泓格I-8000系列在天然气工业炉窑的加热炉控制的应用_7

2019-09-11 15:12
项目简介(行业应用、背景说明等)
1、客户需求描述
工业炉窑上用的加热炉,按用途来讲,可以用在炼焦、熔化、烧成、轧制、热处理、干燥等方面;按炉窑的使用能源分类,可分为燃煤、燃气、燃油炉窑及电能加热等。
随着国家对各个高耗能企业在环保和能源降耗方面的要求越来越高,迫使许多企业淘汰旧的燃煤加热炉,而采用以煤气、天然气、燃油或电能加热的加热炉,因此,许多企业选择了以天然气或燃油作为燃料的加热炉,为了提高燃气或燃油的燃烧效率、准确的控制加热温度,获得良好的加热均匀性,实现最高的燃烧效率,最佳的温度控制效果,就需要有一套稳定可靠的加热炉控制系统。

在该项目中,需要控制一个21m4m4m大小的工件加热炉,以天然气为燃料,用于对工件进行热处理,要使天然气有很高的燃烧效率,使锅炉的温度控制在设定温度的15℃以内,锅炉各个位置的温度差不超过15℃,达到减排降耗的要求。

2、客户所在行业现状
以前该行业的通常控制方式是:
是使用加热炉控制器来实现对设定温度的控制,该智能控制仪器带有多个温度输入和开关量输出功能,可以设定开关量输出的温度条件,当温度高于或低于设定的温度阀值时,接通或断开开关量输出接点,实现对温度的控制。这种控制方式成本低,但是对于温度的控制精度差,燃气燃烧效率低,控制的灵活性差。

系统描述(附系统架构图)
3、方案实现功能
要求:达到《工业炉窑大气污染物排放标准》的要求,要有很高的热转换效率;加热和保温时,温度变化平稳,炉温实际控制值与设定值的偏差要优于15℃,锅炉各个位置的温度差不超过15℃。

系统构成:
上位机使用了一台HMI,来运行组态王的组态软件,然后通过串口通讯与I-8431实现数据交换。I-8431上插有3个模块:
I-87107(8通道差分模拟量输入模块):对温度、压力等传感器的数据采集;
I-87057(16通道集电极开路输出模块):继电器、电磁阀、信号灯等的输出;
I-8053(16通道光电隔离输入模块):对位置传感器、火焰开关等等信号的输入;
上位的组态软件显示各个控制点的状态的实时信息,显示各温度和压力测试点的曲线和历史数据,同时,也可以在这里设置相关的参数。

方案说明:
为了使加热炉的温度控制均匀,该方案中,在炉窑内共分布放置了16个加热点,这16个加热点被分成8个大喷嘴和8个小喷嘴,大小喷嘴被交错安装在锅炉内,通过对大小喷嘴控制阀的控制,可以调节16个点的加热温度,达到准确控制炉温和温度分布均匀的要求。
该方案的控制过程是:首先,检查风机压力、燃气压力和空气压力,如果均正常,则点火,通过火焰开关检测是否点火成功,如果不成功,就关闭相关电磁阀,如果点火成功,就根据设定温度值和实际温度值的差T,来确定是打开大火喷嘴阀门,还是开启小火喷嘴阀门,从而实现对温度的控制。

4、产品型号
I-8431、I-87017、I-87057和I-8053

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