攀钢1450热轧厂加热炉燃烧模型开发与优化

摘要

加热炉的燃烧及传热是一个非常复杂的过程，加热炉燃烧控制模型在国内加热炉的应用也鲜有成功案例。本论文针对攀钢1450热轧板厂两座265T/h步进梁式加热炉，开发了加热炉燃烧控制模型系统，并实现其模型的优化。项目成功实现了攀钢热轧加热炉两级机动化系统的应用，为钢铁企业轧钢加热炉过程自动化控制系统提供了一个范例。 本研究分为两个部分，第一部分介绍了加热炉燃烧控制模型系统(ACC)的研发，第二部分内容为对加热炉模型进行优化。模型的研发是攀钢与重庆钢铁设计院合作的结果．本文的重点是加热炉工艺和加热炉数学模型的建立。加热炉燃烧控制模型由装入处理、抽出处理、休止处理、周期处理和模型数据归档处理等五个模块组成。模型的优化则以工业试验和建立离线模型进行验证的方法进行：一方面，通过黑匣子试验对板坯温度进行了实际测量，并与模型计算进行比对，验证模型计算的精确性，找到了模型存在的热负荷分配不合理、出炉板坯内外温差大等缺陷；另一方面，建立加热炉离线模型，通过离线模拟的方法对模型进行验证，同时结合工业实验，完成了对加热炉入炉温度计算验证、对模型参数(各段传热系数和沿炉长方向热流系数)进行校验和优化、对出炉温度的自学习模型进行优化、对待轧模型进行优化，优化的结果确保了模型更加精确地运行。 本轧钢加热炉燃烧控制模型系统的开发已在生产实际中应用，模型投用率在正常生产中达到100％。燃烧控制模型的应用取得了良好的效果，反映在：板坯在不同入炉温度条件下的冷装、热装、冷热混装加热过程的控制水平得到了明显的提高；加热炉煤气单耗下降了11.8％；有效控制了板坯在炉内的氧化，板坯氧化烧损降低了6.7％；加热炉板坯加热质量大幅提高，使出炉板坯断面温差可控制在23～28℃之间，平均为25℃，板坯出炉目标温度命中率由原来的不足70％，提高到现在的95％以上，净增了25％左右。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1板坯加热过程数学模型的发展

1.2加热炉炉膛传热过程数学模型

1.3加热炉计算机控制技术概述

1.4攀钢1450热轧板厂加热炉简介

1.4.1加热炉工艺过程描述

1.4.2加热炉炉型结构及主要性能参数

1.5本课题的意义及研究内容

第2章攀钢1450加热炉初级燃烧控制系统介绍

2.1加热炉控制系统结构

2.2加热炉初级燃烧控制系统功能

第3章加热炉燃烧模型控制思想及方法

3.1燃烧模型控制系统

3.2板坯动态加热模型控制

3.2.1在线板坯加热数学模型

3.2.2数学模型动态控制

3.3模型控制的具体实现

3.3.1装入处理

3.3.2抽出处理

3.3.3休止处理

3.3.4周期计算处理

3.3.5模型数据归档处理

第4章加热炉模型控制优化应用研究

4.1板坯加热温度测量

4.1.1测定方法和设备

4.1.2结果分析与评价

4.2板坯热送、加热离线传热数学模型的建立

4.3在线模型工业应用及优化试验

4.3.1确定入炉板坯断面温度场

4.3.2模型控制工艺参数的确定

4.3.3出炉板坯温度动态控制及优化

4.3.4板坯加热过程动态控制及优化

4.3.5板坯待轧加热动态处理及优化

第5章模型控制效果

结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间参加的科研项目及取得的成果