本發(fā)明涉及煉鋼技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煉鋼的冶煉及連鑄生產(chǎn)需要大量的大包及中包周轉(zhuǎn)。下線的大包及中包一般需要通過烤包器烘烤到800℃-1000℃左右投入使用。

由于熱電偶溫度檢測方式的缺陷、包蓋環(huán)境惡劣和介質(zhì)臟污，造成目前鋼包烘烤器熱電偶、調(diào)節(jié)閥等儀表設(shè)備損壞嚴重，當前很多鋼廠鋼包烘烤基本都是開放式烘烤，主要存在以下問題：

(1)、熱電偶測量方式，溫度檢測不準，熱電偶易損壞，維護量大、更換不方便。常規(guī)紅外測溫方式，易受到火焰和熱氣體的干擾，檢測溫度與包體溫度相差甚遠，溫度無法準確測量，鋼包溫度存在超溫或欠溫狀況；

(2)、烘烤煤氣壓力、熱值波動時，無法及時調(diào)整煤氣流量，浪費大量的煤氣；

(3)、存在超時烘烤現(xiàn)象；存在烘烤時間不足，鋼包溫度較低，影響煉鋼質(zhì)量和鋼包壽命的現(xiàn)象；

(4)、混合煤氣易結(jié)垢，直通單座或雙座調(diào)節(jié)閥易造成調(diào)節(jié)閥卡死，無法動作，標準煤氣孔板宜堵塞；

(5)、溫度控制采用雙交叉限幅方式參數(shù)整定困難，不易實現(xiàn)；

(6)、開放式烤包，不僅會造成能源的浪費，而且縮短耐火材料的使用壽命。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種溫度控制裝置及溫度控制方法，簡單方便，實現(xiàn)溫度準確測量并精確控制，節(jié)約能源，保證產(chǎn)品質(zhì)量，延長烤包器的使用壽命，節(jié)約成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：應(yīng)用于連接有助燃風(fēng)管道、混合煤氣管道的煉鋼烤包器，所述煉鋼烤包器包括鋼包和包蓋，其特征在于:包括助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊、溫度調(diào)節(jié)模塊；

所述助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊通過煤氣流量計連接混合煤氣管道，用于獲取混合煤氣管道中的煤氣流量；

所述助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊通過煤氣熱值儀連接混合煤氣管道，用于獲取煤氣的熱值；

所述助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊通過助燃風(fēng)流量計連接所述助燃風(fēng)管道，用于獲取助燃風(fēng)管道中助燃風(fēng)的流量；

所述助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊通過助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥連接所述助燃風(fēng)管道，用于根據(jù)獲取的煤氣流量、煤氣的熱值、助燃風(fēng)的流量獲得電信號后，根據(jù)所述電信號控制所述助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥調(diào)節(jié)助燃風(fēng)管道的助燃風(fēng)流量；

所述溫度調(diào)節(jié)模塊通過紅外測溫儀獲取包蓋的溫度；

所述溫度調(diào)節(jié)模塊通過所述煤氣調(diào)節(jié)蝶閥連接所述混合煤氣管道，用于根據(jù)獲取的包蓋的溫度以及預(yù)設(shè)的溫度獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制所述煤氣調(diào)節(jié)煤閥調(diào)節(jié)混合煤氣管道中煤氣的流量。

作為優(yōu)選，助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊包括：

空燃比獲取單元、乘法器、助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元、助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元；

所述空燃比獲取單元輸入端通過煤氣熱值儀連接混合煤氣管道，用于獲取煤氣熱值，并根據(jù)獲取的煤氣熱值計算空燃比，所述空燃比獲取單元的輸出端連接乘法器的輸入端，用于將計算的空燃比輸出給乘法器；

所述乘法器的一個輸入端通過煤氣流量計連接混合煤氣管道，用于獲取煤氣管道的煤氣流量，并且根據(jù)獲取的煤氣流量和空燃比計算獲取助燃風(fēng)流量設(shè)定值，所述乘法器的輸出端連接助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元的輸入端，用于將獲得的助燃風(fēng)流量設(shè)定值輸出給助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元；

所述助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元的輸出端連接助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元，用于將助燃風(fēng)流量設(shè)定值輸出給助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元；

所述助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元的一個輸入端連接助燃風(fēng)流量計，用于獲取助燃風(fēng)流量，所述助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元的輸出端連接助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥，用于根據(jù)獲取的助燃風(fēng)流量和助燃風(fēng)流量設(shè)定值計算獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥調(diào)節(jié)助燃風(fēng)流量。

作為優(yōu)選，溫度調(diào)節(jié)模塊包括：

溫度設(shè)定曲線生成單元，溫度自動控制單元；

所述溫度設(shè)定曲線生成單元輸出端連接溫度自動控制單元的一個輸入端，用于將產(chǎn)生的烤包器烘烤溫度設(shè)定值輸出給給溫度自動控制單元，作為溫度自動控制單元的預(yù)設(shè)的目標值進行溫度調(diào)節(jié)；

所述溫度自動控制單元的一個輸入端連接紅外測溫儀，用于獲取包蓋的溫度，作為溫度自動控制單元的測量值；所述溫度自動控制單元的輸出端連接煤氣調(diào)節(jié)蝶閥，根據(jù)獲取的溫度自動控制單元獲得的目標值和測量值輸出的電信號控制煤氣調(diào)節(jié)蝶閥調(diào)節(jié)煤氣流量。

作為優(yōu)選，煤氣流量計為環(huán)形孔板煤氣流量計；所述紅外測溫儀為特定波長紅外測溫儀。

一種溫度控制方法，應(yīng)用于連接有助燃風(fēng)管道、混合煤氣管道的煉鋼烤包器，所述煉鋼烤包器包括鋼包和包蓋，其特征在于，包括：

通過助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊獲取的煤氣流量、煤氣的熱值、助燃風(fēng)的流量，并根據(jù)獲取的煤氣流量、煤氣的熱值、助燃風(fēng)的流量獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制助燃風(fēng)調(diào)節(jié)碟閥調(diào)節(jié)助燃風(fēng)管道的助燃風(fēng)流量；

通過溫度調(diào)節(jié)模塊獲取包蓋的溫度以及預(yù)設(shè)的目標值溫度，通過獲取的包蓋的溫度以及預(yù)設(shè)的目標值獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制所述煤氣調(diào)節(jié)蝶閥調(diào)節(jié)混合煤氣管道中煤氣的流量。

作為優(yōu)選，通過助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊獲取的煤氣流量、煤氣的熱值、助燃風(fēng)的流量，并根據(jù)獲取的煤氣流量、煤氣的熱值、助燃風(fēng)的流量獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制助燃風(fēng)調(diào)節(jié)碟閥調(diào)節(jié)助燃風(fēng)管道的助燃風(fēng)流量包括：

通過空燃比獲取單元獲取煤氣熱值儀顯示的混合煤氣熱值，并根據(jù)所述混合煤氣熱值計算實際空燃比；

通過乘法器獲取空燃比獲取單元計算的實際空燃比和煤氣流量計獲得的煤氣流量值，并對所述實際空燃比和煤氣流量值乘積獲得助燃風(fēng)流量設(shè)定值；

通過助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元獲取乘法器計算獲得的助燃風(fēng)流量設(shè)定值作為助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元的目標值；

通過助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元獲取助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)的目標值以及助燃風(fēng)流量計獲得的助燃風(fēng)流量，并根據(jù)獲取的助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元的目標值以及助燃風(fēng)流量計算獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥調(diào)節(jié)助燃風(fēng)流量。

作為優(yōu)選，通過溫度調(diào)節(jié)模塊獲取包蓋的溫度以及預(yù)設(shè)的目標值溫度，通過獲取的包蓋的溫度以及預(yù)設(shè)的目標值獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制所述煤氣調(diào)節(jié)蝶閥調(diào)節(jié)混合煤氣管道中煤氣的流量包括：

通過溫度設(shè)定曲線生成單元產(chǎn)生預(yù)設(shè)的烤包器烘烤溫度曲線，作為溫度自動控制單元的目標值；

通過溫度自動控制單元獲取的溫度自動控制單元的目標值和包蓋的溫度，并根據(jù)獲取溫度自動控制單元的目標值和包蓋的溫度生成電信號，根據(jù)所述電信號控制煤氣調(diào)節(jié)蝶閥調(diào)節(jié)煤氣流量，控制溫度。

作為優(yōu)選，通過空燃比獲取單元獲取煤氣熱值儀顯示的混合煤氣熱值，并根據(jù)所述混合煤氣熱值計算實際空燃比具體為：

根據(jù)煤氣熱值儀顯示的混合煤氣熱值q，計算實際空燃比；高爐煤氣熱值3333kj/m³、800kcal/m³,焦爐煤氣熱值16720kj/m³、4000kcal/m³，混合后，熱值變化418kj/m³、100kcal/m³時，理論空燃比變化0.10814，實驗得出烤包器混合煤氣的理論空燃比β0的近似公式為：

β0＝0.0010814*(q-800)+0.6

烤包器的空氣過剩系數(shù)為1.03，所以實際空燃比βn的近似公式為：

βn＝[0.0010814*(q-800)+0.6]*1.03

式中：β0---理論空燃比；βn---實際空燃比；q---混合煤氣熱值，kcal/m³。

作為優(yōu)選，通過乘法器獲取空燃比獲取單元計算的實際空燃比和煤氣流量計獲得的煤氣流量值，并對所述實際空燃比和煤氣流量值乘積獲得助燃風(fēng)流量設(shè)定值具體為：

計算公式為：fad＝fg*βn

式中：fad---助燃風(fēng)流量設(shè)定值，m³/h；fg---煤氣流量測量值，m³/h；βn---實際空燃比。

作為優(yōu)選，通過溫度自動控制單元獲取的溫度自動控制單元的目標值和包蓋的溫度，并根據(jù)獲取溫度自動控制單元的目標值和包蓋的溫度生成電信號，根據(jù)所述電信號控制煤氣調(diào)節(jié)蝶閥調(diào)節(jié)煤氣流量，控制溫度為：

溫度自動控制單元對烤包器烘烤溫度按設(shè)定值溫度曲線進行控制，烤包器烘烤預(yù)先設(shè)定溫度曲線作為溫度自動控制單元的目標值；紅外測溫儀測得的包蓋溫度，作為溫度自動控制單元的測量值；目標值與測量值的差值經(jīng)pid控制算法運算，并生成電信號，溫度自動控制單元輸出電信號控制煤氣調(diào)節(jié)蝶閥，使實際的烤包器溫度控制在溫度設(shè)定曲線生成單元所生成的烤包器溫度設(shè)定值上。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明簡單方便，實現(xiàn)溫度準確測量并精確控制，節(jié)約能源，保證產(chǎn)品質(zhì)量，延長烤包器的使用壽命，節(jié)約成本；通過改變傳統(tǒng)的溫度雙交叉限幅溫度控制方式，改為溫度設(shè)定曲線控制方式，參數(shù)整定簡單，容易實現(xiàn)；改變熱電偶溫度測量方式，改為選用特定波長紅外測溫儀方式測量烤包器溫度；改變標準孔板測量混合煤氣流量，改為環(huán)形孔板測量混合煤氣流量；改變直通單座或雙座調(diào)節(jié)閥，改為氣動或電動蝶閥的方式對混合煤氣和助燃風(fēng)流量進行調(diào)節(jié)，提高了檢測儀表的使用壽命和獲取測量參數(shù)的準確性。同時發(fā)明一種烤包器空燃比和混合煤氣熱值的關(guān)系，使實際空燃比βn隨熱值實時改變，該系統(tǒng)和方法簡單實用易于實現(xiàn)，使烤包器溫度控制處于全自動控制狀態(tài)，真正實現(xiàn)煉鋼烤包器溫度控制。實際應(yīng)用表明：本發(fā)明，節(jié)約混合煤氣40-50％；提高鋼包烘烤溫度100-200℃；提高了鋼包的使用壽命，保證烤包器節(jié)能、高效、安全、穩(wěn)定運行。

助燃風(fēng)流量設(shè)定值與煤氣流量存在按煤氣熱值變化的實際空燃比的關(guān)系，這樣，助燃風(fēng)流量就跟隨煤氣流量的變化，按根據(jù)混合煤氣熱值變化的實際空燃比進行控制，所以保證了烤包器燃燒控制的最優(yōu)化，做到了混合煤氣的完全燃燒，實現(xiàn)了煉鋼烤包器的最優(yōu)化控制，達到了節(jié)能、提高烘烤質(zhì)量的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明煉鋼烤包器溫度設(shè)定值的一個實施例的曲線圖；

圖3是實施例1的溫度設(shè)定值曲線。

圖中：1、煤氣流量計；2、煤氣熱值儀；3、助燃風(fēng)流量計；4、助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥；5、煤氣調(diào)節(jié)蝶閥；6、紅外測溫儀；7、空燃比獲取單元；8、乘法器；9、助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元；10、助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元；11、溫度設(shè)定曲線生成單元；12、溫度自動控制單元；13、助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊；14、溫度調(diào)節(jié)模塊。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖1所示，為本發(fā)明一種溫度控制裝置及溫度控制方法的一個實施例，

應(yīng)用于連接有助燃風(fēng)管道、混合煤氣管道的煉鋼烤包器，所述煉鋼烤包器包括鋼包和包蓋，其特征在于:包括助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊13、溫度調(diào)節(jié)模塊14；

所述助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊13通過煤氣流量計1連接混合煤氣管道，用于獲取混合煤氣管道中的煤氣流量；

所述助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊13通過煤氣熱值儀2連接混合煤氣管道，用于獲取煤氣的熱值；

所述助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊13通過助燃風(fēng)流量計3連接所述助燃風(fēng)管道，用于獲取助燃風(fēng)管道中助燃風(fēng)的流量；

所述助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊13通過助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥4連接所述助燃風(fēng)管道，用于根據(jù)獲取的煤氣流量、煤氣的熱值、助燃風(fēng)的流量獲得電信號后，根據(jù)所述電信號控制所述助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥4調(diào)節(jié)助燃風(fēng)管道的助燃風(fēng)流量；

所述溫度調(diào)節(jié)模塊14通過紅外測溫儀6獲取包蓋的溫度；

所述溫度調(diào)節(jié)模塊14通過所述煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5連接所述混合煤氣管道，用于根據(jù)獲取的包蓋的溫度以及預(yù)設(shè)的溫度獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制所述煤氣調(diào)節(jié)煤閥調(diào)節(jié)混合煤氣管道中煤氣的流量。

助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊13、溫度調(diào)節(jié)模塊14都是在plc控制系統(tǒng)中完成的。

作為優(yōu)選，煤氣流量計1為環(huán)形孔板煤氣流量計；所述紅外測溫儀6為特定波長紅外測溫儀。

環(huán)形孔板煤氣流量計為環(huán)形孔板配差壓變送器，孔板型號為lgh，差壓變送器為eja110a；煤氣熱值儀2為德國smart2006系列熱值儀；標準孔板助燃風(fēng)流量計3為標準節(jié)流裝置配差壓變送器，孔板型號為lgb，差壓變送器為eja110a；助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥4為zkjw-0.6s型電動調(diào)節(jié)蝶閥(dn200)；煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5為zkjw-0.6s型電動調(diào)節(jié)蝶閥(dn150)；特定波長紅外測溫儀6為美國威廉姆遜proswf-16-30-c-fe型；plc控制系統(tǒng)為西門子s7-300plc系統(tǒng)。

本發(fā)明簡單方便，實現(xiàn)溫度準確測量并精確控制，節(jié)約能源，保證產(chǎn)品質(zhì)量，延長烤包器的使用壽命，節(jié)約成本；改變熱電偶溫度測量方式，改為選用特定波長紅外測溫儀6方式測量烤包器溫度，通過設(shè)定特定的波長，能克服火焰和熱氣體干擾，直接準確測量鋼包內(nèi)壁耐火材料溫度；而且，該測溫儀安裝簡單，采用了探頭與測溫儀分體的設(shè)計，不易損壞，更換使用方便，檢測溫度準確，鋼包溫度控制良好；改變標準孔板測量混合煤氣流量，改為環(huán)形孔板測量混合煤氣流量，環(huán)形孔板煤氣流量計不易堵塞，使用更方便，測量更準確；改變直通單座或雙座調(diào)節(jié)閥，改為氣動或電動蝶閥的方式對混合煤氣和助燃風(fēng)流量進行調(diào)節(jié)，提高了檢測儀表的使用壽命和獲取測量參數(shù)的準確性。該系統(tǒng)簡單實用易于實現(xiàn)，使烤包器溫度控制處于全自動控制狀態(tài)，真正實現(xiàn)煉鋼烤包器溫度控制。實際應(yīng)用表明：本發(fā)明，節(jié)約混合煤氣40-50％；提高鋼包烘烤溫度100-200℃；提高了鋼包的使用壽命，保證烤包器節(jié)能、高效、安全、穩(wěn)定運行。

作為優(yōu)選，助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊13包括：

空燃比獲取單元7、乘法器8、助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元9、助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10；

所述空燃比獲取單元7輸入端通過煤氣熱值儀2連接混合煤氣管道，用于獲取煤氣熱值，并根據(jù)獲取的煤氣熱值計算空燃比，所述空燃比獲取單元7的輸出端連接乘法器8的輸入端，用于將計算的空燃比輸出給乘法器8；

所述乘法器8的一個輸入端通過煤氣流量計1連接混合煤氣管道，用于獲取煤氣管道的煤氣流量，并且根據(jù)獲取的煤氣流量和空燃比計算獲取助燃風(fēng)流量設(shè)定值，所述乘法器8的輸出端連接助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元9的輸入端，用于將獲得的助燃風(fēng)流量設(shè)定值輸出給助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元9；

所述助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元9的輸出端連接助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10，用于將助燃風(fēng)流量設(shè)定值輸出給助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10；

所述助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10的一個輸入端連接助燃風(fēng)流量計3，用于獲取助燃風(fēng)流量，所述助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10的輸出端連接助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥4，用于根據(jù)獲取的助燃風(fēng)流量和助燃風(fēng)流量設(shè)定值計算獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥4調(diào)節(jié)助燃風(fēng)流量。

作為優(yōu)選，溫度調(diào)節(jié)模塊14包括：

溫度設(shè)定曲線生成單元11，溫度自動控制單元12；

所述溫度設(shè)定曲線生成單元11輸出端連接溫度自動控制單元12的一個輸入端，用于將產(chǎn)生的烤包器烘烤溫度設(shè)定值輸出給給溫度自動控制單元12，作為溫度自動控制單元12的預(yù)設(shè)的目標值進行溫度調(diào)節(jié)；

所述溫度自動控制單元12的一個輸入端連接紅外測溫儀6，用于獲取包蓋的溫度，作為溫度自動控制單元12的測量值；所述溫度自動控制單元12的輸出端連接煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5，根據(jù)獲取的溫度自動控制單元12獲得的目標值和測量值輸出的電信號控制煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5調(diào)節(jié)煤氣流量。

一種溫度控制方法，應(yīng)用于連接有助燃風(fēng)管道、混合煤氣管道的煉鋼烤包器，所述煉鋼烤包器包括鋼包和包蓋，其特征在于，包括：

通過助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊13獲取的煤氣流量、煤氣的熱值、助燃風(fēng)的流量，并根據(jù)獲取的煤氣流量、煤氣的熱值、助燃風(fēng)的流量獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制助燃風(fēng)調(diào)節(jié)碟閥調(diào)節(jié)助燃風(fēng)管道的助燃風(fēng)流量；

通過溫度調(diào)節(jié)模塊14獲取包蓋的溫度以及預(yù)設(shè)的目標值溫度，通過獲取的包蓋的溫度以及預(yù)設(shè)的目標值獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制所述煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5調(diào)節(jié)混合煤氣管道中煤氣的流量。

作為優(yōu)選，通過助燃風(fēng)流量調(diào)節(jié)模塊13獲取的煤氣流量、煤氣的熱值、助燃風(fēng)的流量，并根據(jù)獲取的煤氣流量、煤氣的熱值、助燃風(fēng)的流量獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制助燃風(fēng)調(diào)節(jié)碟閥調(diào)節(jié)助燃風(fēng)管道的助燃風(fēng)流量包括：

通過空燃比獲取單元7獲取煤氣熱值儀2顯示的混合煤氣熱值，并根據(jù)所述混合煤氣熱值計算實際空燃比；

通過乘法器8獲取空燃比獲取單元7計算的實際空燃比和煤氣流量計1獲得的煤氣流量值，并對所述實際空燃比和煤氣流量值乘積獲得助燃風(fēng)流量設(shè)定值；

通過助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元9獲取乘法器8計算獲得的助燃風(fēng)流量設(shè)定值作為助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10的目標值；

通過助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10獲取助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)的目標值以及助燃風(fēng)流量計3獲得的助燃風(fēng)流量，并根據(jù)獲取的助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10的目標值以及助燃風(fēng)流量計3算獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥4調(diào)節(jié)助燃風(fēng)流量。

作為優(yōu)選，通過溫度調(diào)節(jié)模塊14獲取包蓋的溫度以及預(yù)設(shè)的目標值溫度，通過獲取的包蓋的溫度以及預(yù)設(shè)的目標值獲得電信號，根據(jù)所述電信號控制所述煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5調(diào)節(jié)混合煤氣管道中煤氣的流量包括：

通過溫度設(shè)定曲線生成單元11產(chǎn)生預(yù)設(shè)的烤包器烘烤溫度曲線，作為溫度自動控制單元12的目標值；

通過溫度自動控制單元12獲取的溫度自動控制單元12的目標值和包蓋的溫度，并根據(jù)獲取溫度自動控制單元12的目標值和包蓋的溫度生成電信號，根據(jù)所述電信號控制煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5調(diào)節(jié)煤氣流量，控制溫度。

作為優(yōu)選，通過空燃比獲取單元7獲取煤氣熱值儀2顯示的混合煤氣熱值，并根據(jù)所述混合煤氣熱值計算實際空燃比具體為：

根據(jù)煤氣熱值儀2顯示的混合煤氣熱值q，計算實際空燃比；高爐煤氣熱值3333kj/m³、800kcal/m³,焦爐煤氣熱值16720kj/m³、4000kcal/m³，混合后，熱值變化418kj/m³、100kcal/m³時，理論空燃比變化0.10814，實驗得出烤包器混合煤氣的理論空燃比β0的近似公式為：

β0＝0.0010814*(q-800)+0.6

烤包器的空氣過剩系數(shù)為1.03，所以實際空燃比βn的近似公式為：

βn＝[0.0010814*(q-800)+0.6]*1.03

式中：β0---理論空燃比；βn---實際空燃比；q---混合煤氣熱值，kcal/m³。

將公式存儲在plc控制系統(tǒng)內(nèi)，根據(jù)煤氣熱值儀2測量的實時混合煤氣熱值，系統(tǒng)自動計算出烤包器的實際空燃比βn。

作為優(yōu)選，通過乘法器8獲取空燃比獲取單元7計算的實際空燃比和煤氣流量計1獲得的煤氣流量值，并對所述實際空燃比和煤氣流量值乘積獲得助燃風(fēng)流量設(shè)定值具體為：

溫度調(diào)節(jié)最終是通過煤氣流量的改變實現(xiàn)的，這就要求與之對應(yīng)的空氣流量按照實際空燃比βn進行控制。

由煤氣流量計1測得的煤氣流量，通過乘法器8，與計算的實際空燃比相乘，獲得助燃風(fēng)流量設(shè)定值。

計算公式為：fad＝fg*βn

式中：fad---助燃風(fēng)流量設(shè)定值，m³/h；fg---煤氣流量測量值，m³/h；βn---實際空燃比。

作為優(yōu)選，通過溫度自動控制單元12獲取的溫度自動控制單元12的目標值和包蓋的溫度，并根據(jù)獲取溫度自動控制單元12的目標值和包蓋的溫度生成電信號，根據(jù)所述電信號控制煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5調(diào)節(jié)煤氣流量，控制溫度為：

溫度自動控制單元12采用pid控制算法，溫度自動控制單元12對烤包器烘烤溫度按設(shè)定值溫度曲線進行控制，烤包器烘烤預(yù)先設(shè)定溫度曲線作為溫度自動控制單元12的目標值；紅外測溫儀6測得的包蓋溫度，作為溫度自動控制單元12的測量值；目標值與測量值的差值經(jīng)pid控制算法運算，并生成電信號，溫度自動控制單元12輸出電信號控制煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5，使實際的烤包器溫度控制在溫度設(shè)定曲線生成單元11所生成的烤包器溫度設(shè)定值上。

助燃風(fēng)流量計3輸出與助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10的測量值端連接，助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10的設(shè)定值與助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10的測量值之差經(jīng)助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10的pid運算后輸出與助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥連接，用于調(diào)節(jié)助燃風(fēng)流量的大小，使助燃風(fēng)流量跟隨煤氣流量按實際空燃比進行控制，助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥4的閥位反饋信號也進入助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10進行顯示。

溫度設(shè)定曲線生成單元11產(chǎn)生溫度與時間的烤包曲線，其輸出與溫度自動調(diào)節(jié)單元的目標值端連接。紅外測溫儀6與烤包器的包蓋連接，用于檢測鋼包內(nèi)溫度，該測溫儀通過設(shè)定特定的波長，能克服火焰和熱氣體干擾，直接準確測量鋼包內(nèi)壁耐火材料溫度；而且，該測溫儀安裝簡單，采用了探頭與測溫儀分體的設(shè)計，不易損壞。紅外測溫儀6的輸出端與溫度自動控制單元12的測量值端連接，溫度自動控制單元12的設(shè)定值與溫度自動控制單元12的測量值之差經(jīng)溫度自動控制單元12的pid運算后輸出與煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5連接，用于調(diào)節(jié)煤氣流量的大小進而控制鋼包溫度，使鋼包溫度按溫度設(shè)定曲線進行控制，煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5的閥位反饋信號也進入溫度自動控制單元12進行顯示。

通過溫度設(shè)定曲線生成單元11產(chǎn)生預(yù)設(shè)的烤包器烘烤溫度曲線，作為溫度自動控制單元12的目標值具體為：

按照表1要求，生成烘烤溫度與時間的關(guān)系曲線，如圖2所示。溫度設(shè)定曲線生成單元11與溫度自動控制單元12連接，產(chǎn)生的溫度設(shè)定值曲線，作為溫度自動控制單元12的輸入，也就是烤包溫度控制的目標值。

(1)、在溫度設(shè)定曲線生成單元11內(nèi)輸入若干個時間折點t1、t2---tn；

(2)、在溫度設(shè)定曲線生成單元11內(nèi)輸入與每個折點相對應(yīng)的溫度設(shè)定值t1、t2---tn；

(3)、在溫度設(shè)定曲線生成單元11內(nèi)生成溫度與時間的烤包器烘烤溫度曲線；

(4)、生成的烤包器烘烤溫度曲線作為溫度自動控制單元12的輸入，成為烤包溫度控制的目標值。

表1：烤包器烘烤溫度與烘烤時間關(guān)系表

例如：輸入折點個數(shù)1-10可以設(shè)定，時間數(shù)值(單位：h)：第1折點t1(0-288h可以設(shè)定)、第2折點t2(0-288h可以設(shè)定)、第3折點t3(0-288h可以設(shè)定)、第4折點t4(0-288h可以設(shè)定)、······、第10折點t10(0-288h可以設(shè)定)；對應(yīng)的烤包溫度設(shè)定值(單位：℃)：第1折點t1(0-tmax可以設(shè)定)、第2折點t2(0-tmax可以設(shè)定)、第3折點t3(0-tmax可以設(shè)定)、第4折點t4(0-tmax可以設(shè)定)、······、第10折點t10(0-tmax可以設(shè)定)；這樣可以產(chǎn)生0a-ab-bc-cd-de-ef-fg-gh-hi-ij的10段溫度設(shè)定值曲線，其中：tmax為溫度的最大值。

助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10控制助燃風(fēng)流量的方法為：

助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10也采用pid控制算法，助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元9生成的助燃風(fēng)流量設(shè)定值為助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10的目標值；助燃風(fēng)流量計3測得的助燃風(fēng)流量，作為助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10的測量值；目標值與測量值的差值經(jīng)pid控制算法運算，助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10的輸出電信號控制助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥4，使實際的助燃風(fēng)流量控制在助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元9所生成的助燃風(fēng)流量設(shè)定值上。

助燃風(fēng)流量設(shè)定值與煤氣流量存在按煤氣熱值變化的實際空燃比的關(guān)系，這樣，助燃風(fēng)流量就跟隨煤氣流量的變化，按根據(jù)混合煤氣熱值變化的實際空燃比進行控制，所以保證了烤包器燃燒控制的最優(yōu)化，做到了混合煤氣的完全燃燒，實現(xiàn)了煉鋼烤包器的最優(yōu)化控制，達到了節(jié)能、提高烘烤質(zhì)量的目的。

實施例1：

某煉鋼烤包器烤大修包，煤氣流量0-1300nm3/h，助燃風(fēng)流量0-3000nm3/h，熱值儀顯示的熱值q＝2290kcal/m3，烘烤大修包溫度與烘烤時間關(guān)系如表2所示。

表2：烤包器烘烤大修包溫度與烘烤時間關(guān)系表

煉鋼烤包器溫度控制方法如下：

1.溫度設(shè)定曲線生成單元11產(chǎn)生烤包器烘烤溫度曲線

在plc控制系統(tǒng)13內(nèi)完成溫度設(shè)定曲線。按表2，輸入折點個數(shù)為6，輸入時間值(單位：h)：第1折點t1＝24、第2折點t2＝72、第3折點t3＝96、第4折點t4＝120、第5折點t5＝132、第6折點t6＝168；對應(yīng)的溫度設(shè)定值(單位：℃)：第1折點t1＝200、第2折點t2＝400、第3折點t3＝400、第4折點t4＝800、第5折點t5＝800、第6折點t6＝1000；這樣可以產(chǎn)生0a-ab-bc-cd-de-ef的6段溫度設(shè)定值曲線。最后形成的溫度設(shè)定值曲線如圖3所示。

2.溫度自動控制單元12對烤包器烘烤溫度按溫度曲線進行控制

溫度自動控制單元12利用西門子s7-300plc內(nèi)的pid控制算法，將圖3所示的溫度設(shè)定曲線作為pid算法的設(shè)定值，特定波長紅外測溫儀6測得的烤包器溫度，作為pid算法的測量值，設(shè)定值與測量值的差值經(jīng)pid控制算法運算，溫度自動控制單元12的輸出電信號控制煤氣調(diào)節(jié)蝶閥5，使實際的烤包器溫度分別控制在溫度設(shè)定曲線生成單元11所生成的烤包器溫度設(shè)定值上。

pid參數(shù)為比例度p＝0.65，積分時間ti＝3min。

實際運行表明：該種控制方法可以使烤包溫度控制在±10℃內(nèi)。

3.空燃比獲取單元7計算實際空燃比βn

將q＝2290kcal/m3帶入公式,得實際空燃比βn＝[0.0010814*(q-800)+0.6]*1.03＝2.278。

4.助燃風(fēng)流量設(shè)定值獲取單元9產(chǎn)生助燃風(fēng)流量設(shè)定值

步驟2的溫度調(diào)節(jié)最終是通過煤氣流量的改變實現(xiàn)的，這就要求與之對應(yīng)的空氣流量按照步驟3的實際空燃比βn進行控制。

由環(huán)形孔板煤氣流量計11測得的煤氣流量fg(0-1300nm3/h)，通過乘法器88，與實際空燃比βn＝2.278相乘，獲得助燃風(fēng)流量設(shè)定值fad(0-3000nm3/h)。

5.助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10控制助燃風(fēng)流量

助燃風(fēng)流量自動調(diào)節(jié)單元10也采用s7-300plc內(nèi)的pid控制算法實現(xiàn)，助燃風(fēng)流量設(shè)定值fad為pid的設(shè)定值，標準孔板助燃風(fēng)流量計3測得的助燃風(fēng)流量作為pid的測量值,pid控制輸出用于調(diào)節(jié)助燃風(fēng)調(diào)節(jié)蝶閥4的開度。pid參數(shù)為比例度p＝0.75，積分時間ti＝5.6min。

實際運行表明：該種控制方法可以使助燃風(fēng)流量控制在±(10-15)nm3/h范圍內(nèi)，對應(yīng)精度可以達到0.2-0.5％。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。