烧结机点火炉自动控制系统的设计

王璐

摘要：烧结机点火炉自动控制系统是将计算机作为核心，以网络作为媒介来进行信息之间的传递和输送。本文主要详细阐述了点火炉的特征，介绍了点火炉自动控制系统设计的意义所在以及自动控制系统的具体设计。

关键词：烧结机；点火炉；自动控制系统

烧结机内部的点火炉主要功能在于燃烧烧结混合料，其工作原理是利用煤气，以空气作为助燃材料，通过煤气燃烧产生高温的热量，通过高温来点燃烧结混合料。点火炉的功效直接影响烧结混合料的燃烧情况，对于烧结矿的生产和制造，烧结混合料的燃烧也是其影响因素之一。较为稳定的燃烧烧结混合料是需要依靠点火炉的精准燃烧力度作为支撑，因此，点火炉采用自动控制系统来控制温度有利于烧结混合料的稳定燃烧。

1点火炉的特征

烧结混合料的燃烧依靠点火炉所传递的热度，区别于其他的导热设备和仪器，烧结机的点火炉在热容量方面具有较为明显的优势。相反，其傳热所需时间和滞后的时间和其他的导热仪器或装备基本没有区别。烧结机混合料燃烧所需热量需要保持在一个稳定的状态，因此，点火炉需要控制好其所产生的火焰温度和热量。另外，点火炉的温度是可以变化的，点火的热量来源主要依赖煤气燃烧产生的热量和温度，因此点火炉使用的煤气越多，温度越高，通过调节点火炉同时期的煤气量，可以调节烧结混合料所接收的温度和热量。煤气量并不是影响烧结混合量所接收温度和热量的唯一因素，其还受到其他因素的制约和影响，混合料本身的材质、湿度、成分不同，一定程度上影响后期燃烧的状态，烧结机的运行速度的差异、点火炉内外部（炉膛、煤气嘴）的差异、煤气的些许差别（温度、湿度以及煤气量）等这些因素客观上都对烧结混合料所接收的热量产生一定的影响，而且这些因素的调节具有可控和不可控的区别。

以九江238㎡烧结机点火炉为例，为了保证烧结混合料的稳定燃烧状态，点火炉自身的效率需要有所提升。九江238㎡烧结机点火炉的温度范围在900到1300之间。基于点火炉的重要性，点火炉需要保证其功能的正常发挥，即定时充分提供稳定的温度和热量，始终保证最优化的燃烧状况。九江238㎡烧结机点火炉因为炉灶的炉况原因，导致其使用的煤气量不能稳定在一个数值，严重影响点火炉火焰的温度和热量，最终造成烧结混合料燃烧状态不稳定，不能满足烧结矿的需求。

从上述点火炉的特性可以看出，烧结机点火炉必须设置自动控制系统，而自动控制系统的设计需要保证点火炉燃烧控制、烧结终点控制以及物料返矿平衡控制三个分控制系统的稳定。上述三难点的稳定控制有利于保证点火炉温度的稳定，以及烧结混合料燃烧状态的稳定。

2烧结机点火炉自动控制系统的调节方案

烧结混合料燃烧的热量来源于点火炉提供的热量，点火炉又是依靠煤气燃烧产生热量，煤气产生的热量通过调节的方式，可以有效的影响烧结混合料燃烧的热量变化。因此，烧结机点火炉自动控制系统需要测量煤气产生的热量。目前，对于煤气产生的热量测量方式有两种，一是采用热值仪测量，二是将点火炉内部壁膛的温度作为测量参考数据。根据具体的测量数据调查显示，第二种方式测量下的煤气产生热量的数据值具有滞后性，不能直接作为被调参数。因此，烧结混合料需要的热量数值需要以热值仪测量的数值作为被调参数。烧结机点火炉自动控制系统设置主从两条回路线，分别控制煤气和助燃空气的流量，确保二者数值的稳定。

3烧结机点火炉自动控制系统的设计研究

点火炉是烧结机内部构造的重要组成部分，具有非常重要的作用。因此，针对烧结机点火炉工作原理进行多次的详细研究，根据多次研究得出的数据和结论创建了最为精准的点火炉燃烧过程数学模型，最大化的降低了外部因素对于点火炉温度的影响，确保点火炉的最佳燃烧状况。以九江238㎡烧结机点火炉作为研究对象，可以发现其输入量基本上采用的是非易损量，这类自动控制系统的点火炉区别于其他的点火炉，在稳定和可靠程度方面要更高，并且，燃烧的状态和精准度优势较为明显。

烧结机火炉自动控制系统的工作全过程包括五个阶段，分别是点火炉燃烧初期、过渡期、控制燃烧期、稳定期以及特别期。第一阶段，通过启动的指令来自动实现点火炉的开启，此阶段的燃烧先后顺序为空气先行，煤气后行。第二阶段——过渡期，是在第一阶段的指令完成之后，此阶段的助燃空气、煤气二者的阀门开启状态属于初始阶段，过渡期二者的阀门是自动调节至相应状态，此阶段内的助燃空气和煤气之间的比例始终保持在一个稳定的数值。不同阶段的点火炉温度不同，烧结混合料所需温度和热度始终保持在稳定的状态，因此不同阶段所需要的煤气量和助燃空气量也各有区别，当过渡期阶段的助燃空气量、煤气量达到预估的数值时，点火炉自动进入第三阶段，即控制燃烧期。当点火炉处于第三阶段时，自动控制系统发挥其自动控制的作用，始终控制助燃空气和煤气的比例保持在稳定数值，使点火炉的燃烧状态保持最优，控制燃烧期是点火炉自动控制系统主要控制的阶段。

点火炉自动控制系统工作原理是点火炉不论处于何种状态下，助燃空气和煤气的流量以及比例是处于自动调节，并且最终达到最优状态的情况。对比多种烧结机点火炉自动控制系统的具体实践应用调查研究，可以发现点火炉自动控制系统需要始终保持三个特性，即创新性、领先性以及实用性，其中实用性最为重要，自动控制系统投入使用之后，需要保证系统控制的稳定性和安全性，对于内部各个结构的温度调节、时间调节、参数调节以及压力调节等务必要保证其可靠性，除此之外，自动控制系统的设计需要保证效果最优化，在其投入使用之后，可以通过多次的实践分析数据，来验证自动控制系统是否有效，是否能够提高点火炉的效率。

4结束语

目前，国内外烧结机点火炉自动控制系统的应用较为广泛，根据不同的自动控制系统实践调查研究显示，烧结机点火炉自动控制系统始终自动控制助燃空气和煤气的比例，确定二者的参数值，使点火炉温度数值稳定，保证烧结混合料燃烧状态的稳定性，另外，点火炉的自动控制系统主要控制的范围在控制燃烧期阶段，此阶段内的自动控制系统发挥其作用，确保燃烧状态最佳化。总而言之，烧结机点火炉自动控制系统的设置，能够有效的提高点火炉煤气的利用率，为烧结混合料燃烧提供较为稳定的热量，有利于形成较为优质的烧结矿成品，因此，烧结机点火炉自动控制系统的设计必须根据点火炉的特性，充分考虑影响烧结混合料燃烧状态稳定性的各个因素的情况下，再来确定具体的设计方案和参数。

参考文献：

[1]张述明，马志刚.高效节能技术在烧结机点火炉中的应用实践[J].冶金能源，2015，（02）：35-37+47.

[2]张斌.应用智能控制技术 实现烧结机点火炉的自动燃烧控制[J].矿业工程，2012，（01）：58-60.

[3]苏煜. 烧结机点火炉自动控制系统的设计[A].中国自动化学会应用专业委员会、中国金属学会冶金自动化分会、河北省自动化学会.全国冶金自动化信息网年会论文集[C].中国自动化学会应用专业委员会、中国金属学会冶金自动化分会、河北省自动化学会：，2004：2.

[4]白桦.烧结机点火炉设计浅谈[J]. 工程设计与研究，2003，（02）：17-19.

[5]张述明.承钢烧结机点火炉改烧焦炉煤气节能技术研究[A].中国金属学会能源与热工分会.第七届全国能源与热工学术年会论文集[C].中国金属学会能源与热工分会：，2013：4.