時間過長或者從高溫鋼切換到低溫鋼時，在無法通過流量調節溫度的情況下而完成溫度的精準控。

關鍵詞：加熱爐;溫度;調節;快切閥自動控制;低溫;停機

1.0 引言

針對現有加熱爐爐溫控制系統所存在缺陷，在開發的加熱爐爐氣溫度精準控制方法中，利用設置在加熱爐各個燃燒段處的流量孔板，先對煤氣以及空氣流量進行精準測控，得出實際的流量反饋;對目標溫度、燃氣增量以及空燃比預設值這三個數據進行監控和修正，對溫度進行控制，無需人工干預，基本實現智能燃燒;

然而在生產過程中，我們會遇到一種情況，即當停機時間過長或者從高溫鋼切換到低溫鋼時，在系統收到一個較低溫度時，系統將煤氣流量保持在最小煤氣流量后，溫度仍然高于目標溫度，這時，通過調節流量的辦法已經無法滿足我們的需求，因此，我們開發了針對這種情況下的新的控制模塊，即：快切閥自動控制模塊，該模塊能有效地解決上述存在的問題。

2.0 快切閥自動控制

快切閥自動控制的功能是當無法通過流量調節時，我們受到脈沖式加熱爐控制方式的啟發，通過模仿脈沖式加熱爐的控制方法，通過快切閥有規律的切換達到溫度的精準控制;

此模塊是針對每個燒嘴都有氣動快速切斷閥（氣動快速切斷閥，下文簡稱快切閥）的加熱爐開發，屬于提高在低溫段控制精度的功能。

具體做法如下：

①快切閥門自動投入功能的判斷條件和執行的動作：

A：當煤氣實際流量達到最小流量，且實際溫度高于目標溫度10℃，則快切閥自動控制功能投入

B：當檢測目標溫度低于實際溫度60℃時，則默認為需要極速降溫，快切閥自動控制功能投入

C：當快切閥自動控制功能投入后，封鎖HMI畫面上快切閥的操作按鈕，將其設置為不可操作，以避免人工與自動相互干擾。

②快切閥自動控制投入后的準備工作：由于此功能投入后，會關閉所有閥門，而此時在低流量狀態下，流量孔板已經無法準確檢測實際流量值，為確保加熱爐的安全運行，我們需要：

A：將當前當前閥位保存下來，帶此功能切除后恢復到初始值。

B：判斷當前閥位，如果當前閥位小于安全閥位（安全閥位是指在此閥位下，所有燒嘴能夠安全的點火的閥位），則將安全閥位設置為當前閥位。

C：關閉所有燒嘴快切閥，讓溫度迅速下降。當所有閥門關閉后，爐氣溫度會迅速下降，這個狀態我們用溫度曲線記錄下來類似于滑梯，因此我們稱之為溫度滑梯。當實際溫差小于等于5℃時，設置為溫度滑梯滑行到位，此時正式開啟快切閥自動控制功能

③快切閥自動控制功能：

此功能的核心目的是既要保證有效的關閉閥門，避免不必要的煤氣浪費，又要在點火后，各個燒嘴能夠均勻的加熱板坯。由于加熱爐各加熱段的燒嘴都是成對設置的，因此我們將加熱爐燒嘴進行編號，一側為奇數燒嘴，另一側則為偶數燒嘴。

我們以8各燒嘴的加熱爐為例，一側（A組）我們編號為1#燒嘴、3#燒嘴、5#燒嘴、7#燒嘴，另一側（B組）編號為2#燒嘴、4#燒嘴、6#燒嘴、8#燒嘴。首先我們將這些燒嘴分組，即：1#燒嘴、4#燒嘴、5#燒嘴、8#燒嘴為一組;2#燒嘴、3#燒嘴、6#燒嘴、7#燒嘴。

當快切閥自動功能投入后，所有閥門全部關閉，此時該段溫度處于快速降溫的溫度滑梯狀態，當溫度滑梯滑行到位，首先啟動A組閥門。為避免突然同時打開多個燒嘴，引起煤氣壓力的突變，我們將A組閥門按編號每5秒打開一個，直到閥門全部開完。同時打開計時器，讓這樣的狀態持續位置一分鐘。一分鐘后關閉這一組閥門，切換到B組閥門。當切換到B組閥門后，再按上述方法，逐個打開B組的各個閥門，以此交替進行。以10分鐘為一個大周期進行運行，如果10分鐘內，溫度能夠控制在目標范圍，則保持當前狀態;當溫差大于15℃，即目標溫度高于實際溫度15℃，則系統默認此時當前控制模式已經不滿足生產需求，系統將立即解除此控制模式，恢復到常規控制模式。

④快切閥自動切除功能

當系統判斷當前控制模式已經不能滿足生產需求時，立即切除快切閥自動控制功能。具體做法如下：

A：按5秒的間隔，逐個打開所有閥門。

B：把之前保存的煤氣調節閥閥位恢復到當前閥位，確保狀態與投入此功能時一致。

C：復位各個計數器，讓所有計數器恢復到初始值

三、結論

快切閥自動控制模塊的設計使得整個原加熱爐爐溫控制系統的功能得以進一步完善和提高，在流量調整無法滿足需求的情況下，其可以完成停機時間長、高溫轉入低溫爐溫所期望的爐溫精確控制，是對原加熱爐溫控制系統功能的進一步升級，能夠滿足不同生產的需要。

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