高炉热风炉烧炉自动控制软件系统

1、高炉热风炉烧炉自动控制软件系统翁春水 林庆霖( 天硕钢铁软件( 福建 ) 有限公司 )1 国内高炉热风炉烧炉控制现状目前国内高炉热风炉的烧炉控制方式因建炉时间和体积以及不同钢铁企业之间， 其控制 水平千差万别，但均无法真正实现烧炉的自动控制，主要方式有： a、采用分立仪表控制的， 多见于一些比较老的中小高炉上；b、采用plc或dcs进行控制的，多见于后期新建或大修改造后， 对煤气和空气的配比燃烧多采用双闭环比值控制的方式， 由操作工根据拱顶温度的 变化情况不定时地修改空燃比， 以提高拱顶温度。 但是煤气热晗值的频繁变化， 尽管有经验 丰富且勤快的操作工经常操作， 也难于保证能随时给出最佳空燃比

2、。 虽然部分热风炉采用新 的工艺技术，使热风炉送出的风温较高，多在 1050-1280 之间，但还是无法使热风炉的烧 炉真正实现自动控制和最优控制。c国内部分高炉操作水平很高的企业，对热风炉自动烧炉和对风温要求自然也很高， 因此想尽办法提高风温和优化燃烧， 除热风炉采用新的工艺技 术外， 在烧炉控制上不但采用双闭环比值控制外， 还增加煤气热值仪和废气分析仪， 这样从 理论上可以实现自动烧炉，但是煤气热值仪和废气分析仪滞后大、控制精度低、稳定性差、 维护量极大，在自动烧炉和风温的提高上仍然无法实现。 2 企业节能降耗的要求和提高自动化水平的要求低风温己成为制约各钢铁企业炼铁厂产量提高和节约成本的

3、瓶颈， 目前提高风温并实现 热风炉自动烧炉是各炼铁厂增产增效的迫切要求。 由于煤气的压力及热焓值很不稳定， 为达到最佳燃烧需不断精确调整空气及煤气的供给量和配比值， 这样， 给热风炉燃烧操作带来一定的难度和较大的劳动强度。 随着计算机技术的不断发展， 新型的控制理论不断诞生， 给自动寻优烧炉技术提供了技术基础。 我公司开发的具有自主知识产权的ts3000系列热风炉燃烧自动控制软件系统(下称ts3000软件系统)，能在煤气压力和热焓值不断变化的情况下， 不断给出最佳配比， 使得热风炉一直能够进行最 佳燃烧，实现提高风温，节省煤气，提高自动化水平，节能环保。 3 系统的技术指标 煤气流量与空气流量

4、匹配误差w2. 0% 克服煤气压力波动的时问w5秒 煤气热焰值变化纠正配比时间w 30秒 提高平均风温15c 50 c 最佳值找到时间约2分钟4 系统特征1)、 使用精确的燃烧过程数学模型， 使得不论热风炉在强化燃烧期或蓄热燃烧期都能保证 90 以上时间都处于最佳配比燃烧状态。 ts3000 软件系统对单烧高炉煤气的，比原来能提高平均风温15 一 50， 而对烧高炉和焦炉混合煤气、 或有富氧的， 能提高平均风温20 以上。 2)、 ts3000 软件系统采用炉顶温度，煤气压力、煤气流量、空气流量、废气温度等非易损量为输入量，而不采用如含氧量、煤气热焓值等易损量采用专家系统技术，完全模拟 优秀操

5、作工的操作过程。3)、ts3000软件系统极大地降低对热风炉操作工人烧炉技术的要求，减轻其劳动强度，使操作工人的主要精力用于热风炉整体设备维护上，减低因热风炉设备故障而引起的休风 率，并可减少操作工配置。5 ts 一 3000 系列热风炉燃烧自动控制软件工作原理因时间较固定，而热风炉的蓄热量多少， 与格子砖表面的温度乘以时间的面积成正比,要使蓄热量大，一定要尽可能快地把拱顶温度烧到最高，然后尽可能使顶温在稳定中缓慢上升，而这须保证空燃比一直处于最佳状态。从直观上看，通过“烟道含氧量”和“煤气热值仪”上能直接给最佳空燃比。但在实际应用中，用这两种方法给出的最佳空燃比并非实 际最佳值，主要原因：（

6、1）、实际最佳值受热风炉本身结构影响，（2）、实际最佳值的要求精度要达到0. 3%以上，才能使得自动烧炉比人工烧炉的温度高：而上述两种方法本身的精 度远低于0. 3%。ts 3000系列热风炉燃烧自动控制软件，以灵敏度极高的拱顶温度为目标值，结合热风炉燃烧的数学模型， 应用自适应模糊神经元网络控制方式，能在卜2分钟左右找到实际最佳空燃比，并控制煤气调节阀及空气调节阀，使实际流量配比随时处于最佳状态，而不受煤气压力变化及煤气热值变化的影响，而人工烧炉，尽管在短时间（5分钟）能找到最佳空燃比，（30分钟）有较大难度，而长但要随时调节煤气阀与空气阀，使实际空燃比保持在最佳状态 时间（8小时）却根本做

7、不到。ts3000 系统，经多个高炉热风炉实际使用，不但能实现自动烧炉，而且能比人工烧炉 平均风温提高15c 50c,减少煤气用量 5%左右。6 ts-3000系列热风炉燃烧自动控制软件简述其特点是界面友好直观，操ts 3000c智能多功能控制器能按照用户的要求， 随意地ts 3000c智能多功能控制器ts 3000系统人机界面是在通用监控软件的基础开发的， 作简便、安全可靠。ts 3000系统可以对网络上或单机的 等进行离线组态，其丰富的算法功能块及可任意控制的数据流, 构造控制方案，满足用户对最复杂控制方案的控制算法的要求。系统的主要控制策略专家智能控制软件程序，就烧制在 内，通过modb

8、us与计算机连接。而且 ts3000c智能多功能控制器集成了各种数字、模拟和 开关量的信号处理系统，可以很方便地组成热风炉自动烧炉控制系统。本系统具有良好的自学习功能，可以不断比较优化控制。7系统软、硬件组成及接线示意图对于不同的现场情况，我们提供不同的控制实现方案：a 、对于原先采用分立仪表进行生产操作的场合，只要保证煤气流量、压力、空气流量、拱顶温度、废气温度的测量正常，并且煤气和空气调节阀的工作正常，并能送出420ma的阀位反馈信号，我们提供的配置方案如下：配置1台工控机作为操作站，我们采用国内外通用监控软件作为系统监控平台，并将ts 3000软件系统的部分控制策略或人机界面安装于此平台

9、，操作工就可进行监控和操作。将原来仪表信号利用炯炉、送风或休风时连接到 ts3000c智能多功能控制器上，成整个 自动烧炉的控制配置。示意图如下：系统配置示意图一：b 、对于现场采取 plc或dc盼制的方式，可以将我们的软件嵌入到现有的监控系统中 或计算机中，并且将ts3000c智能多功能控制器通过 rs232 口与原计算机相连即可完成系统配置（见系统配置示意图二）；也可以独立设置计算机通过以太网口或opc从原计算机监控软件获取每座热风炉的拱项温度、废气温度、煤气流量、煤气压力、空气流量这五个过程变量和煤气阀、空气阀开度的反馈信号，及煤气阀、空气阀的控制信号（见系统配置示意图三），则控制方案配

10、置如下：系统w置示意悭二：tsjooos控制软件安装或ts300m;与幅准系统?宣示意图三:ts3000s拄制帙件安装在暴配置的泞静机系统中杀人于母计于机承挑中对于系统配置示意图一的系统安装，均选择在热风炉炯炉、送风或休风时进行安装 和信号接线，正常情况下每个热风炉的接线不会超过30分钟；这种安装连接方式原系统可作为后备，因此系统的安装完全不会影响正常生产。对于系统配置示意图的二、三两种情况的系统安装，则无所谓各热风炉的生产处于什么状况，都可以进行系统的安装，均不影响正常生产。而对于新上高炉项目和大修高炉项目，在项目设计之初进行统筹考虑，将使系统更加完善。同时，我们还可以根据我们的丰富经验，提

11、供热风炉全套的自动化系统集成。8效益评估1）、节焦效益评估（按风温每提高100c降焦比1520kg）则风温提高15c （保守数字） 的吨铁降焦量为：15x0. 15=2. 25kg,根据高炉的大小，每年可节约焦炭均在数百万元至 数千万元以上；高炉越大，节焦效益越高；2）、节焦煤气用量约 5%3）、由于煤气充分燃烧，减少了环境污染；4）、自动化水平提高，减轻工人劳动强度，人员配置可大为减少；5）、为高炉实现高系数、大煤比创造条件；实际上ts3000系列热风炉烧炉软件系统能为各高炉（10050000f）创造的综合效益在2002000 多万元，对具有多个高炉的钢铁企业，如果全部装上该系统，将产生非常可观的经济效益和社会效益。无论您目前的风温是否够用， 装上本系统对热风炉的燃烧控制也将发挥其无可比拟的优势。我们