立式连续退火炉辐射管烧嘴及其换热器的预警方法

摘要

本发明涉及控制燃烧的系统领域领域，具体为一种立式连续退火炉辐射管烧嘴及其换热器的预警方法。一种立式连续退火炉辐射管烧嘴及其换热器的预警方法，其特征是：按如下步骤从a至e依次进行：a.划分分析单元，b.计算异常值，c.确定检出水平，d.判断异常，e.剔除异常，并重复步骤a～d。本发明的有益效果是：精度高，反应快，效率高，对生产影响小。

说明书

技术领域

本发明涉及控制燃烧的系统领域领域，具体为一种立式连续退火炉辐射管烧嘴及其换热器的预警方法。

背景技术

采用辐射管的立式炉是冶金行业中的常用加热设备，立式炉中，烧嘴和换热器是燃烧加热的关键部件，也是易损部位。目前，对立式连续退火炉辐射管的燃烧状态及其换热器的破损没有自动预警方法，靠人工对辐射管逐一进行烟气成分的检测，并采用孔板测量流量的方式对辐射管燃烧状态进行诊断，效率低，精度差，而且缺乏实时响应，不能适应大规模连续生产的高节奏需要。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种精度高、反应快、效率高的加热炉预警方法，本发明公开了一种立式连续退火炉辐射管烧嘴及其换热器的预警方法。

本发明通过如下技术方案达到发明目的：

一种立式连续退火炉辐射管烧嘴及其换热器的预警方法，在每根辐射管烧嘴的烟气出口处设有热电偶，热电偶测量烧嘴烟气出口处的烟气温度并将温度值输入控制器，其特征是：按如下步骤从a至e依次进行：

a. 划分分析单元：控制器将所有的辐射管烧嘴按辐射传热的边界条件划分为至少两个控制区，每个控制区划分为至少两个分析单元，每个分析单元中包括3～30个辐射管烧嘴，设分析单元有共k个，第i个分析单元为Ui，i∈[1,k]，设Ui中共有n个辐射管烧嘴，第j个辐射管烧嘴的烟气温度为Tj，j∈[1,n]，

b. 计算异常值：控制器将n个辐射管烧嘴的烟气温度值从小至大依次排列，设为：T₁≤T₂≤……≤T_j≤……≤T_n，按下式计算高端异常值D和低端异常值D'：

c. 确定检出水平：设检出水平为a，控制器根据表1确定对应于n的a的临界值D_n：

表1

d. 判断异常：按如下步骤从i至iv依次进行：

i. 当满足条件1时，控制器判断T_n为一般异常值并进入步骤ii；条件1的判断式为D＞D'且D＞D_n，

当满足条件2时，控制器判断T₁为一般异常值并进入步骤ii；条件2的判断式为D'＞D且D'＞D_n，

若既不符合条件1又不符合条件2，控制器判断没有异常值并转入步骤e；

ii. 给出剔除水平：设剔除水平为a*，控制器根据临界值表查出对应于n的a*的临界值；

iii. 当满足条件3时，控制器判断T_n为高度异常值并进入步骤iv；条件3的判断式为D＞D'且D＞，

当满足条件4时，控制器判断T₁为高度异常值；条件4的判断式为D'＞D且D'＞，

若既不符合条件3又不符合条件4，控制器判断没有高度异常值；

iv. 若T_n为高度异常值，控制器判断该辐射管存在换热器泄露并报警，若T_n为一般异常值，控制器判断该辐射管负荷偏大或者空燃比偏小并进行报警，若T₁为高度异常值，控制器判断该辐射管负荷偏小并进行报警，若T₁为一般异常值，控制器判断该辐射管空燃比偏大并进行报警；

e. 剔除异常：控制器将判断为异常的辐射管从温度数据序列中剔除，重复步骤a～d，直至没有判断出存在异常值的辐射管为止。

所述的立式连续退火炉辐射管烧嘴及其换热器的预警方法，其特征是：在a. 划分分析单元时，将控制区划分为分析单元时，控制器选取同一控制区中同一竖列上的所有辐射管烧嘴作为一个分析单元。

本发明通过在线自动检测可以在众多辐射管烧嘴中发现存在燃烧异常或者换热器破损的烧嘴，屏弃了传统方法需对所有的烧嘴逐个进行测试及燃烧调整的方法，取代了人工的周期性大面积对立式连续退火炉辐射管烧嘴进行现场检测，以判断各辐射管燃烧状态及换热器工作状态的好坏。本发明的有益效果是：精度高，反应快，效率高，对生产影响小。

附图说明

图1是本发明使用时划分分析单元的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本发明。

实施例1

一种立式连续退火炉辐射管烧嘴及其换热器的预警方法，在每根辐射管烧嘴的烟气出口处设有热电偶，热电偶测量烧嘴烟气出口处的烟气温度并将温度值输入控制器，具体步骤是：按如下步骤从a至e依次进行：

a. 划分分析单元：控制器将所有的辐射管烧嘴划分为至少两个控制区，

在立式连续退火炉辐射管的加热段，按辐射传热的边界条件将所有辐射管划分为若干控制区，以同一控制区中同一竖列上的所有辐射管划分为一个分析单元。如图1所示，将立式连续退火炉按工艺控制需要划分为6个控制区，分别为控制区甲1、控制区乙2、控制区丙3、控制区丁4、控制区戊5和控制区己6，其中控制区甲1由包括了5竖列辐射管烧嘴，控制区甲1的每一竖列辐射管都可以作为一个分析单元，其中之一为分析单元11。

设分析单元有共k个，第i个分析单元为Ui，i∈[1,k]，设Ui中共有n个辐射管烧嘴，第j个辐射管烧嘴的烟气温度为Tj，j∈[1,n]，本实施例中，立式连续退火炉工划分为6个控制区，每个控制区划分为5个分析单元，即k=5，每个分析单元中包括3个辐射管烧嘴，即n=3；

b. 计算异常值：控制器将n个辐射管烧嘴的烟气温度值从小至大依次排列，设为：T₁≤T₂≤……≤T_j≤……≤T_n，按下式计算高端异常值D和低端异常值D'：

c. 确定检出水平：设检出水平为a，控制器根据下表确定对应于n的a的临界值D_n：

d. 判断异常：按如下步骤从i至iv依次进行：

i. 当满足条件1时，控制器判断T_n为一般异常值并进入步骤ii；条件1的判断式为D＞D'且D＞D_n，

当满足条件2时，控制器判断T₁为一般异常值并进入步骤ii；条件2的判断式为D'＞D且D'＞D_n，

若既不符合条件1又不符合条件2，控制器判断没有异常值并转入步骤e；

ii. 给出剔除水平：设剔除水平为a*，控制器根据临界值表查出对应于n的a*的临界值；

iii. 当满足条件3时，控制器判断T_n为高度异常值并进入步骤iv；条件3的判断式为D＞D'且D＞，

当满足条件4时，控制器判断T₁为高度异常值；条件4的判断式为D'＞D且D'＞，

若既不符合条件3又不符合条件4，控制器判断没有高度异常值；

iv. 若T_n为高度异常值，控制器判断该辐射管存在换热器泄露并报警，若T_n为一般异常值，控制器判断该辐射管负荷偏大或者空燃比偏小并进行报警，若T₁为高度异常值，控制器判断该辐射管负荷偏小并进行报警，若T₁为一般异常值，控制器判断该辐射管空燃比偏大并进行报警；

e. 剔除异常：控制器将判断为异常的辐射管从温度数据序列中剔除，重复步骤a～d，直至没有判断出存在异常值的辐射管为止。

在a. 划分分析单元时，将控制区划分为分析单元时，控制器选取同一控制区中同一竖列上的所有辐射管烧嘴作为一个分析单元。