最新燃燒式工業(yè)窯爐溫度比值控制系統(tǒng)課程設計(編輯修改稿)
2025-07-22 17:29 本頁面
【文章內容簡介】 于ZnO壓敏電阻器、避雷器閥片、結構陶瓷、紡織陶瓷、PTCamp。NTC熱敏電阻器、電子陶瓷濾波器、片式電容、瓷介電容、厚膜電路、片式電阻、磁性材料、粉末冶金、電子粉體、稀土化工、聚焦電位器、陶瓷基板、高鋁陶瓷及其金屬化，觸頭材料、硬質合金材料、鎢鉬材料等的燒成。本次課程設計是要完成燃燒式工業(yè)窯爐溫度定值控制系統(tǒng)的設計，采用的是比值控制系統(tǒng)，實現(xiàn)兩個或兩個以上參數(shù)符合一定比例關系的控制系統(tǒng)，稱為比值控制系統(tǒng)。通常以保持兩種或幾種物料的流量為一定比例關系的系統(tǒng)，稱之流量比值控制系統(tǒng)。比值控制系統(tǒng)可分為：開環(huán)比值控制系統(tǒng)，單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)，變比值控制系統(tǒng)，串級和比值控制組合的系統(tǒng)等。在本次設計中，窯爐以甲烷作為燃料?？諝夂图淄榉謩e通入爐內進行燃燒。甲烷充分燃燒的方程式為，空氣中含氧量約為20%。所以可以得出空氣的流量是甲烷的10倍就可以保證甲烷充分燃燒。假設空氣供應充足，大氣壓恒定。所以采用開環(huán)比值控制系統(tǒng)。在本次課程設計中，為了簡化系統(tǒng)模型、便于分析，采用如下假設：燃料為天然氣，被加熱的介質為陶瓷，陶瓷的厚度為7厘米窯爐為絕熱爐，廢渣不帶走熱量燃燒式工業(yè)窯爐是用耐火材料砌成的用以煅燒物料或燒成制品的設備，其工作原理為燃料進入爐內燃燒，其發(fā)出的熱量一部分被被加熱介質所吸收，另一部分用于維持爐內整個環(huán)境的溫度。為了滿足工藝的需要，必須使爐內溫度維持在一定的范圍內。影響爐內溫度最主要的因素為燃料的進料流量，因此可以通過控制燃料的進料流量來控制爐內的溫度。被控變量是生產過程中希望保持在定值獲按一定規(guī)律變化的過程參數(shù)。在燃燒式工業(yè)窯爐溫度控制系統(tǒng)中，我們希望爐內的溫度保持在一定的范圍內，因此可以把爐內的溫度作為被控變量。在控制系統(tǒng)中，用來克服干擾對被控變量的影響，實現(xiàn)控制作用的變量就是操縱變量。對于燃燒式工業(yè)窯爐，燃料的流量對爐內溫度的影響最大，因此可以把燃料的流量作為操縱變量。對于燃燒式工業(yè)窯爐，其控制原理為通過控制燃料的進料流量來控制爐內的溫度。圖2 燃燒式工業(yè)窯爐溫度控制示意圖現(xiàn)假設空氣充足，燃料能夠充分燃燒，且窯爐是絕熱的，沒有熱量損失，則燃料燃燒的熱量一部分被被加熱的介質所吸收，另一部分用于維持窯爐整個環(huán)境在一定的溫度范圍內，現(xiàn)假設窯爐內整個空氣環(huán)境所擁有的熱量為Q,燃料的體積流量為，燃料的燃燒值為,空氣的質量為，空氣的比熱容為，被加熱介質的傳熱系數(shù)為,傳熱面積為，爐內溫度為，被加熱物質和空氣的原始溫度為。根據熱量關系，有其中，則將上式帶入（1）式，得到對上式進行增量化，則，得到對上式進行拉普拉斯變換，得到則現(xiàn)假設燃料為甲烷，被加熱的物質為陶瓷，，甲烷的燃燒值為，空氣的質量空氣的比熱容為,陶瓷的傳熱系數(shù)為,所有陶瓷的傳熱面積為將以上數(shù)據帶入（2）式，得到燃燒式工業(yè)爐的工作方式為：燃料進入爐內燃燒，其熱量主要用于兩部分，一部分用于被加熱介質的吸收，另一部分用于維持爐內整個環(huán)境的溫度。影響爐內溫度最主要的因素為燃料的進料流量，因此可以通過控制燃料的進料流量來控制爐內的溫度?？刂品桨覆捎帽戎刀ㄖ悼刂葡到y(tǒng)，其方框圖如下：圖1 比值定值控制系統(tǒng)方框圖從控制任務要求可知，燃燒式工業(yè)窯爐溫度比值控制系統(tǒng)是單點、恒值控制，控制范圍和控制精度要求一般，功能上無特殊要求，采用廣泛使用的PID控制即可。4. 過程檢測控制儀表的選用 測溫元件及變送器根據生產實踐和現(xiàn)場使用條件以及儀表的性能，我們選用普通熱電偶測溫儀表。熱電偶溫度儀表是基于熱電效應原理制成的測溫儀器，它由熱電偶、電測儀表和連
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