一種連續式燃氣加熱爐的溫度控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及燃氣加熱爐領域，具體是一種連續式燃氣加熱爐的溫度控制方法。
【背景技術】
[0002]在連續式燃氣加熱爐溫度控制系統中，加熱爐溫度控制的過程如下:在加熱爐溫度控制系統中首先采集爐壓，根據爐壓值確定最佳燃空比，即燃氣流量與空氣流量的比值，把采集來的溫度與設定溫度進行比較，比較后的結果通過PID控制算法，得出空氣流量控制值，空氣流量控制值再乘以燃空比，得出燃氣流量的控制值，再以空氣流量控制值與燃氣流量控制值分別控制空氣流量閥、燃氣流量閥使得空氣流量、燃氣流量達到空氣流量控制值、燃氣流量控制值，最終達到控制加熱爐爐溫的目的。由于加熱爐燃燒介質的熱值、壓力存在一定的不穩定因素，造成上述方法中的PID參數要隨時調整，這樣就給加熱爐爐溫度精度的控制帶來問題。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是:如何解決連續式燃氣加熱爐溫度控制系統中出現控制精度差的問題。
[0004]本發明所采用的技術方案是:一種連續式燃氣加熱爐的溫度控制方法，按照如下的步驟進tx:
步驟一、采用熱電偶獲得加熱爐溫度S，采用壓力傳感器獲得加熱爐爐壓FP，采用流量傳感器獲得加熱爐燃氣流量CL，采用流量傳感器獲得加熱爐空氣流量AL，采用閥位傳感器獲得加熱爐燃氣流量閥閥位CP，采用閥位傳感器獲得加熱爐空氣流量閥閥位AP，熱電偶、所有流量傳感器、所有閥位傳感器信號連接計算機；
步驟二、在計算機上，設定加熱爐溫度值SD，設定燃空比PP，設定溫度升降采樣時間DT，設定空氣流量ALSD，設定燃氣流量CLSD，設定空氣流量上限ALH，設定空氣流量下限ALL，設定燃氣流量上限CLH，設定燃氣流量下限CLL，設定溫升精度CA1，設定溫降精度CA2，設定控制周期T，設定，設定每次增加的空氣流量all，設定每次減少的空氣流量a21，設定每次增加的燃氣流量cll，設定每次減少的燃氣流量用c21，并通過計算得到溫度誤差CR=S-SD,當前的加熱爐溫度小于DT時間后加熱爐溫度值標記為溫度上升，當前的加熱爐溫度等于DT時間后加熱爐溫度值標記為溫度不變，當前的加熱爐溫度大于DT時間后加熱爐溫度值標記為溫度下降；
步驟三、當1Pa ^ FP ^ 20Pa時，進行如下調節
一、加熱爐溫度不變，且CA2〈CR〈CA1，不進行調節；
二、加熱爐溫度下降，溫度誤差低于溫升精度，即CR〈CA1，進行空氣流量調節，空氣流量上調增加的量為al I，空氣流量在原來流量上增加al I，增加的燃氣流量為al l*pp，經過一個控制周期T后，重新采集各控制點溫度信號，若溫度上升，這時就維持流量不變，否則繼續增加流量進行控制，直到達到上限幅值為止； 三、加熱爐溫度不變，溫度誤差小于溫降精度CR〈CA2，進行空氣流量調節，空氣流量上調增加的量為all，空氣流量在原來流量上增加all，增加的燃氣流量為all*pp，經過一個控制周期T后，重新采集各控制點溫度信號，若溫度上升，這時就維持流量不變，否則繼續增加流量進行控制，直到達到上限幅值為止；
四、溫度下降且CR>CA1，不對流量進行調節；
五、溫度上升，溫度誤差小于溫降精度，即CR〈CA2，不對流量進行調節；
六、溫度上升，溫度誤差大于溫降精度，即CR>CA2，減少燃氣流量，減少的量為c21=a21*PP,即燃氣的流量在原來流量上減少c21，同理減少的空氣流量為a21，經過采樣時間DT，重新再采集各控制點溫度信號，若溫度是下降，這時就維持流量不變，否則繼續按減少流量進行控制，直到下限幅值為止；
七、溫度不變，溫度誤差大于溫升精度CA1，即CR>CA1，減少燃氣流量，減少的量為c21=a21*PP,即燃氣的流量在原來流量上減少c21，同理減少的空氣流量為a21，經過采樣時間DT，重新再采集各控制點溫度信號，若溫度是下降，這時就維持流量不變，否則繼續按減少流量進行控制，直到下限幅值為止。
[0005]本發明的有益效果是:本發明可有效的解決由于燃氣熱值、壓力波動所造成的加熱爐爐溫度控制難的問題，其實施起來方便快捷、經濟實用，完全可取代傳統的PID控制方法。該方法的應用，不僅滿足加熱爐的爐溫控制，也適應用類似工業裝備。該方法應用一年多來，運行穩定，加熱爐爐溫控制精度達±5°C，實踐證明該方法非常值得在工業計算機加熱爐爐溫自動控制系統中推廣應用，其所產生經濟效益不可估量。
【具體實施方式】
[0006]在山西太鋼不銹鋼股份有限公司不銹熱軋廠2號加熱爐溫度自動控制系統中，爐溫的控制是通過增加或減少空氣流量、燃氣流量進行的，根據實際工況在系統中確定空氣流量上限幅ALH、空氣流量下限幅ALL、燃氣流量上限幅CLH、燃氣流量下限幅CLL、溫升精度CAl，溫降精度CA2、空氣流量增量all，空氣流量減量a21、燃氣流量增量cl 1、燃氣流量減量c21、溫度升降采樣時間DT，控制周期T ;
調節空氣流量、燃氣流量，當爐壓達到10~20Pa時，取這時空氣流量與燃氣流量的比，即燃空比PP。
[0007]不銹熱軋廠2號加熱爐有六個溫度控制點分別為T1、T2、T3、T4、T5、T6，先分別采樣六點溫度值，經溫度升降采樣時間DT后，再采樣各溫度控制點的溫度值，把第二次采集的溫度減去第一次采溫度，若其值大于前一次的溫度我們就認為是溫度上升，若其小于前一次的溫度我們就認為是溫度下降，若與前一次溫度值相同的認為溫度不變。
[0008]再按照反饋信號以及提取方法、控制信號以及提取方法得到其余反饋信號、控制信后，對以下七種溫度變化情況進行處理。
[0009]第一種情況:溫度不變，CA2〈CR〈CA1，不對流量進行調節。
[0010]第二種情況:溫度下降，溫度誤差小于上升溫度控制精度(溫升精度)，即CR〈CA1，這時首先進行空氣流量的調節，空氣流量上調增加的量為al，空氣流量的在原來流量上增加al，同理增加的燃氣流量為al*pp，這樣完成了一個控制過程周期T。經過采樣周期DT后，判斷溫度變化情況，若溫度是上升，這時就維持流量不變，否則繼續增加流量進行控制，直到各自的上限幅值為止。
[0011]第三種情況:溫度不變，溫度誤差小于溫降控制精度(溫降精度)即CR〈CA2按第二種情況進行處理，溫度誤差小于上升溫度控制精度(溫升精度)，即CR〈CA1，這時首先進行空氣流量的調節，空氣流量上調增加的量為al，空氣流量的在原來流量上增加al，同理增加的燃氣流量為al*pp，這樣完成了一個控制過程周期T。經過采樣周期DT后，判斷溫度變化情況，若溫度是上升，這時就維持流量不變，否則繼續增加流量進行控制，直到各自的上限幅值為止。
[0012]第四種情況:溫度下降且CR>CA1，溫度下降過程中不對流量進行調節。
[0013]第五種情況:溫度上升，溫度誤差小于下降溫度控制精度(溫降精度)，即CR〈CA2，不對流量進行調節，維持原流量輸出不變。
[0014]第六種情況:溫度上升，溫度誤差大于下降溫度控制精度(溫降精度)CA2，即CR>CA2，這時進行流量的下調節，首先減少燃氣流量，相應減少的量為c21=a21*PP，即燃氣的流量在原來流量上減少c21，同理減少的空氣流量為a21，這樣完成了一個控制周期T。經DT后判斷各控制點溫度信號，若溫度是下降，這時就維持流量不變，否則繼續按減少流量進行控制，直到各自的下限幅值為止。
[0015]第七種情況:溫度不變，溫度誤差大于上升溫度控制精度，按第六種情況處理，溫度上升，溫度誤差大于下降溫度控制精度(溫降精度)CA2，即CR>CA2，這時進行流量的下調節，首先減少燃氣流量，相應減少的量為c21=a21*PP,即燃氣的流量在原來流量上減少c21，同理減少的空氣流量為a21，這樣完成了一個控制周期T。經DT