供稿|黃靖萍/HUANG Jing-ping

熱軋加熱爐是將進(jìn)爐鋼坯預(yù)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(chǎn)線 130 t/h 步進(jìn)式加熱爐燃燒的焦?fàn)t煤氣含有一定石油焦及其他雜質(zhì)，在持續(xù)生產(chǎn)燃燒過程中，易使加熱爐煤氣通入執(zhí)行機(jī)構(gòu)粘連、動(dòng)作不靈敏，從而造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)空行程大、死區(qū)大；煤氣流量計(jì)也會(huì)因此而產(chǎn)生計(jì)量失真。

西柳州鋼鐵股份公司棒線廠第二棒材生產(chǎn)線 130 t/h 步進(jìn)式加熱爐 BCS 燃燒優(yōu)化控制項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)也沒有殘氧量分析儀；另外，受加熱爐各溫度段調(diào)節(jié)的大滯后性、燃料熱值的波動(dòng)和生產(chǎn)節(jié)奏時(shí)時(shí)變化等因素的影響，在這種情況下要想使加熱爐實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的自動(dòng)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(zhì)量和節(jié)能降耗了。2012 年 3 月，和隆優(yōu)化公司技術(shù)研發(fā)人員僅用一個(gè)月時(shí)間就完成了柳鋼二棒生產(chǎn)線 130 t/h 步進(jìn)式加熱爐全自動(dòng)優(yōu)化控制的設(shè)計(jì)、研發(fā)和試運(yùn)行，整個(gè)過程是在不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做任何改造也不停產(chǎn)的情況下通過 OPC 通訊實(shí)現(xiàn)在線實(shí)施完成。該加熱爐控制技術(shù)來源于北京和隆優(yōu)化控制技術(shù)有限公司的核心技術(shù)——“通用燃燒優(yōu)化控制技術(shù) (BCS)”。BCS 是立足于各種燃燒裝置最基本的測(cè)控儀表，采用先進(jìn)的軟測(cè)量技術(shù)、多變量解耦技術(shù)、過程優(yōu)化控制技術(shù)、故障診斷與安全控制技術(shù)、智能調(diào)節(jié)技術(shù)及科學(xué)的數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)燃燒裝置的全自動(dòng)優(yōu)化控制，從而達(dá)到其安全運(yùn)行、穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的所有目標(biāo)。BCS 是目前最先進(jìn)的符合中國(guó)國(guó)情的燃燒過程優(yōu)化控制技術(shù)。

圖1 主流程畫面

圖2 采用 BCS 技術(shù)前后開軋溫度控制對(duì)比圖

圖1 為主流程畫面—包含燃燒裝置的全部運(yùn)行信息和操作功能，可依據(jù)軋鋼溫度控制的指標(biāo)要求直接修改爐內(nèi)各段溫度控制點(diǎn)。該控制系統(tǒng)在柳鋼棒線廠二棒加熱爐投入試運(yùn)行 9 個(gè)月以來運(yùn)行穩(wěn)定，長(zhǎng)期自動(dòng)控制率達(dá)到了 95% 以上時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了預(yù)熱段、加熱段和均熱段溫度梯度優(yōu)化分配功能；全自動(dòng)優(yōu)化燒爐 (包括燜爐) 極大地降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度并提高安全生產(chǎn)水平；實(shí)現(xiàn)了多種安全控制功能(安全限幅、防錯(cuò)處理、故障預(yù)警及自愈控制、智能語音報(bào)警等)，使生產(chǎn)安全性大大提高；豐富的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)功能，提高了現(xiàn)場(chǎng)的管理水平；軋制溫度控制精度達(dá)到 ±5℃，可滿足核電建設(shè)用鋼材生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步降低氧化燒損；經(jīng)測(cè)試，節(jié)能率達(dá)到了 3.35%。該控制系統(tǒng)完全滿足了熱軋加熱爐生產(chǎn)需求。圖2 為采用 BCS 技術(shù)前后，開軋溫度控制對(duì)比圖。BCS 控制下，空燃比更加的合理，空氣過量系數(shù)合理，操作質(zhì)量高，沒有上峰值，煤氣控制合理，節(jié)約了煤氣，自動(dòng)控制下的開軋溫度波動(dòng)小，提高了軋鋼品質(zhì)。

2012 年 12 月，廣西柳州鋼鐵股份公司棒線廠第二棒材生產(chǎn)線 130 t/h 步進(jìn)式加熱爐 BCS 燃燒優(yōu)化控制項(xiàng)目測(cè)試驗(yàn)收獲得了通過，這標(biāo)志著和隆優(yōu)化的“通用燃燒優(yōu)化控制技術(shù) (BCS)”成功應(yīng)用于第十一種爐窯裝置上，再一次證明了 BCS 技術(shù)的通用性和廣泛性，實(shí)現(xiàn)了加熱爐的全自動(dòng)控制。