自动化温度控制系统
杨宏利
[摘 要]在烧结过程中，合理的控制点火温度能更快达到最佳燃烧状态，也能获得更好的烧结质量。本文主要是从烧结点火工艺出发，对点火过程进行分析，探讨相关的操作过程来实现点火温度的自动控制。
[关键词]烧结机 点火 温度
中图分类号：TP397 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）25-0051-01
在钢铁厂烧结机煤气压力和煤气流量操作方面，都采取手动，在点火炉温度控制方面，除了在基础自动化原有水平上进一步优化，还在集散控制方面作了科学的合理的处理。通过实际操作，证明了控制的科学性、合理性.替代了人工经验操作，使点火炉温度实现自动控制，替代热值分析仪，以实现整个烧结全过程的稳定控制。
1、烧结点火工艺
混合料借点火和抽风使其中的炭燃烧产生热量，并使烧结料层处在总的氧化气氛中，局部又具有一定的还原气氛，因而，混合料不断发生分解、还原、氧化和脫硫等一系列反应，同时在矿物间产生固液相冷凝时把未融化的物料粘在一起，体积收缩，得到外观多孔的块状烧结矿。点火后，从上往下依次出现烧结矿层、燃烧层、预热层、干燥层、过湿层，这些反应层随着烧结过程的发展而逐步下移，在到达炉蓖后才依次消失，最后只剩烧结矿层。
为了烧好烧结矿，点火炉烧结料层燃烧的充分与否是烧结矿质量得到保证的最大关键，所以，在助燃风不能调节的情况下，适当调节煤气压力和煤气流是燃烧充分的关键，而在控制方面做到这一步，就是要自动情况下，随着助燃风流量的些许改变，煤气压力佣节阀和煤气流量调节阀也按照一定的比例适当调节，使燃烧释放最大热值，同时，根据烧结料层的烧透程度，依据点火炉温度的变化曲线，来调节煤气流量和煤气压力，以节省能源的合理利用.
2、点火过程分析
对于燃料为焦炉煤气，根据燃料和空气的配比来确定煤空比系数，其理论基础：
烧结点火主要包括点火温度和点火时间。点火温度的高低，主要取决于烧结生成物的熔融温度，虽然烧结混合料的化学组成不同，烧结生成物的种类和数量也各异。但由于烧结过程总是形成多种生成物，因而烧结生产中点火温度一般都差别不大.在厚料层操作条件下，点火温度在1050～1200℃之间。点火装置设置保温及时，可减少因表层烧结矿温度急剧下降而对其质量的不利影响。
点火时间与点火温度有关，即与点火供给的总热量有关，烧结点火所需消耗的燃料与烧结混合料的性质、烧结机的设备状况以及点火热效率有关，点火燃料需要量一般用下式计算：
Q=A效×q利×q
其中Q为点火燃料需要量，KJ/h； A效-有效烧结面积，m2；q利-烧结机利用系数，t/（m2*h）；q-每吨烧结矿的点火热耗
此外，还可用混合料点火强度的经验值来计算点火需要量，混合料点火强度是指烧结机单位面积的混合料在点火过程中所供给的热量。当选定点火强度后，即可按下式计算点火燃料需要量Q：
Q热=60JvB顶
式中，J-点火强度，KJ/m2；v一烧结机速，m/min； B_顶-台车顶部宽度，m；计算得出点火所需热量Q热值后，用下式计算点火燃料需要量Q：
Q=
式中H低-点火燃料低发热值KJ/m3。
空气需要量，点火燃料燃烧的空气需要量可用燃烧计算图表进行计算，根据确定的实际点火温度t按下式求出理论燃烧温度
t0=t/η
式中，η-高温系数，按0.75～0.8选取.
由点火燃料发热量H低和上式求得的理论燃烧温度t0，用燃烧计算图表查得对应的过剩空气系数α，再根据Q查出单位燃料燃烧的空气需要量qα，然后按下式计算出每小时空气需要量Qα：
Qα=Qqα
因为空气需要量一定，反之，依据此公式能计算出所需焦炉煤气量，即节省能源，又起到环保的作用。
3、点火控制探讨
3.1 煤空比实际应用
在上位机监控画面上选择自动应用，煤气主管道无煤气，建立调节条件，输人助燃风流量，观察煤气流量和煤气压力调节阀反馈开度状况，根据实际情况调节参数值，进行理想化控制应用。在实际生产过程中，在上位机监控画面上选择自动应用，煤气主管道有煤气，根据助燃风流量观察煤气流量和煤气压力调节阀反馈开度状况，再由经验观察煤气燃烧的火焰状况，调节煤空比控制块参数，并把此参数固定下来，实现最佳调节条件。根据烧结料层的烧透程度，依据点火炉温度的变化曲线，自动调节煤气流量和煤气压力。
3.2 温控实际应用
如果煤空比调节是调节煤气流量的粗调，微调启动顺序是选择自动调节，在选择粗微调控制，输人煤空比，在粗微调连锁情况下，选择微调，开始进行微调自动化程序的运行。煤空比控制是一个复杂的调节过程，如果真正实现煤气燃烧最佳状态，不但要求煤气在点火炉释放出最大热量，而且对烧结台车的速度也要进行适当的定位，对台车两端点火炉抽风风门，机尾调节器抽风风门的调节开度也要进行适当调整，风机房两个抽风机的风门同步开度和开度大小，机尾烧结红矿厚度，烧结矿冷却后温度都是依据风箱温度变化曲线进行调整，如果单依据看火工的经验观察火焰颜色肯定将会出现人工调整和干预，也将出现调节不当或不及时调整状况，大大影响烧结矿的质量，不能过烧，也不能烧不透，所以为保证煤空比真正实现理想化要求，就要依据风箱各测点轴形变化进行合理调整各被控参数，因为风箱各测点轴形变化曲线是固定的，即风箱温度在其工艺要求位置正常燃烧时温度是固定的，每一个测点温度轴高度恒定，前部风箱温度保持在100℃左右，温度平稳升高，到中部风箱温度最高.然后缓慢下降，所以自动化程序依次编程便有了科学依据。
4、结束语
通过实现点火炉温度优化控制功能，实现了操作可手自动切换，监控画面能进行操作控嫩比，点火炉温度的自动采集、工艺参数优化、回路调节及趋势报表等功能.该点火炉温度自动调节大大提高了烧结过程的稳定性，对节省能源和安全环保起到重要的作用。该控制能够满足生产工艺要求，控制灵活、性能稳定可靠，便于操作维护。对操作具有很强的指导作用，能满足我们不同生产阶段的需求。点火炉温度控制能够满足生产工艺要求，性能较稳定可靠，操作维护方便，在降低能耗、高产稳产、安全生产、保护环境等方面发挥了较大的作用。
参考文献
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