和隆優(yōu)化成功研制熱軋加熱爐燃燒優(yōu)化控制系統(tǒng)

供稿|黃靖萍/HUANG Jing-ping

熱軋加熱爐是將進爐鋼坯預熱到指定的軋制溫度的熱處理裝置，其能耗占軋鋼工序總能耗的一半以上，因此降低加熱爐能耗意義重大。

西柳州鋼鐵股份公司棒線廠第二棒材生產線 130 t/h 步進式加熱爐燃燒的焦爐煤氣含有一定石油焦及其他雜質，在持續(xù)生產燃燒過程中，易使加熱爐煤氣通入執(zhí)行機構粘連、動作不靈敏，從而造成執(zhí)行機構空行程大、死區(qū)大；煤氣流量計也會因此而產生計量失真。

西柳州鋼鐵股份公司棒線廠第二棒材生產線 130 t/h 步進式加熱爐 BCS 燃燒優(yōu)化控制項目現場也沒有殘氧量分析儀；另外，受加熱爐各溫度段調節(jié)的大滯后性、燃料熱值的波動和生產節(jié)奏時時變化等因素的影響，在這種情況下要想使加熱爐實現精準的自動控制、穩(wěn)定爐溫難上加難，更談不上提高加熱爐的加熱鋼坯質量和節(jié)能降耗了。2012 年 3 月，和隆優(yōu)化公司技術研發(fā)人員僅用一個月時間就完成了柳鋼二棒生產線 130 t/h 步進式加熱爐全自動優(yōu)化控制的設計、研發(fā)和試運行，整個過程是在不對現場做任何改造也不停產的情況下通過 OPC 通訊實現在線實施完成。該加熱爐控制技術來源于北京和隆優(yōu)化控制技術有限公司的核心技術——“通用燃燒優(yōu)化控制技術 (BCS)”。BCS 是立足于各種燃燒裝置最基本的測控儀表，采用先進的軟測量技術、多變量解耦技術、過程優(yōu)化控制技術、故障診斷與安全控制技術、智能調節(jié)技術及科學的數據分析與統(tǒng)計技術來實現燃燒裝置的全自動優(yōu)化控制，從而達到其安全運行、穩(wěn)定運行和經濟運行的所有目標。BCS 是目前最先進的符合中國國情的燃燒過程優(yōu)化控制技術。

圖1 主流程畫面

圖2 采用 BCS 技術前后開軋溫度控制對比圖

圖1 為主流程畫面—包含燃燒裝置的全部運行信息和操作功能，可依據軋鋼溫度控制的指標要求直接修改爐內各段溫度控制點。該控制系統(tǒng)在柳鋼棒線廠二棒加熱爐投入試運行 9 個月以來運行穩(wěn)定，長期自動控制率達到了 95% 以上時間，實現了預熱段、加熱段和均熱段溫度梯度優(yōu)化分配功能；全自動優(yōu)化燒爐 (包括燜爐) 極大地降低工人勞動強度并提高安全生產水平；實現了多種安全控制功能(安全限幅、防錯處理、故障預警及自愈控制、智能語音報警等)，使生產安全性大大提高；豐富的生產統(tǒng)計功能，提高了現場的管理水平；軋制溫度控制精度達到 ±5℃，可滿足核電建設用鋼材生產標準，進一步降低氧化燒損；經測試，節(jié)能率達到了 3.35%。該控制系統(tǒng)完全滿足了熱軋加熱爐生產需求。圖2 為采用 BCS 技術前后，開軋溫度控制對比圖。BCS 控制下，空燃比更加的合理，空氣過量系數合理，操作質量高，沒有上峰值，煤氣控制合理，節(jié)約了煤氣，自動控制下的開軋溫度波動小，提高了軋鋼品質。

2012 年 12 月，廣西柳州鋼鐵股份公司棒線廠第二棒材生產線 130 t/h 步進式加熱爐 BCS 燃燒優(yōu)化控制項目測試驗收獲得了通過，這標志著和隆優(yōu)化的“通用燃燒優(yōu)化控制技術 (BCS)”成功應用于第十一種爐窯裝置上，再一次證明了 BCS 技術的通用性和廣泛性，實現了加熱爐的全自動控制。