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一种炉窑燃烧室负压压力控制祥解

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技术交底书

1、名称

一种炉窑燃烧室负压压力控制 2、所属技术领域

仪控 3、现有技术

炉窑通过单斗卷扬提升机或胶带机将石灰石运至窑顶,经料斗、密封闸门及旋转布料器进入环形套筒内。在窑顶入料口处设置密封闸门,以避免外界空气进入而影响套筒竖窑的负压操作。环形套筒是由窑钢外壳、内部耐火墙和与其同心布置的上、下内筒组成。

炉窑有上、下两层烧嘴并均匀错开布置,每层烧嘴有六个圆柱形燃烧室,每个燃烧室都有一个用耐火材料砌筑的从窑外壳到下内筒的拱桥,高温气体从燃烧室内出来,经过拱桥下面形成的空间进入料层。两层烧嘴将套筒竖窑分成两个煅烧带,上煅烧带为逆流,下煅烧带为并流。并流带下部为冷却带,在冷却带石灰将自身热量传递给冷却的空气,此处仍为逆流。冷却石灰的空气由于废气风机作用向上抽,而石灰则在冷却带的底部通过出料装置及出料台排出,排出的石灰进入到位于套筒竖窑底部的石灰仓内,石灰仓内的石灰通过振动给料机,经一定的时间间隔被排出。

炉窑燃烧室在负压下运行,负压由废气风机产生,正常生产石灰时负压压力一般不能低于负0.5kpa,且需恒定。如负压压力低于负0.5kpa,炉窑上、下两层烧嘴会熄火;反之负压压力大于负0.5kpa,

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则会改变燃烧室内循环气体气流平衡,影响石灰产质量,传统控制方法处于手动控制,具体是通过改变变频器的给定频率来改变变频器输出频率,由于变频器连接变频电机,变频电机连接风机,变频器输出频率改变最终导致风机速度改变,对应炉窑燃烧室负压压力大小也改变,如炉窑燃烧室负压压力小,则需增加变频器的给定频率;如炉窑燃烧室负压压力大,则需减少变频器的给定频率;由于手动作业,不同的人对参数的调整幅度及对参数的预判值不同,导致炉窑燃烧室负压稳定性差,调节过于频繁,不利于生产。 4、发明目的

本发明目的在于提供一种炉窑燃烧室负压压力控制方法,现以负压0.5KPA为基准值,当炉窑燃烧室内采样压力偏离基准值时,会自动调整变频器频率输出,也就是调节风机速度从而改变风量,确保炉窑燃烧室内负压恒定。 5、技术方案

本装置主要有二部分组成(见图3),一是压力检测单元,二是压力控制单元。压力检测单元内压力信号取样管部件位于炉窑燃烧室内,检测出来信号经变送器转化成4-20MA电流信号输入至PLC 模拟量输入通道,经中央控制器CPU处理后转换成实际值,现将这一实际值作为炉窑负压压力检测过程值用PV表示。正常情况炉窑负压压力PV值为负0.5KPa。控制单元主要是接合炉窑负压压力检测过程值PV值和设定值SP,利用PID调节,通过控制器PIC611 OP值输出来控制变频器电流给定,现PIC611 OP值为0%-100% 对应变频器电流给定

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范围为4-20MA,此时对应变频器输出频率0-50HZ,对应变频电机转速为0-1000转/分,因变频电机与风机直接相连,风门在炉窑工作时处于全开位置,在炉窑停止工作时切换至全关位置(主要是确保电机安全启动),通过最初控制变频器的电流给定最终达到控制风机速度,也就是当风机速度改变时炉窑燃烧室内部负压压力同时改变,当炉窑燃烧室内部负压压力检测过程值PV(图2)低于设定负压压力负0.5KPA(设定值SP),控制单元则会增加变频器电流给定,变频器输出频率上升,变频电机速度增加,同时风机转速也加快,风机抽出炉窑燃烧室内部风量增加,此时炉窑燃烧室内部负压压力相应增大,直到pv压力值达到SP值。同理,当炉窑燃烧室内部负压压力检测过程值PV(图2)高于设定负压压力负0.5KPA(设定值SP)时,控制单元则会减少变频器电流给定,变频器输出频率下降,变频电机速度减少,同时风机转速也减少,风机抽出炉窑燃烧室内部风量减弱,此时炉窑燃烧室内部负压压力相应减少,直到pv压力值达到SP值。

设定值SP可根据需要修改,在变频器给定频率上升和下降过程中,上升和下降的过程是渐进式的,即每隔一段时间打开或关闭某一幅度,间隔时间打开/关闭的幅度都可以在控制单元中设定。整个压力控制原理见图3,采用了PID控制回路,通过plc软件实现,该PID功能块采样周期为80ms。PID控制分为自动控制和手动控制两种方式(见图2)。自动控制即由PLC进行全自动控制,设定值(SP)设定好后,输出值(op)会自动调整输出值,不需要进行人工干预,最终测温点过程值(PV)与设定值(SP)值一致。手动控制即在上位机上给定一

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个输出值,通过输出值(op)直接输出控制变频器给定频率,pv值与sp值不比较。在正常情况下都是自动方式下运行(见图1和2)。 6、有益效果

采用计算机控制系统,对炉窑燃烧室内负压压力进行自动调节控制,经过长时间运行,窑内的热工制度稳定受控,生产石灰的质量指标完全满足炼钢需要,经济效益显著。 7、图面说明

负压气流负压压力检测上内筒手动负压气流变频器上燃烧室下燃烧室上燃烧器下燃烧器变频电机风机风门外界下内筒

图一:原有炉窑燃烧室负压控制框图

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负压气流负压压力检测上内筒PIC611PVSPOP上燃烧室下燃烧室上燃烧器下燃烧器变频器变频电机风机风门-0.5kpa自动负压气流下内筒外界 图二:现有炉窑燃烧室负压控制框图

压 力控 制 器变 送 器变 频 器 电 机风 机压 力压 力 变 送 器

图三: PID压力控制框图

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