步进式加热炉燃烧控制系统分析与研究

摘要

加热炉是整个轧钢生产中一个重要的组成环节，是轧钢生产当中的头道工序，随着能耗的日益紧缺，节约生产成本、降低生产能耗、提高产品质量已经成为了钢铁企业的重要发展方向。另外，钢坯加热的质量直接影响到成品的质量，也决定了后续轧机工作条件的好坏。目前，以节能降耗和提高钢坯加热质量为目的的加热炉燃烧控制方法得到广泛的研究。
　　硅钢是钢铁生产中的特殊钢种，其生产工艺更复杂，所以利润更高。为了提高企业市场竞争力，鞍钢新建一座步进式硅钢加热炉。本文针对1780线4＃硅钢加热炉的设计与建设，尤其是电气控制与仪表控制部分的设计展开研究，分析研究了此加热炉的燃烧控制系统组成、燃烧模型设计和控制系统设计方法。该研究可为类似的加热炉燃烧系统控制设计和研究起到借鉴和参考。
　　本文首先对1780线步进式硅钢加热炉工艺要求及燃烧系统组成进行了概述，并分析了燃烧系统控制的模型，其中着重分析了炉温控制模型中的主从控制，双交叉限幅控制，间拔控制，脉冲控制几种温度控制策略;其次，分析研究了PCS7过程控制系统，WINCC监控软件，并结合程序设计阐述了燃烧系统的设计思想;最后，通过实际运行结果，对该系统的各项控制指标进行了分析，结果证明该加热炉燃烧控制系统设计先进，运行效果良好，符合生产工艺的要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 步进式加热炉燃烧控制系统分析与研究的意义

1．2 加热炉燃烧控制系统相关研究概况及发展趋势

1．3 本文研究的背景

1．4 本文研究的主要内容

2 加热炉工艺概况及燃烧系统组成分析

2．1 加热炉工艺概况

2．2 加热炉燃烧系统组成

3 燃烧控制系统设计方法模型分析

3．1 热风放散控制

3．2 稀释风机控制

3．3 炉膛压力控制

3．4 温度控制

3．4．1 间拔控制(Z1～Z4)

3．4．2 主／从控制(Z1～Z4)

3．4．3 常规控制串级双交叉限幅控制(Z5，Z7)

3．4．4 脉冲控制(Z6，Z8)

3．5 燃烧控制系统现场主要设备表

3．6 本章小结

4 控制系统设计

4．1 PCS7过程控制系统介绍

4．2 搭建系统网络

4．3 系统程序设计

4．3．1 建立SIMATIC管理器

4．3．2 硬件组态

4．3．3 建立连续功能图

4．3．4 硬件网络组态

4．3．5 具体回路程序编程

4．3．6 PID参数整定方法

4．4 本章小结

5 上位机监控系统设计

5．1 Wincc系统软件介绍

5．2 上位机监控系统的设计

5．2．1 总仪表监控

5．2．2 加热炉各段燃烧控制

5．2．3 风机监控

5．2．4 温度监控

5．2．5 加热炉公辅介质

5．2．6 启动条件

5．2．7 能源介质监控

5．2．8 实时趋势及历史趋势

5．2．9 实时报警与报警历史查询

5．3 本章小结

6 实验仿真分析

6．1 炉膛压力控制分析

6．2 助燃空气压力控制分析

6．3 炉温控制结果分析

6．4 系统改进与创新

6．5 本章小结

结论

参考文献

致谢