和隆优化成功研制热轧加热炉燃烧优化控制系统

供稿|黄靖萍/HUANG Jing-ping

热轧加热炉是将进炉钢坯预热到指定的轧制温度的热处理装置，其能耗占轧钢工序总能耗的一半以上，因此降低加热炉能耗意义重大。

西柳州钢铁股份公司棒线厂第二棒材生产线 130 t/h 步进式加热炉燃烧的焦炉煤气含有一定石油焦及其他杂质，在持续生产燃烧过程中，易使加热炉煤气通入执行机构粘连、动作不灵敏，从而造成执行机构空行程大、死区大；煤气流量计也会因此而产生计量失真。

西柳州钢铁股份公司棒线厂第二棒材生产线 130 t/h 步进式加热炉 BCS 燃烧优化控制项目现场也没有残氧量分析仪；另外，受加热炉各温度段调节的大滞后性、燃料热值的波动和生产节奏时时变化等因素的影响，在这种情况下要想使加热炉实现精准的自动控制、稳定炉温难上加难，更谈不上提高加热炉的加热钢坯质量和节能降耗了。2012 年 3 月，和隆优化公司技术研发人员仅用一个月时间就完成了柳钢二棒生产线 130 t/h 步进式加热炉全自动优化控制的设计、研发和试运行，整个过程是在不对现场做任何改造也不停产的情况下通过 OPC 通讯实现在线实施完成。该加热炉控制技术来源于北京和隆优化控制技术有限公司的核心技术——“通用燃烧优化控制技术 (BCS)”。BCS 是立足于各种燃烧装置最基本的测控仪表，采用先进的软测量技术、多变量解耦技术、过程优化控制技术、故障诊断与安全控制技术、智能调节技术及科学的数据分析与统计技术来实现燃烧装置的全自动优化控制，从而达到其安全运行、稳定运行和经济运行的所有目标。BCS 是目前最先进的符合中国国情的燃烧过程优化控制技术。

图1 主流程画面

图2 采用 BCS 技术前后开轧温度控制对比图

图1 为主流程画面—包含燃烧装置的全部运行信息和操作功能，可依据轧钢温度控制的指标要求直接修改炉内各段温度控制点。该控制系统在柳钢棒线厂二棒加热炉投入试运行 9 个月以来运行稳定，长期自动控制率达到了 95% 以上时间，实现了预热段、加热段和均热段温度梯度优化分配功能；全自动优化烧炉 (包括焖炉) 极大地降低工人劳动强度并提高安全生产水平；实现了多种安全控制功能(安全限幅、防错处理、故障预警及自愈控制、智能语音报警等)，使生产安全性大大提高；丰富的生产统计功能，提高了现场的管理水平；轧制温度控制精度达到 ±5℃，可满足核电建设用钢材生产标准，进一步降低氧化烧损；经测试，节能率达到了 3.35%。该控制系统完全满足了热轧加热炉生产需求。图2 为采用 BCS 技术前后，开轧温度控制对比图。BCS 控制下，空燃比更加的合理，空气过量系数合理，操作质量高，没有上峰值，煤气控制合理，节约了煤气，自动控制下的开轧温度波动小，提高了轧钢品质。

2012 年 12 月，广西柳州钢铁股份公司棒线厂第二棒材生产线 130 t/h 步进式加热炉 BCS 燃烧优化控制项目测试验收获得了通过，这标志着和隆优化的“通用燃烧优化控制技术 (BCS)”成功应用于第十一种炉窑装置上，再一次证明了 BCS 技术的通用性和广泛性，实现了加热炉的全自动控制。