加热炉节能优化方法研究
摘要：随着社会的发展和进步，冶钢冶铁，以及化学行业等都离不开使用加热
炉加热材料，从而满足生产作业需求。实际上对于加热炉的使用和技术体现，其
中需要考虑节能和减排，主要原因就在于加热炉的使用过程能源消耗较大，以此
其中一部分能源并未得到充分有效的利用，这样也就使得企业生产发展过程需要
投入更多的成本，进而生产经济效益也难以提升，相应的，这样也更是可以对社
会环境造成破坏与影响，因此需要重视对加热炉节能减排技术的应用。本文基于
此，分析加热炉节能优化方法，旨在通过有效的分析和研究，为有关行业发展与
生产提供建议。
关键词：加热炉；节能优化；处理工艺
1引言
社会的发展以及经济、技术等的进步，促使更多行业获得了提升，具体关于
钢铁行业的发展，也更是跟随社会进步做出调整，诸如钢铁行业当中的冶金过程，
需要使用一定的设施，即加热炉等，但对于加热炉的使用，能够对周围环境造成
影响和破坏，并不符合社会的节能减排理念。因此，文章针对当前各企业的轧钢
加热炉节能技术在应用时存在的问题进行简要分析，并就如何解决这些问题提出
相应的解决措施。
2当前加热炉节能技术在应用时存在的不足之处
2.1该技术的优化革新工作不到位，过于依靠国外技术
由于我国的钢材行业及发展起步时间较晚，所以相应的技术发展也较为落后。
现阶段，我国所使用的轧钢加热炉的控制系统大多数是从国外的设计系统引进，
并在此基础上加以改造，所以轧钢加热炉使用过程中，由于国内外的使用环境存
在一定差异，这就造成加热炉在使用过程中不能满足企业发展的实际需求，进而
在应用过程中出现问题。除此之外，从事此方面工作的人才匮乏问题也在一定程
度上阻碍了轧钢加热炉节能技术的优化革新。缺乏相应的工作团队导致该技术不
能够有效与我国各企业的实际情况相结合，推动轧钢加热炉节能技术与企业的实
际发展状况高效融合，阻碍了企业经济效益的提升。所以目前我国的轧钢加热炉
节能技术的优化革新工作不到位，对于国外技术的依赖性较强，这方面的问题需
要引起各企业管理人员的高度重视。
2.2该技术自身存在缺陷，企业的轧钢加热炉管理工作不规范
由于轧钢加热炉在长期的使用过程中，受自身的工作环境等各方面因素的限
制，在使用时容易使其控制系统存在一定的缺陷，在具体工作中就不能够实现全
自动化的加热过程，这就导致该技术在应用时不仅不能够产生节能的效果，在一
定程度上也会造成热量的加剧消耗，导致所产生的钢材不能够满足预期的需求，
给该技术的使用造成了一定的不利影响。同时，由于目前我国经济发展较为迅速，
对于钢材的需求量也在不断上升，这就造成钢材企业在钢材市场中，仅仅重视轧
钢的数量，对于其质量不仅没有提高相关标准要求，而且还产生了一定忽视的情
形，在钢铁企业的管理过程中存在严重的缺陷，降低了轧钢产品的质量。
3针对上述问题所提出的解决措施
3.1加大资金支持力度，提高技术的优化革新工作水平
首先，要想进一步降低轧钢加热炉在使用过程中所产生的能量损耗，企业就
要注重对该节能技术的创新工作给予足够的重视，企业就需要在此方面工作投入
足够的资金以及人员支持。只有资金保障工作到位，才能够引进先进的技术和设
备，相关工作人员才能借鉴先进的经验，进而具体结合企业对节能技术的实际应
用状况，在此基础上，推动我国轧钢加热炉节能技术的优化改革，进一步推动企
业的发展。此外，只有拥有专业的创新人员队伍，才能有效地推进该技术的创新
性发展。这就需要企业在日后的工作中改变发展观念，不能仅仅注重轧钢的数量，
对其质量也要给予高度知识，加大资金投入以及人员支持力度，推动节能技术的
创新和优化。
3.2完善轧钢加热炉的技术操作流程及维修的规章制度
在轧钢加热炉的长期使用过程中，若没有相关的技术操作流程作为引导，必
然会导致其使用质量及寿命大幅下降，所以要想降低轧钢加热炉在使用过程时的
热量及能源的消耗，就要对技术的操作标准及设备检修流程进行建立和健全，相
关制定者就需要根据实际的使用需要以及检修的需要，保证该操作流程以及检修
流程的准确性及有效性。与此同时，在进行检修过程中也需要严格按照规定落实
检修工作，将检修过程中存在的问题进行及时记录，以便为日后的维修检修工作
提供信息数据支持，提高检修工作效率。除此之外，应建立健全维修的规章制度，
只有健全规章制度才能够确保整个工作流程合理有序进行。
4加热炉智能燃烧控制技术应用
4.1总体方案
系统设计原则是在加热炉原系统的基础上，通过外接热备控制系统完成对加
热炉的节能优化控制。通过实时数据服务器，与原PLC控制系统进行数据交换，
炉温预设定优化系统是通过读取实时数据服务器数据和红外温度检测系统，检测
到的钢坯表面温度，得到最优炉温设定值，并发给燃烧控制系统，计算得到流量
的阀门开度下发给原PLC控制系统。燃烧控制系统是通过分支总管煤气压力控制
系统保持煤气压力稳定;并采用炉温—煤气流量串级控制、煤气流量—空气流量比
值控制，残氧控制调节最佳空燃比，根据煤气热值的波动对煤气阀门进行补偿的
综合控制系统。
（1）煤气分支总管压力控制系统。现场通过手动调节阀后压力，且一般处于
全开状态，为了保证阀后的压力稳定，对分支总管的煤气压力调节阀进行自动调
节。
（2）温度—流量串级比值控制。各回路采用温度—流量串级比值控制。
（3）残氧寻优控制。根据预热段检测的残氧信号，首先优化整体空燃比系数，
根据各回路的煤气流量采用专家自寻优确定各回路的空燃比系数分配。
（4）煤气热值补偿系统。通过历史数据，对煤气热值偏差、煤气阀门开度补
偿量，采用数据挖掘的方式，建立热值补偿模型。当煤气热值存在偏差时，通过
模型输出煤气阀门补偿量。考虑其他因素的影响，微调模型参数。空燃比寻优控
制模块为双闭环串级控制，提供最佳空燃比，煤气热值补偿模块根据热值波动对
煤气阀门进行补偿。
4.2炉温预设定优化系统
炉温预设定优化系统主要完成对炉内钢坯温度分布的实时跟踪与炉温的在线
优化，实时为燃烧系统提供最佳的炉温设定值。
（1）炉温拟合。钢坯的升温过程由炉温来决定，钢坯进入加热炉后，以一定
的速度在炉内移动，所以进行钢坯温度计算时需要首先确定钢坯所在位置的炉温。
因此需要根据热电偶分布状况和实时测得的炉温，拟合得到沿炉长方向的炉温分
布曲线。
（2）钢坯跟踪模型。该模型实时跟踪每块入炉钢坯的位置与该位置的钢坯温
度分布。并可预测在当前炉温分布条件下，到达出炉位置时该钢坯内部温度分布，
以给出钢坯表面预测温度、钢芯预测温度及钢坯断面温差。
4.3硬件、软件方案
采用上、下位机的硬件结构模式。在主控机上，完成两部分工作，第一部分
为主程序逻辑，包括：系统与原系统的切换逻辑、数据采集及存取、数据库维护
与更新、专家策略的实时生成、人机界面交互等。第二部分为：加热炉燃烧控制
系统的控制策略计算。在上位机中，主要完成炉内钢坯温度跟踪模型及炉温设定
值优化模型的在线寻优。
结论
对于加热炉的使用过程而言，重要的不仅在于确保加热炉使用安全和稳定，
同样也更是需要在确保使用安全的基础上，进一步降低和减少加热炉的能源消耗，
这样能够提升生产效益，并且生产质量也能够获得保障。可见，加热炉的节能优
化方法，实际需要做好对工艺的提升，也需要生产观念的转变和调整。
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