学海网

毕业设计 冶金加热炉炉温控制系统 共38页，18068字
第一章 绪 论
自从20世纪70年代能源危机爆发以来，人们便逐渐意识到世界上的能源并不是取之不尽，用之不竭的。因此，如何应用科学的理论方法，结合生产实践，设计出低耗能、高产出、高效率的机器设备，成为从业人员研究的重点。对于加热炉的研究也是如此。本课题是本人根据在海亮集团实习期间的具体实践情况，应用所学的理论知识，针对冶金加热炉炉温控制系统所进行的优化设计，旨在改善设备的性能，提高能源的利用率，从而减少成本，为企业建立起核心竞争力。
1.1本课题研究的现状
在冶金、化工、建材等行业中，有大量的工业加工炉，特别是在轧钢工业领域中加热炉是主要的能耗设备之一。加热炉是轧钢车间的主要工艺设备之一，其作用是把钢坯加热后送往轧机进行轧制，被加热坯料不断从炉尾送入炉内，在机械传动装置的带动下不断前进，边前进边加热经过预热段、加热段和均热段，当达到所要求的温度范围后，且坯料内外温度均匀，即可出钢进行轧制。加热炉的主要技术经济指标为加热温度和能耗两项。近年来随着能源的高速消耗，节能和开发新能源的课题越来越引起人们的广泛重视，如何解决加热炉的合理燃烧问题和提高燃料的利用率，对于降低能耗减少钢坯氧化烧损和提高加热质量，从而进一步提高整个轧钢生产过程的经济效益具有非常重要的意义。
炉温控制系统广泛用于各种工业生产过程中，由于工艺对温度的要求各有不同，都离不开对炉温的控制。炉温控制的常规方式大多采用模拟仪表测量温度，并通过控制交流接触器的通断时间比例来控制加热功率。由于模拟仪表本身的测量精度差，加上交流接触器的寿命短，通断比例低,故温度控制精度低，且无法实现按程序设定的曲线升温和鼓掌自诊断功能。工业加热炉温度控制系统的一般模型如图1-1所示。
图1-1 工业加热炉炉温控制系统框图
其控制过程一般是：根据传感器监测到的温度与给定温度的偏差，通过传统的模拟控制器，控制或调解给煤量、电压、燃气等的输出，从而控制温度的输出。从上述控制过程来看，它是一个典型的反馈控制系统，该控制系统是一个非线性控制系统，具有控制多变量、各种参数又存在不同程度的时变性，被控制量的延迟性， 并且存在诸如燃气质量、空气成分、电压波动等诸多不确定因素的干扰。因此炉温控制系统是一个复杂系统，用传统的模拟控制效果是不能令人满意的。
1.2本课题研究的任务和要求
本课题是在浙江海亮股份有限公司直管事业部新线退火车间的建设过程中提出的,该车间退火炉主要用于黄铜管的加热处理,以达到特定的工艺要求。退火炉以煤气为燃料，空气为助燃料，炉温的高低直接与煤气和空气的进给量有关，应适当调节它们的
......