加热炉炉气温度精准控制技术的新模块

钟海斌

摘要：本文在炉温精准控制系统中设置了快切阀自动控制模块，该控制模块可以在当停机时间过长或者从高温钢切换到低温钢时，在无法通过流量调节温度的情况下而完成温度的精准控。

关键词：加热炉;温度;调节;快切阀自动控制;低温;停机

1.0 引言

针对现有加热炉炉温控制系统所存在缺陷，在开发的加热炉炉气温度精准控制方法中，利用设置在加热炉各个燃烧段处的流量孔板，先对煤气以及空气流量进行精准测控，得出实际的流量反馈;对目标温度、燃气增量以及空燃比预设值这三个数据进行监控和修正，对温度进行控制，无需人工干预，基本实现智能燃烧;

然而在生产过程中，我们会遇到一种情况，即当停机时间过长或者从高温钢切换到低温钢时，在系统收到一个较低温度时，系统将煤气流量保持在最小煤气流量后，温度仍然高于目标温度，这时，通过调节流量的办法已经无法满足我们的需求，因此，我们开发了针对这种情况下的新的控制模块，即：快切阀自动控制模块，该模块能有效地解决上述存在的问题。

2.0 快切阀自动控制

快切阀自动控制的功能是当无法通过流量调节时，我们受到脉冲式加热炉控制方式的启发，通过模仿脉冲式加热炉的控制方法，通过快切阀有规律的切换达到温度的精准控制;

此模块是针对每个烧嘴都有气动快速切断阀（气动快速切断阀，下文简称快切阀）的加热炉开发，属于提高在低温段控制精度的功能。

具体做法如下：

①快切阀门自动投入功能的判断条件和执行的动作：

A：当煤气实际流量达到最小流量，且实际温度高于目标温度10℃，则快切阀自动控制功能投入

B：当检测目标温度低于实际温度60℃时，则默认为需要极速降温，快切阀自动控制功能投入

C：当快切阀自动控制功能投入后，封锁HMI画面上快切阀的操作按钮，将其设置为不可操作，以避免人工与自动相互干扰。

②快切阀自动控制投入后的准备工作：由于此功能投入后，会关闭所有阀门，而此时在低流量状态下，流量孔板已经无法准确检测实际流量值，为确保加热炉的安全运行，我们需要：

A：将当前当前阀位保存下来，带此功能切除后恢复到初始值。

B：判断当前阀位，如果当前阀位小于安全阀位（安全阀位是指在此阀位下，所有烧嘴能够安全的点火的阀位），则将安全阀位设置为当前阀位。

C：关闭所有烧嘴快切阀，让温度迅速下降。当所有阀门关闭后，炉气温度会迅速下降，这个状态我们用温度曲线记录下来类似于滑梯，因此我们称之为温度滑梯。当实际温差小于等于5℃时，设置为温度滑梯滑行到位，此时正式开启快切阀自动控制功能

③快切阀自动控制功能：

此功能的核心目的是既要保证有效的关闭阀门，避免不必要的煤气浪费，又要在点火后，各个烧嘴能够均匀的加热板坯。由于加热炉各加热段的烧嘴都是成对设置的，因此我们将加热炉烧嘴进行编号，一侧为奇数烧嘴，另一侧则为偶数烧嘴。

我们以8各烧嘴的加热炉为例，一侧（A组）我们编号为1#烧嘴、3#烧嘴、5#烧嘴、7#烧嘴，另一侧（B组）编号为2#烧嘴、4#烧嘴、6#烧嘴、8#烧嘴。首先我们将这些烧嘴分组，即：1#烧嘴、4#烧嘴、5#烧嘴、8#烧嘴为一组;2#烧嘴、3#烧嘴、6#烧嘴、7#烧嘴。

当快切阀自动功能投入后，所有阀门全部关闭，此时该段温度处于快速降温的温度滑梯状态，当温度滑梯滑行到位，首先启动A组阀门。为避免突然同时打开多个烧嘴，引起煤气压力的突变，我们将A组阀门按编号每5秒打开一个，直到阀门全部开完。同时打开计时器，让这样的状态持续位置一分钟。一分钟后关闭这一组阀门，切换到B组阀门。當切换到B组阀门后，再按上述方法，逐个打开B组的各个阀门，以此交替进行。以10分钟为一个大周期进行运行，如果10分钟内，温度能够控制在目标范围，则保持当前状态;当温差大于15℃，即目标温度高于实际温度15℃，则系统默认此时当前控制模式已经不满足生产需求，系统将立即解除此控制模式，恢复到常规控制模式。

④快切阀自动切除功能

当系统判断当前控制模式已经不能满足生产需求时，立即切除快切阀自动控制功能。具体做法如下：

A：按5秒的间隔，逐个打开所有阀门。

B：把之前保存的煤气调节阀阀位恢复到当前阀位，确保状态与投入此功能时一致。

C：复位各个计数器，让所有计数器恢复到初始值

三、结论

快切阀自动控制模块的设计使得整个原加热炉炉温控制系统的功能得以进一步完善和提高，在流量调整无法满足需求的情况下，其可以完成停机时间长、高温转入低温炉温所期望的炉温精确控制，是对原加热炉温控制系统功能的进一步升级，能够满足不同生产的需要。

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