关键词：轧钢加热炉；自动化控制；节能
1引言
近年来，我国轧钢加热炉逐渐向一等炉和特等炉迈进，向自动化控制方向发展，并取得一定的进步和成绩，但由于我国还存在着加炉设备落后、水平差的现象，导致轧钢加热炉发展艰难。因此要综合考虑加热炉内的各种影响因素，对加热炉实现全面的热工自动化控制，并且要对不同类型的加热炉进行不同的考虑，合理的设置热工自动化控制水平和技术。
2加热炉自动化控制系统的组成
随着自动化控制水平的发展和提高，加热炉的自动化控制技术也取得了很大的进步。轧钢加热炉热工自动化控制的形式多种多样，但无论是哪种形式的加热炉，其核心都是由现场控制和操作站两部分组成。为了保证加热炉在各种环境和状态下，一定要确保加热炉内的燃烧材料充分的燃烧，达到加热炉理想状态，因此，提高加热炉的热工自动化控制水平尤为重要。温度及磁烧控制系统、压力控制系统、换热器保护系统是加热器热工自动化控制的重要组成部分。
3温度及燃烧控制系统
一般情况下，轧钢加热炉各段的温度是均匀的、不变的。但是，如果轧钢加热炉出现问题或是其他问题时，为了满足生产的要求，加热炉的每一段的温度和材料都要发生改变。进入加热炉的空气和材料的比例也影响着加热炉内燃料的燃烧，若燃料过多，导致空气不足，则燃料燃烧会不充分，空气过多，产生的烟雾过多，炉内的热量会过分的丧失，热效率低。因此，应该严格控制空气与燃料之间的比例，保证加热炉内的燃料充分燃烧。所以不管加热炉中的供热量如何变化，加热炉内的空气和燃料量的比例是不变的，而自动化控制对于控制这一比例是很容易的。一般而已，一定的热值的燃料都有相应的空气量。在加热炉中，若燃料是燃油，油的热值是稳定的，不会发生变化，而如果燃料是燃气的话，则会发生变化。比如，煤气在不同类型的加热炉中，煤气的密度和热值会发生变化。一般会选用华百指数测量方法，保证空气与煤气的比例。华百指数会根据煤气热值的变化而检测空气中的过剩系数，但实际上，燃烧控制主要是为了保持空气量与煤气量之间的比例，这个比例也可以说是固定的。如果加热炉较大时，为了节约燃料，还要适当的减少钢坯在加热炉内的时间，控制好加热炉内的温度。如果加热炉内的燃料减少时，进入炉内的空气也要相应的减少，与炉内的燃料比例不能发生改变，与此同时，炉内上的最后一排烧嘴自动关闭，产量仍下降，进入炉内的空气和燃料数量又会减少，又相继的关闭倒数第二排烧嘴，以此类推。在燃料逐渐减少的过程中，应该保持烧嘴中的空气，防止烧嘴损坏。
4压力控制系统
4.1炉压控制
炉膛内的压力控制是将压力控制在微正压水平上，目的是为了使炉膛内中充满高温，减少外面的冷空气进入炉膛，影响加热炉的正常运行。
4.2助燃空气和煤气压力控制
助燃空气和煤气值一定要保持在设定的数值内。因为每一个烧嘴的工作是在适应的空气和煤气压力中，才能进行正常的工作，一个稳定的空气和煤气压力能够提高烧嘴工作效率，保证烧嘴正常工作。除此之外，当煤气压力的起伏大或是空气与煤气压力系统出现问题时，应该还设有煤气稳定压力装置和自动切断煤气供应的装置，保证加热炉的安全。
5轧钢加热炉节能措施
5.1保证产量的连续性与稳定性
首先，优化生产组织，并提高产品的稳定性。热连轧生产线产品的规格与种类多元化，相应的加热工艺也存在一定差异，加热炉的热滞后性与热惯性相对较好，每次进行加热制度调整，都需要利用一定时间进行过渡，这样一来，势必会随之产生空烧现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这就需要制定完善的生产计划，以此确保生产的连续性与稳定性，从而大大降低制度调整的频率，缩减空烧时间。其次，实时跟踪质量，保证加热效率与质量。轧钢加热炉的质量直接影响着生产，钢坯的表面温度太高，就会造成轧辊打滑。但是钢坯断面的温差过大，轧机扭矩与轧制力会明显超标，进而造成电机电流超高跳闸和卡钢。而加热质量不合格很容易造成安全事故，或者增加产品单耗。而想要保证加热质量的稳定性，必须依赖于自动控制系统，即L2系统与L1系统。
5.2适当缩减燃料供入量
根据热力学的第一定律，总投入等于总支出，也就是炉内的供入总热量等于产品的有效吸热量、烟气等所引出的物理热量和炉体散热量等热支出总和。
5.2.1适当降低有效的吸热量
产品加热需要耗费一定的有效吸热量，这主要是由产品的出炉温度所决定的。为了有效降低加热产品的有效热量，应从两方面着手，即提高热量输送与包装温度、降低平均出钢温度。其一，对于轧钢热炉而言，采取科学有效措施提高板坯热装比例与温度，是非常关键的节能措施，其中的热装率越高，那么燃耗的节省率就会随之提高，那么节能降耗的效果就会更加明显。其二，对钢坯断面的温度进行严格控制，并适当降低平均出钢温度。采取准确控制断面温度差异的方式，降低钢坯的出钢温度与加热炉温度，加热炉的热损失也会随着不断降低。
5.2.2减少炉体散热损失
炉体外表面的散热主要是由炉体的隔热性能所决定的，降低炉体散热的关键在于保证隔热层质量。就一般情况下，炉体的散热率大约占据炉体总热量的3-5%。一旦保温层的导热系数太大，或者结构厚度明显不足，那么炉顶的温度就会直接上升到180℃，而侧墙温度也会直接超出150℃，炉体散热比可达到总热量消耗的5-8%。
5.2.3降低排烟的热损失
加热炉排烟热损失量、排烟量直接受排烟温度的影响，想要降低排烟热损失，必须利用富氧燃烧技术适当减少排烟量，并合理设置带压下的长热回收段，可以促使排烟温度明显下降。其一，富氧燃烧技术。富氧燃烧技术采用氧气浓度较高的富氧空气，具有其自身的独特优势，即燃烧速度较快，火焰的温度比较高，传热的能力非常强，排烟量明显缩减等。富氧燃烧技术可以在减少废气排放的基础上，提高加热炉的燃烧温度与相应的响应速度，有助于降低加热炉的燃料消耗。另外，此技术还能够有效改善烟气黑度，以此提升系统辐射系数，提高传热速度，降低加热的时间，从而促进出钢效率的提升。加热炉加快生产，可以降低单位产量的热损失，有利于降低产品的单位消耗。其二，对加热炉结构进行优化，合理设置长热回收段。在加料端上，适当添加带压力下的长热回收段，以此保证烟气具备良好的对流换热系数，尽量延缓烟气和钢品间的换热时间，并尽可能直接向钢坯中传输热量，有效降低排烟温度。其三，炉外烟气余热的回收利用技术。然而，加热炉尾排烟的热量损失一直存在，因此有必要加强炉外烟气的热回收，并将其带回炉内使用。为了减少燃料供应，充分合理利用空气预热器吸收烟气热量，并基于空气或者气体转移到加热炉中去。
6结束语
加热炉自动化控制和节能仍是我国冶金行业中的发展难题，也是热工专业人员必须攻克的难题之一。加热炉节能的方法多种多样，在选择加热炉时，必须要选用结构合理的加热炉型，还要耐高温、保温性好的材料，并且采用使用先进科学的技术和设备，这些都能提高加热炉节能效率和热工自动化控制具有重要的意义。
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论文作者:陶谦
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：加热炉论文; 燃料论文; 温度论文; 空气论文; 自动化控制论文; 煤气论文; 热量论文; 《电力设备》2019年第4期论文;