燒結機點火爐自動控制系統的設計

王璐

摘要：燒結機點火爐自動控制系統是將計算機作為核心，以網絡作為媒介來進行信息之間的傳遞和輸送。本文主要詳細闡述了點火爐的特征，介紹了點火爐自動控制系統設計的意義所在以及自動控制系統的具體設計。

關鍵詞：燒結機；點火爐；自動控制系統

燒結機內部的點火爐主要功能在于燃燒燒結混合料，其工作原理是利用煤氣，以空氣作為助燃材料，通過煤氣燃燒產生高溫的熱量，通過高溫來點燃燒結混合料。點火爐的功效直接影響燒結混合料的燃燒情況，對于燒結礦的生產和制造，燒結混合料的燃燒也是其影響因素之一。較為穩定的燃燒燒結混合料是需要依靠點火爐的精準燃燒力度作為支撐，因此，點火爐采用自動控制系統來控制溫度有利于燒結混合料的穩定燃燒。

1點火爐的特征

燒結混合料的燃燒依靠點火爐所傳遞的熱度，區別于其他的導熱設備和儀器，燒結機的點火爐在熱容量方面具有較為明顯的優勢。相反，其傳熱所需時間和滯后的時間和其他的導熱儀器或裝備基本沒有區別。燒結機混合料燃燒所需熱量需要保持在一個穩定的狀態，因此，點火爐需要控制好其所產生的火焰溫度和熱量。另外，點火爐的溫度是可以變化的，點火的熱量來源主要依賴煤氣燃燒產生的熱量和溫度，因此點火爐使用的煤氣越多，溫度越高，通過調節點火爐同時期的煤氣量，可以調節燒結混合料所接收的溫度和熱量。煤氣量并不是影響燒結混合量所接收溫度和熱量的唯一因素，其還受到其他因素的制約和影響，混合料本身的材質、濕度、成分不同，一定程度上影響后期燃燒的狀態，燒結機的運行速度的差異、點火爐內外部（爐膛、煤氣嘴）的差異、煤氣的些許差別（溫度、濕度以及煤氣量）等這些因素客觀上都對燒結混合料所接收的熱量產生一定的影響，而且這些因素的調節具有可控和不可控的區別。

以九江238㎡燒結機點火爐為例，為了保證燒結混合料的穩定燃燒狀態，點火爐自身的效率需要有所提升。九江238㎡燒結機點火爐的溫度范圍在900到1300之間?；邳c火爐的重要性，點火爐需要保證其功能的正常發揮，即定時充分提供穩定的溫度和熱量，始終保證最優化的燃燒狀況。九江238㎡燒結機點火爐因為爐灶的爐況原因，導致其使用的煤氣量不能穩定在一個數值，嚴重影響點火爐火焰的溫度和熱量，最終造成燒結混合料燃燒狀態不穩定，不能滿足燒結礦的需求。

從上述點火爐的特性可以看出，燒結機點火爐必須設置自動控制系統，而自動控制系統的設計需要保證點火爐燃燒控制、燒結終點控制以及物料返礦平衡控制三個分控制系統的穩定。上述三難點的穩定控制有利于保證點火爐溫度的穩定，以及燒結混合料燃燒狀態的穩定。

2燒結機點火爐自動控制系統的調節方案

燒結混合料燃燒的熱量來源于點火爐提供的熱量，點火爐又是依靠煤氣燃燒產生熱量，煤氣產生的熱量通過調節的方式，可以有效的影響燒結混合料燃燒的熱量變化。因此，燒結機點火爐自動控制系統需要測量煤氣產生的熱量。目前，對于煤氣產生的熱量測量方式有兩種，一是采用熱值儀測量，二是將點火爐內部壁膛的溫度作為測量參考數據。根據具體的測量數據調查顯示，第二種方式測量下的煤氣產生熱量的數據值具有滯后性，不能直接作為被調參數。因此，燒結混合料需要的熱量數值需要以熱值儀測量的數值作為被調參數。燒結機點火爐自動控制系統設置主從兩條回路線，分別控制煤氣和助燃空氣的流量，確保二者數值的穩定。

3燒結機點火爐自動控制系統的設計研究

點火爐是燒結機內部構造的重要組成部分，具有非常重要的作用。因此，針對燒結機點火爐工作原理進行多次的詳細研究，根據多次研究得出的數據和結論創建了最為精準的點火爐燃燒過程數學模型，最大化的降低了外部因素對于點火爐溫度的影響，確保點火爐的最佳燃燒狀況。以九江238㎡燒結機點火爐作為研究對象，可以發現其輸入量基本上采用的是非易損量，這類自動控制系統的點火爐區別于其他的點火爐，在穩定和可靠程度方面要更高，并且，燃燒的狀態和精準度優勢較為明顯。

燒結機火爐自動控制系統的工作全過程包括五個階段，分別是點火爐燃燒初期、過渡期、控制燃燒期、穩定期以及特別期。第一階段，通過啟動的指令來自動實現點火爐的開啟，此階段的燃燒先后順序為空氣先行，煤氣后行。第二階段——過渡期，是在第一階段的指令完成之后，此階段的助燃空氣、煤氣二者的閥門開啟狀態屬于初始階段，過渡期二者的閥門是自動調節至相應狀態，此階段內的助燃空氣和煤氣之間的比例始終保持在一個穩定的數值。不同階段的點火爐溫度不同，燒結混合料所需溫度和熱度始終保持在穩定的狀態，因此不同階段所需要的煤氣量和助燃空氣量也各有區別，當過渡期階段的助燃空氣量、煤氣量達到預估的數值時，點火爐自動進入第三階段，即控制燃燒期。當點火爐處于第三階段時，自動控制系統發揮其自動控制的作用，始終控制助燃空氣和煤氣的比例保持在穩定數值，使點火爐的燃燒狀態保持最優，控制燃燒期是點火爐自動控制系統主要控制的階段。

點火爐自動控制系統工作原理是點火爐不論處于何種狀態下，助燃空氣和煤氣的流量以及比例是處于自動調節，并且最終達到最優狀態的情況。對比多種燒結機點火爐自動控制系統的具體實踐應用調查研究，可以發現點火爐自動控制系統需要始終保持三個特性，即創新性、領先性以及實用性，其中實用性最為重要，自動控制系統投入使用之后，需要保證系統控制的穩定性和安全性，對于內部各個結構的溫度調節、時間調節、參數調節以及壓力調節等務必要保證其可靠性，除此之外，自動控制系統的設計需要保證效果最優化，在其投入使用之后，可以通過多次的實踐分析數據，來驗證自動控制系統是否有效，是否能夠提高點火爐的效率。

4結束語

目前，國內外燒結機點火爐自動控制系統的應用較為廣泛，根據不同的自動控制系統實踐調查研究顯示，燒結機點火爐自動控制系統始終自動控制助燃空氣和煤氣的比例，確定二者的參數值，使點火爐溫度數值穩定，保證燒結混合料燃燒狀態的穩定性，另外，點火爐的自動控制系統主要控制的范圍在控制燃燒期階段，此階段內的自動控制系統發揮其作用，確保燃燒狀態最佳化?？偠灾?，燒結機點火爐自動控制系統的設置，能夠有效的提高點火爐煤氣的利用率，為燒結混合料燃燒提供較為穩定的熱量，有利于形成較為優質的燒結礦成品，因此，燒結機點火爐自動控制系統的設計必須根據點火爐的特性，充分考慮影響燒結混合料燃燒狀態穩定性的各個因素的情況下，再來確定具體的設計方案和參數。

參考文獻：

[1]張述明，馬志剛.高效節能技術在燒結機點火爐中的應用實踐[J].冶金能源，2015，（02）：35-37+47.

[2]張斌.應用智能控制技術 實現燒結機點火爐的自動燃燒控制[J].礦業工程，2012，（01）：58-60.

[3]蘇煜. 燒結機點火爐自動控制系統的設計[A].中國自動化學會應用專業委員會、中國金屬學會冶金自動化分會、河北省自動化學會.全國冶金自動化信息網年會論文集[C].中國自動化學會應用專業委員會、中國金屬學會冶金自動化分會、河北省自動化學會：，2004：2.

[4]白樺.燒結機點火爐設計淺談[J]. 工程設計與研究，2003，（02）：17-19.

[5]張述明.承鋼燒結機點火爐改燒焦爐煤氣節能技術研究[A].中國金屬學會能源與熱工分會.第七屆全國能源與熱工學術年會論文集[C].中國金屬學會能源與熱工分會：，2013：4.