加热炉控制系统课程设计

自控工程课程设计 1 第1 章 加热炉控制系统 1 .1 加热炉控制系统工程背景及说明 加热炉自动控制（au tomatic control of reheating fu rnace ），是对加热炉的出口温度、燃烧过程、联锁保护等进行的自动控制。早期加热炉的自动控制仅限控制出口温度，方法是调节燃料进口的流量。现代化大型加热炉自动控制的目标是进一步提高加热炉燃烧效率，减少热量损失。为了保证安全生产，在生产线中增加了安全联锁保护系统。 影响加热炉出口温度的干扰因素很多，炉子的动态响应一般都比较迟缓，因此加热炉温度控制系统多选择串级和前馈控制方案。根据干扰施加点位置的不同，可组成多参数的串级控制。使用气体燃料时，可以采用浮动阀代替串级控制中的副调节器，还可以预先克服燃料气的压力波动对出口温度的影响。这种方案比较简单，在炼油厂中应用广泛。 这种控制的主要目的是在工艺允许的条件下尽量降低 过剩 空 气量，保证加热炉高效率燃烧。简单的控制方案是通 过测 量烟 道 气中的含 氧 量，组成含 氧 量控制系统,或 设计燃料量和空 气量比值 调节系统,再 利 用含 氧 量信 号 修 正 比值 系数。含氧 量控制系统能 否 正 常 运 行的关 键 在于 检 测 仪 表 和执 行机 构 两 部 分 。现代工业 中都趋 向 于 用氧 化锆 测 氧 技 术 检 测 烟 道 气中的含 氧 量。应用时需 要注 意 测 量点的选择、参比气体流量和锆 管 温度控制等问 题 。加热炉燃烧控制系统中的执 行机 构 特性 往 往 都较差 ，影响系统的稳 定 性 。一般通 过引 入 阻 尼 滞 后 或 增加非 线性 环 节来改 善 控制品 质 。 在加热炉燃烧过程中，若 工艺介 质 流量过低 或 中断 烧嘴 火 焰 熄 灭 和燃料管 道压力过低 ,都会 导 致 回 火 事 故 ，而 当 燃料管 道 压力过高时又 会 造 成脱 火 事 故 。为了防 止 事 故 ，设计了联锁保护系统防 止 回 火 和温度压力选择性 控制系统防 止 脱火 。联锁保护系统由 压力调节器、温度调节器、流量变 送 器、火 焰 检 测 器、低 选器等部 分 组成。当 燃料管 道 压力高于 规 定 的极 限时，压力调节系统通 过低 选器取代正 常 工作 的温度调节系统，此时出料温度无 控制，自行浮动。压力调节系统投入 运 行保证燃料管 道 压力不超 过规 定 上 限。当 管 ...