ｍａ ｌ ｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔ ｈｅ ｍｅｔ ｈ ｏｄ ０ ｒｓ ｅｘｃｅｎｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆ ｏｒ ｆｕｒ ｎ ａｃｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ。ｐｒｅｓｓｕｒ ｅ ａｎｄ ｓｍｏｋｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｕｎｄｅｒ
ｖａｒｉｏｕｓ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．
热，对炉内的温度场影响不大，这就为减小钢坯断面温 个流量调节阀。加热炉没有设置常规烟道，而通过４台 差 、提高钢坯加 热质量提供 了可能。然 而，双 蓄热式加 排烟风机（空烟和煤 烟各 ２台）进行 强制排 烟。炉子本
热炉也是一个带有非线性 、强耦合 、时变性 、滞后性和不 体的水梁和立柱采用净环水冷却。
进行控 制并 加 以优 化 。实践表 明 ，该 方法 在各 种工况 下均 能 同时对 炉温 、炉 压 、排烟温 度进 行 良好 的控 制 。
关键词 ：双蓄热 控制策略 全分散 流量 温度
中图分 类号 ：ＴＰ２７３
文献 标志 码 ｉ Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ａｓ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｌ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｄ ｄｏｕｂｌｅ—ｒｅ－
炉膛压力造成很大 的冲击 。调节排烟量来 控制炉膛压 力的同时会影响排烟温度 ，而调节排烟量来控制排烟温 度 的同时会影响炉膛压力 ，因此 ，控制起来 十分困难。
《自动化仪表》第 ３１卷第 ９期 ２０１０年 ９月
３３
双 蓄热式加热炉燃烧系统控制策略的研 究 申 江 ，等
ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ ｉｓ ａｎａ ｌｙｚｅｄ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｍｅｔ ｈｏｄ－ｆｕｌｌｙ ｄｉｓｔｒ ｉｂｕｔｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｇｅｏｖｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ａ ｌｌ ｔｈｅ ｂｕｒ ｎｅｒｓ ｏｆ ｆｕｒ ｎ ａｃｅ；ａｎｄ
２ 控制策略分析
预热段上部 的工 艺控 制原 理如 图 １所示 ，其 余 ７ 段与之相同。燃烧 系统控制 主要包括蓄热式烧嘴换 向 控制 、炉膛 温度控制 、炉膛压力及排烟温度控制等 。这
几个控制量相互之间存在强耦合性 ，即烧嘴 的换向会对
修 改稿 收到 日期 ：２０１０一Ｏ１—２９。 第一作 者 申江 ，男，１９８２年 生 ，２００７年毕 业 于西 南交通 大学 智 能控 制 与仿 真工程研 究中心 系 ，获硕 士学位 ，工程 师 ；主 要从 事 工 业 自动 化 系统 的研 究设计 工作 。
，
并通过调节排烟管道 的烟气流量来 控制炉膛压力 和排
背景 ，针对双蓄热式 加热 炉的控制 方法进 行 了大量研 ．阍沮
究和实践分析 ，提出了一种新 的控制方法 。 １ 工艺 过程描 述
加热炉燃烧系统采用空 、煤气双 蓄热方式 ，全炉分 为预热段 （上 、下 ）、一 加热 段 （上、下 ）、二 加热 段 （上 、
双蓄热式加热炉燃烧 系统控制策略的研究 申 江，等
双 蓄 热 式 加 热 炉燃 烧 系统 控 制 策 略 的研 究
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔｒａｔｅｇｙ ｆｏｒ Ｃｏｍ ｂｕｓｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｄｏｕｂｌｅ－ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｈｅａｔｉｎｇ Ｆｕｒｎａｃｅ
确定随机干扰等 因素的复杂控制对象 ，其对 炉膛温度 、 压力和排烟温度的控制存在强耦合性 ，采用常规 的控制 方法难 以达到控制要求…。
本文 以某钢铁公 司 ２１５０大型双 蓄热 式加热 炉 为
正 常情况下 所 ， 有烧嘴进行蓄热式燃烧 ，即烧 嘴燃
烧和排 烟这 ２种状 态交 替执行 ， 以 进 行 能 量 交 换 。 加 热炉通过调节各段总管 的空／煤气量来控制炉膛 温度
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｄｏｕｂｌｅ－ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔ ｒａｔｅｇ ｙ Ｆｕｌｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
： ．一
。
下 ）和均热段 （上 、下 ）共 ８个燃烧控制 段 ，共设置 ７Ｏ个 （３５对 ）双蓄热式烧嘴。按照供热配 比，将 ７０个烧 嘴对
ｄｏｕｂｌｅ—ｃｒｏｓｓ ｌｉｍｉｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ。ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ａｉｒ／ｆｕｅｌ ｒａｔｉｏ ｉｓ ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ，ｔ ｈｅ ｆｕｒ ｎａｃｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｓｍｏｋｅ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｒｅ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｆ ｏｒ ｓｍｏｋｅ ｅｘｈａｕｓｔ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｕｎｄｅｒ ｓｍａｌｌ ｌｏａｄ－ｏｐｅｎｉｎｇ·ｆ ｌｏｗ ｃｕｒｖｅ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｆ ｏｒ ｏｐｔｉ－
双蓄热式加热炉通过将空气和煤气预热到 １ ０３０℃ 称分布在加热炉的两侧进行 蓄热式燃烧 ，同一对烧嘴正
以上 ，利用 回收燃烧产物 中的大量余热 ，极 大地提高 了 常运行 时总 是处 于互 补 的状态 （即一个 燃烧 、一 个排
燃气 的利用 率。同时 ，由于进 入炉 内的气体 已经 过预烟共 ４
审 住 ２ 露汗
（中冶赛 迪工程技 术 股份有 限公 司 ，重 庆 ４０００１３）
摘 要 ：以加热 炉燃烧 系统 的工 艺流程 为基 础 ，分 析 大型 双蓄热 式 加热 炉 的 控制 策 略 。全炉 烧 嘴采 用 全分 散 换 向控 制 ，炉 温控 制 采用改 进型 双交叉 限 幅控制 ，动态 修正 空燃 比 ，排烟 控制综 合考 虑炉 压和排 烟 温度两个 指 标 ；同时在 小 负荷 阶段 引入 开 度 一流量 曲线