一种车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法技术

一种车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法，属于车轮钢坯加热炉控制技术领域，该车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法，包括以下热工参数的测量与控制：燃气压力、流量的测量与控制；助燃风压力、流量、温度的测量与控制；空燃比的测量与控制；炉温的测量与控制；炉膛压力的测量与控制；烟道内换热器前烟气温度、换热器后烟气温度、空气预热温度的测量与控制；本发明专利技术的有益效果是，本发明专利技术可对钢坯加热炉重要热工参数实行准确测量和精确控制，改善钢坯加热质量，提高碾钢车轮轧制合格率和生产效率，维持或稳定加热炉设备精度、延长设备使用寿命，降低能源消耗以便获得最佳综合经济效益。综合经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法


[0001]本专利技术涉及车轮钢坯加热炉控制
，尤其涉及一种车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法。

技术介绍

[0002]火车车轮毛坯压轧成型是碾钢火车车轮制造的一个中间工序，也是一个重要工序。加热炉为车轮压轧提供热坯，钢坯加热是车轮压轧成型的前一道工序。这道工序控制得好与坏，对提升车轮压轧生产效率和产品质量、维护炉子本体设备和轧线设备(模具)的精度及延长寿命、节能降耗减排等几个方面都有重要影响。
[0003]而现有技术中在对车轮钢坯通过加热炉进行加热存在以下问题：
[0004]1)传统的车轮钢坯加热炉设备完好性较差，炉子检修维护不彻底，经常带病作业；炉子气密性较差，表现为装、出料炉门不严密，固定或活动水封刀开口较多。
[0005]2)车轮钢坯加热工艺操作要点中规定的各个温控区炉温范围较宽，加热工难以根据不同的生产节奏或状态，确定或设定比较合适的目标温度值。特别是生产节奏处于较慢状态下，轧线设备故障加热炉处于停轧保温状态下，以及轧线设备故障处理完毕后开轧启动阶段即恢复生产的初期阶段，各温控区目标温度值的确定或设定，没有相对规范的标准。表现为要么钢坯加热不足，钢温偏低或不均匀；要么钢坯加热过度，钢温偏高或烧损严重。
[0006]3)热工参数测量系统不完善，特别是炉膛压力测量与调节，无法根据生产节奏的变化，精确调节和控制炉膛压力。甚至有些加热炉没有安装炉膛压力测量装置。或安装了炉膛压力测量装置，但安装位置不合适即取压点位置选取不正确。或选取了合适的取压点位置，但测量值失准。或显示了测量值，但找不准相对应的基准值或零压面。有的加热炉炉子气密性不良，炉子抽力严重不足，一直存在大正压操作，炉子本体设备损害严重，造成维修或维护成本成倍增加，同时造成现场作业环境恶劣。
[0007]热工参数测量系统不完善，还表现在炉内气氛性质即空燃比控制不当。特别是人工比例调节的加热炉，常把空气配置的严重过剩。不能根据生产节奏的变化以及钢坯所在的温度环境(高温区和低温区)的不同，及时正确地调整或控制空燃比。对炉内气氛性质即空燃比与钢坯表面的氧化脱碳、乃至过热过烧的关联关系研究分析不足；对炉内气氛性质与钢坯表面生成的氧化铁皮厚度、形态及出炉后的除鳞(氧化铁皮的脱落)难以程度等关联关系的研究分析不足。
[0008]4)对烟道中三个重要温度——换热器前烟气温度、换热器后烟气温度、空气预热温度的控制水平和控制范围重视不够。认识不清这三个重要温度特别是换热器后烟气温度对烟道抽力、炉况顺行和节能降耗的关联关系。
[0009]5)炉子操作调节控制自动化程度低。人工凭经验调节与操作，热工参数运行不稳定、波动大，随机性、随意性较强，而且加热工劳动强度大。
[0010]对一些关键炉子技术指标如炉子的生产效率、炉子热效率、炉子的单耗等统计分析不足。难以跟踪追溯，出现问题查找和分析原因困难，制定不出相应的纠正预防措施。

技术实现思路

[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法，可对钢坯加热炉重要热工参数实行准确测量和精确控制，改善钢坯加热质量，提高碾钢车轮轧制合格率和生产效率，维持或稳定加热炉设备精度、延长设备使用寿命，降低能源消耗以便获得最佳综合经济效益。
[0012]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法，包括以下热工参数的测量与控制：
[0013]1)燃气压力、流量的测量与控制；
[0014]2)助燃风压力、流量、温度的测量与控制；
[0015]3)空燃比的测量与控制；
[0016]4)炉温的测量与控制；
[0017]5)炉膛压力的测量与控制；
[0018]6)烟道内换热器前烟气温度、换热器后烟气温度、空气预热温度的测量与控制。
[0019]在所述第1)步中，外界混合煤气介质压力为10.0
‑
12.0kPa，加热炉总管调压阀后压力为6.0
‑
9.0kPa，混合煤气总管流量为0
‑
6800m3/h。所述混合煤气总管通过四个煤气支管分别与加热炉的预热段、加热一段、加热二段和均热段内的燃烧器相连，所述混合煤气总管和四个煤气支管上均设置有用于测量煤气流量的煤气流量孔板；四个煤气支管的混合煤气流量分别为：0
‑
800m3/h、 0
‑
2500m3/h、0
‑
2000m3/h和0
‑
1500m3/h；混合煤气总管与四个煤气支管的混合煤气流速均为8
‑
12m/s；各煤气支管烧嘴前混合煤气介质压力为3.0
‑
5.0kPa。
[0020]在所述第2)步中，助燃风总管通过四个助燃风支管分别与加热炉的预热段、加热一段、加热二段和均热段的燃烧器相连，所述助燃风总管与空气换热器、助燃风机相连；所述助燃风总管和四个助燃风支管上均设置有用于测量助燃风流量的助燃风流量孔板；所述助燃风机总风量为21793m3/h，全压为11847Pa，电机功率为132kw，额定转速为1450rpm；助燃风机实现变频控制，助燃风机频率在0
‑
50Hz；生产期间助燃风机频率运行区间为30
‑
40Hz；助燃风总管风压目标值设定区间为4.5
‑
6.5kPa，助燃风流量运行区间为6000
‑
18000m3/h；四个助燃风支管的助燃风流量分别为：700
‑
2500m3/h、2300
‑
7000m3/h、1700
‑
5500m3/h、 1300
‑
3000m3/h；助燃风总管及四个助燃风支管的助燃风流速均在8
‑
12m/s；各助燃风支管烧嘴前助燃风介质压力为2.0
‑
4.0kPa。所述空气换热器的最大烟气量为24800m3/h，空气换热器前烟气温度≤850℃，最大助燃风量为18000m3/h，热风温度≤500℃，空气侧阻力<2500Pa；烟气侧阻力<200Pa；冷风压力设定为 5.0
‑
6.0kPa，助燃风机实现助燃风总管风压自动调节，波动值小于
±
0.1kPa。
[0021]在所述第3)步中，
[0022]车轮钢坯加热炉燃烧系统采用分支段比例燃烧控温模式，其空燃比调节控制方法如下：(a)预热段：混合煤气流量为0
‑
800m3/h，对应的助燃风流量为 700
‑
2500m3/h，其中700m3/h为安全风量；其中，当混合煤气流量为0
‑
300m3/h 时，助燃风流量为700
±
50m3/h且为安全风量；当混合煤气流量为300
‑
800m3/h 时，空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法，其特征在于，包括以下热工参数的测量与控制：1)燃气压力、流量的测量与控制；2)助燃风压力、流量、温度的测量与控制；3)空燃比的测量与控制；4)炉温的测量与控制；5)炉膛压力的测量与控制；6)烟道内换热器前烟气温度、换热器后烟气温度、空气预热温度的测量与控制。2.根据权利要求1所述的车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法，其特征在于：在所述第1)步中，外界混合煤气介质压力为10.0
‑
12.0kPa，加热炉总管调压阀后压力为6.0
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9.0kPa，混合煤气总管流量为0
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6800m3/h。3.根据权利要求2所述的车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法，其特征在于：所述混合煤气总管通过四个煤气支管分别与加热炉的预热段、加热一段、加热二段和均热段内的燃烧器相连，所述混合煤气总管和四个煤气支管上均设置有用于测量煤气流量的煤气流量孔板；四个煤气支管的混合煤气流量分别为：0
‑
800m3/h、0
‑
2500m3/h、0
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2000m3/h和0
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1500m3/h；混合煤气总管与四个煤气支管的混合煤气流速均为8
‑
12m/s；各煤气支管烧嘴前混合煤气介质压力为3.0
‑
5.0kPa。4.根据权利要求1所述的车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法，其特征在于：在所述第2)步中，助燃风总管通过四个助燃风支管分别与加热炉的预热段、加热一段、加热二段和均热段的燃烧器相连，所述助燃风总管与空气换热器、助燃风机相连；所述助燃风总管和四个助燃风支管上均设置有用于测量助燃风流量的助燃风流量孔板；所述助燃风机总风量为21793m3/h，全压为11847Pa，电机功率为132kw，额定转速为1450rpm；助燃风机实现变频控制，助燃风机频率在0
‑
50Hz；生产期间助燃风机频率运行区间为30
‑
40Hz；助燃风总管风压目标值设定区间为4.5
‑
6.5kPa，助燃风流量运行区间为6000
‑
18000m3/h；四个助燃风支管的助燃风流量分别为：700
‑
2500m3/h、2300
‑
7000m3/h、1700
‑
5500m3/h、1300
‑
3000m3/h；助燃风总管及四个助燃风支管的助燃风流速均在8
‑
12m/s；各助燃风支管烧嘴前助燃风介质压力为2.0
‑
4.0kPa。5.根据权利要求4所述的车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法，其特征在于：所述空气换热器的最大烟气量为24800m3/h，空气换热器前烟气温度≤850℃，最大助燃风量为18000m3/h，热风温度≤500℃，空气侧阻力<2500Pa；烟气侧阻力<200Pa；冷风压力设定为5.0
‑
6.0kPa，助燃风机实现助燃风总管风压自动调节，波动值小于
±
0.1kPa。6.根据权利要求1所述的车轮钢坯环形加热炉热工参数测量与控制方法，其特征在于：在所述第3)步中，车轮钢坯加热炉燃烧系统采用分支段比例燃烧控温模式，其空燃比调节控制方法如下：(a)预热段：混合煤气流量为0
‑
800m3/h，对应的助燃风流量为700
‑
2500m3/h，其中
700m3/h为安全风量；其中，当混合煤气流量为0
‑
300m3/h时，助燃风流量为700
±
50m3/h且为安全风量；当混合煤气流量为300
‑
800m3/h时，空燃比按2.3
‑
3.0配置，即助燃风流量为700
‑
2500m3/h...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋宗好，陈刚，孙镇镇，邓荣杰，
申请(专利权)人：宝武集团马钢轨交材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：