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一种双蓄热加热炉烟气残氧值逆向追踪控制燃烧系统的方法与流程

1.本发明涉及一种高炉煤气双蓄热全分散换向控制加热炉烟气残氧值逆向追踪控制燃烧系统工艺，精准调控空气、高炉煤气的“空燃比”，有效降低钢坯在连铸热送红坯(600-850℃) 入炉后的下氧化烧损，减少煤气不完全燃烧而污染环境，同时提高钢坯温度均匀性的同时实现节能降耗。

背景技术：

2.随着钢铁工业发展和节能环保的要求，特别是碳达峰、碳中和的提出，对钢铁产业节能、环保、降耗提出了更高的要求。因此，轧钢车间连铸坯红送热装加热炉逐渐成为钢铁企业的标配。
3.钢坯在加热炉内会产生氧化铁皮，既损坏钢材的组织，又增加了氧化层的去除处理工序，在很大程度上降低了钢材生产过程的金属收得率。国内热轧加热炉中钢坯的氧化烧损率大致在0.5％～1.5％，而国外轧钢加热炉的氧化烧损率一般都控制在0.5％左右。
4.特别是连铸热送红坯加热炉生产时，其钢坯入炉温度在750-850℃之间，钢坯内部温度 800-950℃之间，因此钢坯在炉内的升温只有50-150℃，因此，只开启加热炉靠近出料端的两个供热段供热。即便如此，与冷装钢坯相比相应热段的空气、煤气流量也相对较小，且此时空气、煤气的压力也是不稳定的，因此流量检测设备如孔板、巴类流量计检测值均不能准确反映其实际流量。因而会出现空燃比波动较大，若空气过量将会造成钢坯氧化烧损明显增加，连铸钢坯成才率低；若煤气过量不完全燃烧，则造成燃料的浪费和环境污染。

技术实现要素：

5.为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种空燃比波动小双蓄热加热炉烟气残氧值逆向追踪控制燃烧系统方法。
6.为达到上述目的，本发明双蓄热加热炉烟气残氧值逆向追踪控制燃烧系统的方法，至少包括下述步骤：
7.1)实时监测一供热段中排烟管道中残氧量；
8.2)并利用测得的残氧量控制该供热段的中空气进入量。
9.进一步的，所述的方法还包括下述步骤：3)煤气管道上的流量调节阀定向追踪供热段设定炉温区间值a，而该煤气管道上流量计检测的数据作为开启烧该段空气、煤气蓄热烧嘴组数的依据。
10.进一步的，所述的该煤气管道上流量计检测的数据作为开启烧该段空气、煤气蓄热烧嘴组数的依据，包括：
11.设定煤气管道流量检测值q
测
/q
额
＝a：
12.④
当a≥40％，则该段3组蓄热式烧嘴工作；
13.⑤
当40％≥a≥20％，则该段2组蓄热式烧嘴工作；
14.⑥
当20％≥a≥0，则该段1组蓄热式烧嘴工作。
15.进一步的，在步骤1)之前还包括：
16.实时检测该供热段煤气管道上流量计的流量值与该段煤气烧嘴总额定量进行比对，若比值小于预定值，则转入步骤1)；若比值大于预定值，则利用空气进管的流量计检测的数据控制供热段的中空气进入量。
17.进一步的，所述的方法还包括下述步骤：4)煤气管道上流量计检测的流量值与该段煤气烧嘴总额定量进行比对，使得蓄热烧嘴(8)的供热能力≥额定能力的20％。
18.为达到上述目的，本发明双蓄热加热炉烟气残氧值逆向追踪控制燃烧系统，所述的系统至少包括一个供热段，所述的供热段内设置有两组以上成对设置的蓄热式烧嘴；每对蓄热式烧嘴由空气蓄热式烧嘴和煤气蓄热式烧嘴组成，每个空气蓄热式烧嘴通过切换阀连接有空气进气管道和空气排烟管道；每个煤气蓄热式烧嘴均通过切换阀连接有煤气进气管道和煤气排烟管道；其中，在空气排烟管道内或煤气排烟管道设置有残氧量检测装置；
19.控制装置，根据残氧量检测装置的检测值控制空气管道的进气量。
20.进一步的，在所述的空气排烟管道上设置有受控阀门，所述的控制装置根据残氧量检测装置的检测值控制空气管道的受控阀门的开度。
21.本发明在各段空气排烟管道上安装了烟气残氧检测设备，实时检测空烟管道中的残氧量，利用检测的残氧值逆向追踪控制空气调节阀的开度，而煤气调节阀则定向追踪各段设定炉温来供热。而不是单纯的依靠空气流量检测值比例追踪煤气流量检测值。从而使空燃比波动较小，使用钢坯氧化烧损明显减少，连铸钢坯成才率高；有效的防止燃料的浪费和环境污染。
附图说明
22.图1为本发明具体实施例的燃烧系统图。
23.其中，空气管道(1)、空烟管道(2)、煤气管道(3)、煤烟管道(4)、残氧检测设备(5)、流量调节阀(6)、流量计(7)、蓄热烧嘴(8)、两位三通换向阀(9)、煤气侧引风机(101)、煤气侧烟囱(102)、空气侧引风机(201)、空气侧烟囱(202)。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的
普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.空煤气双蓄热式加热炉在生产连铸热送红坯时，其钢坯入炉温度在750-850℃之间，空、煤气流量较小，且空气、煤气的压力也不稳定，因此各段流量计检测值均不能准确反映真实流量。因而会出现空燃比波动较大，若空气过量将会造成钢坯氧化烧损增加，连铸钢坯成才率低；若煤气过量不完全燃烧，造成燃料的浪费和环境污染。
29.我们常用的孔板流量计量程比一般为3：1，即孔板流量计检测值在30％以下时将不能真实反映空、煤气实际流量。而加热炉生产连铸热送红坯时空气、煤气流量计流量较低，基本在测量值30％以下，不能反映实际流量。
30.附图1是本发明的一实施例，以均热段、第一加热段、第二加热段及预热段共四段供热的空煤气双蓄热式步进加热炉生产连铸热送红坯为例进行说明：
31.本发明一实施主要包括以下内容：空气管道(1)、空烟管道(2)、煤气管道(3)、煤烟管道 (4)、残氧分析仪(5)、流量调节阀(6)、流量计(7)、蓄热烧嘴(8)、两位三通换向阀(9) 等主要部件组成。
32.空烟引风机连接的各供热支管段空烟管道(2)上安装残氧分析仪(5)实时监测空烟管道中残氧量。
33.残氧分析仪(5)实时监测的数据作为该段空烟管道(2)氧含量值与设定值比对后逆向追踪并控制与鼓风机相连的该段空气管道(1)的流量调节阀(6)。该空气管道(1)上的空气流量计(7) 检测的数据仅作为参考，而不参与控制。
34.附图中双蓄热加热炉每供热段单侧设计空气、煤气蓄热烧嘴上、下各3组，上、下空气或煤气蓄热烧嘴由各自的一套两位三通换向阀控制，即一套空气两位三通换向阀控制上、下 2个空气蓄热烧嘴，同理煤气蓄热烧嘴也是如此。上空气和上煤气蓄热烧嘴配对燃烧。供热过程为一侧燃烧，另一侧排烟，相互交替工作。
35.因此附图中各供热段的温度调节则通过煤气管道(3)上流量调节阀(6)定向追踪该段设定炉温区间值(
±
15℃)，而该管道上的流量计则实时计量检测流量数据，而该数据将作为开启该段空气、煤气蓄热烧嘴(8)1组、2组还是3组的依据。
36.以附图中每段3组蓄热烧嘴为例，规定其煤气管道流量检测值q测/q额＝a，其中，q测为实时检测值，q额为该段设计烧嘴能力的总额定值。
37.①
当a≥40％，则该段3组蓄热式烧嘴工作；
38.②
当40％≥a≥20％，则该段2组蓄热式烧嘴工作；
39.③
当20％≥a≥0％，则该段1组蓄热式烧嘴工作；
40.为保证段内炉膛温度均匀性开启的蓄热烧嘴采用段内循环轮流工作制。当a≥40％时，空气、煤气管道上的流量计检测值较为准确，采用常规的燃烧控制技术；当30％≥a≥0％时，空气、煤气管道上的流量计检测值不准确，各供热段的温度调节则通过煤气管道上流量调节阀定向追踪该段设定炉温区间值，而各段空烟管道上残氧检测设备逆向追踪控制该段空气管道上流量调节阀来实时调节空气流量。通过上述措施解决钢坯氧化烧损或煤气不完全燃烧污染环境的问题。
41.作为本发明的又一实施例，为提高炉膛温度的均匀性，确保蓄热烧嘴处于相对合理工作状态，煤气管道上流量计检测的流量值与该段煤气烧嘴总额定量进行比对，尽量使得蓄热烧嘴的供热能力≥额定能力的20％。
42.特别说明：当煤气热值或压力波动较大也可采用上述控制方式来减少钢坯氧化烧损同时保护环境。
43.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
44.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.双蓄热加热炉烟气残氧值逆向追踪控制燃烧系统的方法，其特征在于，所述的方法至少包括下述步骤：1)实时监测一供热段中排烟管道中残氧量；2)并利用测得的残氧量控制该供热段的中空气进入量。2.如权利要求1所述的双蓄热加热炉烟气残氧值逆向追踪控制燃烧系统的方法，其特征在于，所述的方法还包括下述步骤：3)煤气管道上的流量调节阀定向追踪供热段设定炉温区间值a，而该煤气管道上流量计检测的数据作为开启烧该段空气、煤气蓄热烧嘴组数的依据。3.如权利要求2所述的双蓄热加热炉烟气残氧值逆向追踪控制燃烧系统的方法，其特征在于，所述的该煤气管道上流量计检测的数据作为开启烧该段空气、煤气蓄热烧嘴组数的依据，包括：设定煤气管道流量检测值q
测
/q
额
＝a：
①
当a≥40％，则该段3组蓄热式烧嘴工作；
②
当40％≥a≥20％，则该段2组蓄热式烧嘴工作；
③
当20％≥a≥0，则该段1组蓄热式烧嘴工作。4.如权利要求2所述的双蓄热加热炉烟气残氧值逆向追踪控制燃烧系统的方法，其特征在于，在步骤1)之前还包括：实时检测该供热段煤气管道上流量计的流量值与该段煤气烧嘴总额定量进行比对，若比值小于预定值，则转入步骤1)；若比值大于预定值，则利用空气进管的流量计检测的数据控制供热段的中空气进入量。5.如权利要求2所述的双蓄热加热炉烟气残氧值逆向追踪控制燃烧系统的方法，其特征在于，所述的方法还包括下述步骤：4)煤气管道上流量计检测的流量值与该段煤气烧嘴总额定量进行比对，使得蓄热烧嘴(8)的供热能力≥额定能力的20％。

技术总结

本发明公开一种双蓄热加热炉烟气残氧值逆向追踪控制燃烧系统的方法。所述的方法至少包括下述步骤：1)实时监测一供热段中空烟管道或煤烟管道中残氧量；2)并利用测得的残氧量控制该供热段的中空气进入量。3)煤气管道上的流量调节阀定向追踪供热段设定炉温区间值A，而该煤气管道上流量计检测的数据作为开启烧该段空气、煤气蓄热烧嘴组数的依据。本发明在各段排烟管道上安装了烟气残氧检测设备，实时检测管道中的残氧量，利用检测的残氧值逆向追踪控制空气调节阀的开度，而煤气调节阀则定向追踪各段设定炉温来供热。从而使空燃比波动较小，使用钢坯氧化烧损明显减少，连铸钢坯成才率高；有效的防止燃料的浪费和环境污染。有效的防止燃料的浪费和环境污染。有效的防止燃料的浪费和环境污染。