加熱爐自動控制

automatic control of reheating furnace

?? 對加熱爐的出口溫度、燃燒過程、聯鎖保護等進行的自動控制。早期加熱爐的自動控制僅限控制出口溫度，方法是調節燃料進口的流量。現代化大型加熱爐自動控制的目標是進一步提高加熱爐燃燒效率，減少熱量損失。為了保證安全生產，在生產線中增加了安全聯鎖保護系統。

?? 出口溫度控制??影響加熱爐出口溫度的干擾因素很多，爐子的動態響應一般都比較遲緩，因此加熱爐溫度控制系統多選擇串級和前饋控制方案。根據干擾施加點位置的不同，可組成多參數的串級控制。使用氣體燃料時，可以采用浮動閥代替串級控制中的副調節器，還可以預先克服燃料氣的壓力波動對出口溫度的影響。這種方案比較簡單，在煉油廠中應用廣泛。

?? 燃燒過程控制??這種控制的主要目的是在工藝允許的條件下盡量降低過剩空氣量，保證加熱爐高效率燃燒。簡單的控制方案是通過測量煙道氣中的含氧量，組成含氧量控制系統,或設計燃料量和空氣量比值調節系統,再利用含氧量信號修正比值系數。含氧量控制系統能否正常運行的關鍵在于檢測儀表和執行機構兩部分。現代工業中都趨向于用氧化鋯測氧技術檢測煙道氣中的含氧量。應用時需要注意測量點的選擇、參比氣體流量和鋯管溫度控制等問題。加熱爐燃燒控制系統中的執行機構特性往往都較差，影響系統的穩定性。一般通過引入阻尼滯后或增加非線性環節來改善控制品質。

?? 聯鎖保護系統??在加熱爐燃燒過程中，若工藝介質流量過低或中斷燒嘴火焰熄滅和燃料管道壓力過低,都會導致回火事故，而當燃料管道壓力過高時又會造成脫火事故。為了防止事故，設計了聯鎖保護系統防止回火和溫度壓力選擇性控制系統防止脫火。

?? 聯鎖保護系統由壓力調節器、溫度調節器、流量變送器、火焰檢測器、低選器等部分組成。當燃料管道壓力高于規定的極限時，壓力調節系統通過低選器取代正常工作的溫度調節系統，此時出料溫度無控制，自行浮動。壓力調節系統投入運行保證燃料管道壓力不超過規定上限。當管道壓力恢復正常時，溫度調節系統通過低選器投入正常運行，出料溫度重新受到控制。當進料流量和燃料流量低于允許下限或火焰熄滅時，便會發出雙位信號，控制電磁閥切斷燃料氣供給量以防回火。

?? 發展趨勢??隨著節能技術不斷發展，加熱爐節能控制系統正日趨完善。以燃燒過程數學模型為依據建立的最佳燃燒過程計算機控制方案已進入實用階段。例如，按燃燒過程穩態數學模型組成的微機控制系統已開始在煉油廠成功使用。有時利用計算機實現約束控制，使加熱爐經常維持在約束條件邊界附近工作，以保證最佳燃燒。隨著建立燃燒模型工作的進展和計算機技術的應用，加熱爐燃燒過程控制系統將得到進一步的完善。

?? 參考書目??

俞金壽著：《傳熱設備的自動調節》，化學工業出版社，北京，1981。