【正文】 .............................................................................................III 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1 概述 ............................................................................................................................. 1 國內(nèi)現(xiàn)狀 ..................................................................................................................... 2 本設(shè)計(jì)的研究內(nèi)容 ..................................................................................................... 2 第二章 加熱爐工藝簡介 .......................................................................................................... 3 加熱爐的組成 ............................................................................................................. 3 加熱爐的溫度加熱方式 ............................................................................................. 3 加熱爐工藝流程 ......................................................................................................... 3 加熱爐溫度控制要求 ................................................................................................. 5 燃燒系統(tǒng) .......................................................................................................... 6 爐膛負(fù)壓 .......................................................................................................... 7 空燃比 ......................................................................................................................... 8 第三章 加熱爐的溫度控制系統(tǒng) ............................................................................................ 10 單閉環(huán)控制系統(tǒng) ....................................................................................................... 11 爐膛負(fù)壓控制系統(tǒng) ................................................................................................... 12 串級(jí)比值燃燒控制系統(tǒng) ........................................................................................... 13 單交叉限幅燃燒控制系統(tǒng) ....................................................................................... 15 單交叉限幅燃燒控制系統(tǒng)工作原理 ............................................................ 15 單交叉限幅燃燒控制系統(tǒng)特點(diǎn) .................................................................... 17 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 雙交叉限幅燃燒控制系統(tǒng) ....................................................................................... 17 雙交叉限幅燃燒控制原理圖 ........................................................................ 17 雙交叉限幅燃燒控制系統(tǒng)的工作原理 ........................................................ 18 雙交叉限幅燃燒控制特點(diǎn) ............................................................................ 20 第四章 加熱爐溫度控制系統(tǒng)仿真 ........................................................................................ 23 對(duì)象模型的建立 ....................................................................................................... 23 系統(tǒng)各裝置數(shù)學(xué)模型的建立 ................................................................................... 24 仿真軟件簡介 ........................................................................................................... 26 加熱爐爐溫控制系統(tǒng)仿 真結(jié)果分析 ....................................................................... 27 爐溫單回路控制仿真 .................................................................................... 27 燃料空氣串級(jí)比值控制仿真 ........................................................................ 31 單交叉限幅控制仿 真 .................................................................................... 34 雙交叉限幅控制仿真 .................................................................................... 36 總結(jié) ........................................................................................................................... 38 第五章 系統(tǒng)的檢測變送裝置及正反作用 ............................................................................ 39 檢測變送 ................................................................................................................... 39 差壓式流量計(jì) ................................................................................................ 39 熱電偶 ............................................................................................................ 39 系統(tǒng)儀表正反作用的確定 ....................................................................................... 40 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 41 致 謝 ...................................................................................................................................... 42 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 第一章 緒論 概述 加熱爐是熱軋生產(chǎn)過程的重要熱工設(shè)備，其能 耗占到鋼鐵工業(yè)總能耗的 25%。對(duì)軋鋼加熱爐而言，加熱的主要目的就是提高鋼坯的塑性，降低變形抗力。 （ 3）鋼坯 加熱溫度應(yīng)在長度、寬度和斷面上均勻一致。這種爐在以發(fā)熱量低于 1300 千焦／米 3的煤氣或發(fā)熱量低于 5000 千焦／千克的煤 為燃料時(shí)，將難于甚至不能達(dá)到需要 爐溫，這時(shí)可對(duì)煤氣和空氣進(jìn)行預(yù)熱。燃料節(jié)約百分?jǐn)?shù)與離爐煙氣溫度成正比，離爐煙氣溫度越高，則燃料節(jié)約百分?jǐn)?shù)越大。目前，國內(nèi)大多數(shù)加熱爐的計(jì)算機(jī)控制水平很低，雖然引進(jìn)了一些先進(jìn)的控制系統(tǒng)和設(shè)備，但絕大部分加熱爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)仍然處在計(jì)算機(jī)過程控制的水平上，甚至還有少數(shù)加熱爐由人工操作，其加熱質(zhì)量和能耗與國外同行相比相距甚遠(yuǎn)。在參照相關(guān)理論的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了 該加熱爐控制系統(tǒng)，包括加熱爐內(nèi)的加熱爐串級(jí) 比值控制、單 交叉 限幅、雙 交叉 限幅燃燒控制， 很好地抑制了處于副環(huán)（煤氣熱值和壓力的波動(dòng)、生產(chǎn)率的改變及爐內(nèi)參數(shù)的變化等）的干擾因素對(duì)加熱爐運(yùn)行的影響；提高了爐溫控制的快速性，實(shí)現(xiàn)了加熱爐燃燒過程的控制。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 第二章 加熱爐工藝簡介 加熱爐的組成 加熱爐由以下幾個(gè)基本部分構(gòu)成：爐膛與爐襯、 裝出料設(shè)備、 燃料系統(tǒng)、供風(fēng)系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、 電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、 余熱利用裝置、檢測及調(diào)節(jié)裝置等。當(dāng)鋼 坯 溫度超過 500℃ ～600℃ 以后，進(jìn)入塑性范圍，這時(shí)就可以快速加熱，直到表面溫度快速升高到出爐所要求的溫度。預(yù)熱段主要是依靠爐內(nèi)尾氣余熱來預(yù)熱裝爐鋼坯，從而提高燃料的利用率。為 了 使加熱均勻，每一個(gè)段上的燃燒嘴越密集越好。這樣鋼坯開始升溫不大，溫度應(yīng)力小，不會(huì)造成裂紋和斷裂；鋼坯運(yùn)行到加熱二段時(shí)，鋼坯的中心溫度已內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 超過 500℃ ，進(jìn)入塑性范圍，此時(shí)快速加熱鋼坯使鋼坯表面溫度迅速升高到出爐溫度；在均熱段鋼坯表面溫度不再升高，斷面溫差逐步減小。 加熱爐排煙方式為向上排煙，在爐內(nèi)燃燒生成的煙氣由爐尾總排煙管經(jīng)地上煙道通到廠外煙囪，再排入大氣中。 為了將鋼坯加熱到軋制所規(guī)定的工藝要求，必然地要求對(duì)加熱爐內(nèi)的溫度進(jìn)行有效的控制使之保持在某一特定的范圍內(nèi)，出鋼溫度過高既不必要且又導(dǎo)致鋼坯過多燒損和能源浪費(fèi)，甚至造成粘鋼的嚴(yán)重事故。 加熱爐溫度控制要求 燃料的種類很多，分類方法也不盡相同。常用的液 體燃料主要是重油。高爐煤氣由于發(fā)熱量較低，燃燒溫度也低，約 1470 ℃ ，在加熱爐上單獨(dú)使用困難，往往是與焦?fàn)t煤氣混合使用。 燃燒系統(tǒng) 燃燒系統(tǒng)的曲線描述圖如下 [12]： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書（畢業(yè) 論文 ） 圖 燃燒系統(tǒng)的曲線描述 上圖表示了空氣過剩率與燃燒效率及污染之間的關(guān)系，可以看出，燃