板坯加热炉过程控制及节能优化燃烧控制系统的开发及实践宋勇

,2016/3/20,#,National Engineering Research Center for Advanced Rolling,板坯加热炉,过程控制及节能优,化,燃烧,宋,勇,2016.03,北京科技大学 高效轧制国家工程研究中心,控制的系统开发及实践,2024/11/21,2,目 录,1.,板坯,加热炉优化自动控制,现状,2.,加热炉优化控制系统组成及功能,4,.,基于炉内气氛精确控制的优化燃烧技术,5,.,小结,3,.,高,精度板坯温度预报及,控制模型,2024/11/21,3,板,坯,加热炉自动优化控制现状,板坯加热炉重要性,板坯加热质量是带钢产品质量的基础,能耗大约占热轧的,70%,板坯加热炉自动优化控制的现状,板,坯跟踪及顺序控制逻辑复杂，部分依赖于人工干预,炉温闭环控制受制于加热工况及设备状态，自动控制效果不稳定,板,坯温度预报精度不高，板坯加热质量基本靠手动控制，操作不够精细化,2024/11/21,4,加热炉优化控制的难点,1,装,钢,温度,2,轧制节奏,3,钢种成分,4,热电偶精度,5,氧,化铁皮厚度,6,炉,内温度分布,7,温度预报模型,板坯温度控制,板坯氧化铁皮,能耗,/,排放,自动化水平,1,热电偶精度,2,轧制计划,3,煤气热值,4,轧制节奏,5,多,钢种较差,6,操作水平,7,1,热装温度,2,炉,内气氛分布,3,煤气热值变化,4,钢种成分,5,升温曲线,6,炉体结构,7,1,煤气热值,2,热装情况,3,保温效果,4,升温曲线,5,炉内气氛控制,6,轧制节奏,7,产品结构,8,废弃余热利用,9,1,自动化功能,2,人工经验,3,设备维护,4,轧制计划编排,5,影响,加热炉板坯质量控制和能耗的主要因素,（复杂，影响因素多）,板坯温度预报模型精度影响因素繁多,加热的工艺和工况复杂多变,燃料介质成份复杂，且热值、压力的波动大,烧,嘴、阀门、检测仪表等设备工作环境恶劣，故障频发,2024/11/21,5,目 录,1.,板坯加热炉优化自动控制现状,2.,加热优化控制系统组成及功能,4,.,基于炉内气氛精确控制的优化燃烧技术,5,.,小结,3,.,高,精度板坯温度预报及,控制模型,2024/11/21,6,加热炉控制系统组成,硬件组成及网络结构（以,CSP,隧道加热炉为例）,2024/11/21,7,加热炉控制系统组成,系统软件,中间件,优化控制应用程序,完成所有系统功能；,数据跟踪、采集和统计；,模型优化设定；,基于,windows,环境开发；,自主,研发，完全知识产权；,国内几十套各种控制系统；,成熟商业软件；,系统软件：,Windows,；,数据库软件：,Oracle,；,软件系统组成，采用标准的开发平台,2024/11/21,8,应用程序采用模块化设计,加热炉控制系统组成,2024/11/21,9,CSP,隧道加热炉跟踪系统,连铸连轧,7,架精轧生产线,加热炉控制系统组成,连铸连轧,1+6,生产线,2024/11/21,10,2250,热连轧步进式加热炉跟踪画面,880,热连轧进,式加热炉跟踪画面,加热炉控制系统组成,常规热连轧步进,式加热炉,跟踪,2024/11/21,11,加热炉基本数据,产品大纲热物性参数,不同工况的加热策略,炉温热电偶修正策略,其它策略,加热炉控制系统组成,加热炉参数及工艺策略配置,2024/11/21,12,轧制计划报表,产品报表,生产异常报表,板坯温度进度统计报表,RET/FET,报表,能耗报表,自动控制情况报表,班组产量报表,延时,/,休炉报表,加热炉控制系统组成,完善的报表系统：,2024/11/21,13,目 录,1.,板坯加热炉优化自动控制系统现状,2.,加热炉优化控制系统组成及功能,4,.,基于炉内气氛精确控制的优化燃烧技术,5,.,总结,3,.,高,精度板坯温度预报及,控制模型,2024/11/21,14,高,精度板坯温度预报及控制,模型,板坯温度预报模型：,二维差分法（水梁分法）,多个计算域选取,有限差分模型网格划分,2024/11/21,15,高,精度板坯温度预报及控制,模型,综合考虑钢种、厚度、生产节奏、出炉温度、入炉温度等,因素，,并建立偏离基准值修正表，地毯图方式查询的,策略,启发式权,交叉遗传优化算法,仿真优化,软件,优化炉温设定模型,：,2024/11/21,16,高,精度板坯温度预报及控制,模型,炉温,动态设定,模型,综合炉温,设定,模型,采用公式法和修正值相结合的方法,钢坯炉温设定权值分配方法,炉内不同位置板坯赋予不同权值综合设定炉温,2024/11/21,17,高,精度板坯温度预报及控制,模型,CSP,炉温,动态分区管理,模型,2024/11/21,18,高,精度板坯温度预报及控制,模型,CSP,传送点计算模型,在确定传送点时，为保证板坯的加热质量,，考虑,以下条件：,|,板,坯长度方向的各段温度,目标温度,|,温度偏差,1,板坯长度方向的各段温度差异,93,模型预报精度,20,合格率,90,RET20,散点图,2,座步进式板坯加热炉,(,改造,),应用效果,实现,加热炉煤气降耗,2.5,%,；,综合氧化烧损率降低,2.5%,2024/11/21,24,感谢您的关注！,National Engineering Research Center for Advanced Rolling Technology,