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鋁屑鋁錠兼用熔化爐使用蓄熱式燃燒技術(shù)的分析（下）[ 09-30 08:10 ]

清渣操作的對應(yīng)措施在保持室中進(jìn)行清渣操作是熔化工藝的要求，因而必須考慮清渣操作時蓄熱燒嘴的控制模式，以避免大量灰塵進(jìn)入到蓄熱體中?？杖急瓤刂茖Σ呖杖急瓤刂剖钱?dāng)爐子負(fù)荷發(fā)生變化時，讓燃料與助燃空氣實(shí)現(xiàn)按比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的?？杖急瓤刂剖欠衲軌蛴行?shí)現(xiàn)不僅取決于控制方式、調(diào)節(jié)元件的特性，還取決于燒嘴本體結(jié)構(gòu)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，“一體式”蓄熱燒嘴比較容易實(shí)現(xiàn)空燃比控制，而“分離式”燒嘴由于燃?xì)鈽屌c助燃空氣通道為兩體，則很難實(shí)現(xiàn)有效的空燃比控制。在此情況下，如果熔化爐保持

蓄熱體形式的選擇[ 09-30 08:05 ]

蓄熱體形式分2種，即:陶瓷耐熱球和陶瓷蜂窩體。蜂窩體壁薄、孔距小，比表面積大，能在較短時間內(nèi)積蓄和釋放熱量，換熱效率高，但由于保持室內(nèi)要進(jìn)行清渣操作，故煙氣中塵含量較大，易堵塞蓄熱體。曾采用過蜂窩體式蓄熱體，效果較差，大約1～2個月就需更換一次蓄熱體。采用耐熱球式蓄熱體情況要好些，但每3～4個月也要清理一次。通常情況下，采用的日本中外爐STP蓄熱燒嘴蓄熱體阻力損失不應(yīng)超過2kPa，如果使用中蓄熱體阻力損失達(dá)到3kPa以上就應(yīng)及時進(jìn)行清理。一般情況下，經(jīng)過一段時間使用，部分蓄熱球會出現(xiàn)板結(jié)現(xiàn)象，需要更換，如圖5所示。

蓄熱式燒嘴結(jié)構(gòu)形式對比分析[ 09-29 08:20 ]

目前蓄熱式燒嘴的結(jié)構(gòu)形式主要有2種，即:有組織火焰的燒嘴和無組織火焰的燒嘴。2種不同結(jié)構(gòu)形式的燒嘴具有完全不同的火焰特性，因而在鋁合金熔化爐上的使用效果有很大差異。以往為某使用單位設(shè)計建造的兼用爐上使用了日本廠商生產(chǎn)的“一體式”蓄熱燒嘴，即燃?xì)鈽屌c助燃空氣通道結(jié)為一體，其結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。這種燒嘴由于火焰是有組織的，因而火焰較短，燃料燃盡所需要的空間較小，易實(shí)現(xiàn)空燃比控制，使用效果比較理想。但燒嘴成本高，燒嘴的燃料槍需定期維護(hù)保養(yǎng)。該案例中嘗試使用了日本廠商生產(chǎn)的另一種結(jié)構(gòu)“分

保持室燒嘴形式的確定[ 09-29 08:15 ]

保持室的功能為: 1) 熔化由渦流室卷吸入到該區(qū)域的鋁屑; 2) 將鋁錠、鋁屑熔化后的鋁水溫度提升到工藝出鋁溫度。為了滿足生產(chǎn)工藝要求，通常情況下保持室爐氣設(shè)定溫度為900 ～ 1000℃。由于排煙溫度較高，考慮節(jié)能的需要，采用蓄熱式燃燒系統(tǒng)比較理想。

熔化室燒嘴形式的確定[ 09-29 08:10 ]

熔化室的功能是熔化料塔中與煙氣逆行運(yùn)動的爐料。熔化過程中的特點(diǎn)如下:1) 熔化室位于料塔的底部，熔化燒嘴燃燒后的氣體直接進(jìn)入料塔預(yù)熱爐料，因而煙氣的余熱得到較好的利用。2) 固體鋁合金具有黑度小、熔化過程中易氧化，因而熔化過程中火焰不宜過于集中，火焰溫度也不易過高，這種情況下宜采用快速沖擊加熱方式，增加火焰與爐料間對流換熱以獲得更好的熔化效果。3) 熔化室的空間相對有限，不利于蓄熱式燒嘴的安裝?；谝陨峡紤]，此種兼用爐的熔化室燒嘴不宜選用蓄熱式燒嘴，而應(yīng)采用具有較高噴出速度的沖擊加熱燒嘴。

鋁屑鋁錠兼用熔化爐使用蓄熱式燃燒技術(shù)的分析（上）[ 09-29 08:05 ]

20 世紀(jì)80 年代以來，蓄熱式燃燒技術(shù)得到了充分發(fā)展，這項(xiàng)燃燒技術(shù)集燃燒裝置、蓄熱裝置、換向裝置、排煙裝置、控制裝置于一身，充分利用燃燒廢氣的顯熱預(yù)熱燃?xì)夂椭伎諝?，可有效提高燃?xì)饫碚撊紵郎囟燃敖档凸I(yè)爐窯的能耗，為我國各類工業(yè)爐窯的節(jié)能減排做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。然而，由于各種爐子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及生產(chǎn)工藝存在差異，因而在應(yīng)用蓄熱式燃燒技術(shù)時也必須進(jìn)行相關(guān)分析，使設(shè)計更為合理，否則很難取得預(yù)期效果。文中針對3.0t /h 鋁錠鋁屑兼用爐的設(shè)計及生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行分析與總結(jié)。1 主要技術(shù)條件某公司鋁屑鋁錠兼用爐主要用于鋁屑、鋁錠的

加熱爐爐溫控制系統(tǒng)的總體控制方案[ 09-28 08:20 ]

加熱爐的爐溫對象是一個大慣性、大滯后、慢時變的被控對象，用普通PID控制難以獲得滿意的控制效果，溫度波動大，超調(diào)嚴(yán)重。因?yàn)閷ο蟠嬖诼龝r變，采用離線辨識獲得的對象模型就不能準(zhǔn)確表述加熱爐爐溫對象真正的狀態(tài)，從這個模型出發(fā)獲得的優(yōu)化控制器參數(shù)就不能保證獲得滿意的控制性能。因?yàn)榧儨筇匦源嬖冢ǔ２捎玫淖钚《朔ū孀R無法辨識純滯后項(xiàng)，因此最小二乘法辨識在這里失效。為了克服辨識中存在的問題，本文采用基于改進(jìn)遺傳算法的在線辨識，實(shí)時跟蹤對象的變化。因?yàn)閷ο蟠嬖诼龝r變，PID控制器參數(shù)如果固定為某一組數(shù)值，就不能保證當(dāng)對象變

遺傳算法整定PID參數(shù)的意義[ 09-28 08:15 ]

PID是古典控制理論中技術(shù)最成熟，應(yīng)用最廣泛的一種控制方式，其控制效果的好壞取決于參數(shù)的整定和優(yōu)化。PID控制器的設(shè)計可視為一個多目標(biāo)的優(yōu)化問題。PID的參數(shù)整定，就是在系統(tǒng)控制的快速性和穩(wěn)定性之間進(jìn)行折衷。常規(guī)的PID參數(shù)整定方法很難同時兼顧各項(xiàng)指標(biāo)，都帶有經(jīng)驗(yàn)性，因此，設(shè)計出的PID控制器通常不是最優(yōu)的，常難以滿足實(shí)際控制中的要求。近年來許多學(xué)者提出了基于各種智能算法的PID整定策略(如模糊PID、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)PID)。但這些先進(jìn)算法都要求對被控對象有很多的先驗(yàn)知識，這在實(shí)際控制系統(tǒng)應(yīng)用中往往難以做到。進(jìn)一步提高

遺傳算法辨識的優(yōu)缺點(diǎn)[ 09-28 08:10 ]

遺傳算法作為其一種新興的優(yōu)化算法，它是建立在自然選擇和種群遺傳的基礎(chǔ)上，模擬自然界“物競天擇，適者生存”的進(jìn)化過程，在問題空間進(jìn)行全局并行的、隨機(jī)的搜索優(yōu)化，使種群向全局最優(yōu)的方向收斂。由于其具有不受函數(shù)性質(zhì)制約、全方位搜索及全局收斂等許多優(yōu)點(diǎn)，在各學(xué)科各領(lǐng)域普遍受到重視，應(yīng)用領(lǐng)域也日益廣泛。相對于傳統(tǒng)的模型辨識方法，遺傳算法具有魯棒性、全局性、易于應(yīng)用且效率高等優(yōu)勢。一般來說，它只需要代價函數(shù)或目標(biāo)函數(shù)值，不必計算復(fù)雜函數(shù)的梯度，不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算，優(yōu)化過程簡單。遺傳算法用于系統(tǒng)辨識有如

加熱爐爐溫對象的系統(tǒng)辨識[ 09-28 08:05 ]

加熱爐爐溫控制要得到理想的控制效果就需要優(yōu)化，而幾乎任何優(yōu)化方法都需要準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。各種系統(tǒng)辨識方法是獲得準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型，尤其是時變對象獲得實(shí)時模型 參數(shù)的必由之路。加熱爐爐溫對象具有一定的復(fù)雜性，使得在系統(tǒng)辨識方法的選擇上也 具有一定的特殊性。系統(tǒng)辨識分為在線辨識和離線辨識。離線辨識是指通過采集一段時間內(nèi)被控對象的 輸入和輸出數(shù)據(jù)，獲得一組輸入數(shù)據(jù)和一組輸出數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)移到計算機(jī)上計算出對象參 數(shù)，辨識過程脫離控制系統(tǒng)。而在線辨識則是邊采集數(shù)據(jù)邊辨識，辨識過程與控制過程 同步運(yùn)行。加熱爐爐溫對象參數(shù)的時變性決定了對

編碼方式[ 09-27 08:20 ]

遺傳算法的編碼方式很多，在處理連續(xù)問題時主要有兩類編碼方式比較常用，一類 是二進(jìn)制編碼，另一類是實(shí)數(shù)編碼，改進(jìn)算法使用實(shí)數(shù)編碼[24]。二進(jìn)制編碼有兩個主要 缺點(diǎn)：1、在對結(jié)果的精度要求較高時會使碼串過長；2、要進(jìn)行編碼及解碼操作。這兩 個缺點(diǎn)都使計算效率下降，程序運(yùn)行時間延長。實(shí)數(shù)編碼則省略了編解碼操作，沒有海 明崖問題，便于大空間搜索。但是二進(jìn)制編碼的搜索能力比實(shí)數(shù)編碼的搜索能力強(qiáng)，使 用實(shí)數(shù)編碼時對性能的要求又往往比二進(jìn)制編碼高，因此使用通常的方法難以滿足人們 對它的期望，有必要結(jié)合一些其他的優(yōu)化方法進(jìn)一步提

經(jīng)典遺傳算法求解步驟[ 09-27 08:15 ]

(1) 參數(shù)編碼：遺傳算法一般不直接處理問題空間的參數(shù)而是將待優(yōu)化的參數(shù)集進(jìn) 行編碼，一般總是用二進(jìn)制將參數(shù)集編碼成由 0 或 1 組成的有限長度的字符串。(2) 初始種群的生成：隨機(jī)地產(chǎn)生 n 個個體組成一個群體，該群體代表一些可能解的集合。GA 的任務(wù)是從這些群體出發(fā)，模擬進(jìn)化過程進(jìn)行擇優(yōu)汰劣，最后得出優(yōu) 秀的群體和個體，滿足優(yōu)化的要求。(3) 適應(yīng)度函數(shù)的設(shè)計：遺傳算法在運(yùn)行中基本上不需要外部信息，只需依據(jù)適應(yīng)度 函數(shù)來控制種群的更新。根據(jù)適應(yīng)度函數(shù)對群體中的每個個體計算其適應(yīng)度，為 群體進(jìn)化的選擇提供依據(jù)。

遺傳算法基本原理[ 09-27 08:10 ]

遺傳算法(Genetic Algorithms簡稱GA)是由美國Michigan大學(xué)的John Holland教授于20 世紀(jì) 60 年代末創(chuàng)建的。70 年代De  Jong基于遺傳算法的思想在計算機(jī)上進(jìn)行了大量 的純數(shù)值優(yōu)化計算實(shí)驗(yàn)。在一系列研究工作的基礎(chǔ)上，80 年代由Goldberg進(jìn)行歸納總結(jié)， 形成了遺傳算法的基本框架。它來源于達(dá)爾文(Charles  Darwin)的進(jìn)化論和孟德爾 (G.Mendel)、摩爾根(T.H.Morgan)的遺傳學(xué)理論，通過模擬自然界遺傳機(jī)制和生物進(jìn)化而

建立加熱爐模型的復(fù)雜性[ 09-27 08:05 ]

鋼鐵行業(yè)使用的加熱爐以焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣、天然氣、重油等為燃料，利用燃料燃燒產(chǎn)生的熱量將鋼錠加熱到需要的溫度。加熱爐是軋鋼生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，窯爐溫度的穩(wěn)定性對后續(xù)工序的正常進(jìn)行和保證產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。但是由于加熱爐是一個多干擾通道的分布參數(shù)系統(tǒng)，且有些很多參數(shù)無法測量，有些參數(shù)會緩慢變化，隨著窯爐運(yùn)行工況的不同某些參數(shù)還可能會快速變化，而且是一個大慣性、大滯后、時變的被控對象。這類對象被公認(rèn)為是比較難控制的。因此對加熱爐的溫度控制方法進(jìn)行研究具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。加熱爐爐溫對象具有以下不利于控制的特點(diǎn)：1、大滯后特

加熱爐的工藝[ 09-26 08:20 ]

加熱爐爐體在物理上可分為預(yù)熱段，加熱段，均熱段。劃分依據(jù)是各段的加熱作用，段與段之間沒有明確的界限。鋼坯進(jìn)入加熱爐后經(jīng)預(yù)熱、加熱、均熱達(dá)到軋制目標(biāo)溫度，完成全過程。預(yù)熱段主要是將剛送進(jìn)爐口的鋼坯預(yù)熱。溫度一般應(yīng)保持在850?1100°C。鋼坯在加熱初期會因溫差過大而產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此要求控制升溫速度。鋼坯經(jīng)過預(yù)熱段預(yù)熱后進(jìn)入加熱段，加熱段是加熱爐中最重要的段，鋼坯在加熱段被加熱的程度決定了鋼坯是否能被燒透、爐口能否正常出鋼。一般，溫度應(yīng)保持在1150?1220°C。均熱段主要將鋼坯均勻加熱到1200?

加熱爐的種類[ 09-26 08:15 ]

加熱爐（reheatingfurnaces)是將物料或工件加熱的設(shè)備。按熱源劃分有燃料加熱爐、電阻加熱爐、感應(yīng)加熱爐、微波加熱爐等。應(yīng)用遍及石油、化工、冶金、機(jī)械、熱處理、表面處理、建材、電子、材料、輕工、日化、制藥等諸多行業(yè)領(lǐng)域。以下介紹的是冶金行業(yè)中常見的幾種加熱爐。在冶金工業(yè)中，加熱爐習(xí)慣上是指把金屬加熱到軋制或鍛造溫度的工業(yè)爐，包括連續(xù)加熱爐和室式加熱爐等。金屬熱處理用的加熱爐另稱為熱處理爐，初軋前加熱鋼錠或使鋼錠內(nèi)部溫度均勻的爐子稱為均熱爐。廣義而言，加熱爐也包括均熱爐和熱處理爐。連續(xù)加熱爐從結(jié)構(gòu)、熱工制

研究工業(yè)爐現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[ 09-26 08:10 ]

加熱工業(yè)爐作為工況復(fù)雜、參數(shù)多變、運(yùn)行慣性大、控制滯后的一個系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)模型相對來說較難的建立，現(xiàn)階段對其描述多靠定性和局部的定量表達(dá)來完成。而其中還有許多不穩(wěn)定因素，如空氣、煤氣壓力值和燃料發(fā)熱值的頻繁波動，各變量之間會相互耦合、相互干擾，雖不占主導(dǎo)地位，但對加熱爐的正常生產(chǎn)不可忽略。采用常規(guī)理論和方法進(jìn)行控制效果不夠理想，通常還需輔以操作工的看火經(jīng)驗(yàn)來調(diào)節(jié)控制。在一定程度上，操作工的經(jīng)驗(yàn)成為一種不可缺少的控制因素。目前，爐溫優(yōu)化控制絕大多數(shù)還是采用溫度流量雙閉環(huán)PID控制器，控制精度差，超調(diào)嚴(yán)重，升降溫速度慢。

加熱工業(yè)爐的現(xiàn)狀[ 09-26 08:05 ]

隨著國家的大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)對鋼鐵制品，特別是高附加值的鋼板需求量不斷加大。而加熱爐作為軋鋼生產(chǎn)線重要的生產(chǎn)設(shè)備，對軋鋼生產(chǎn)具有重要影響和意義。隨著現(xiàn)代的軋機(jī)向連續(xù)、高速、大型、高精度、多品種方向發(fā)展，對待軋鋼坯的加熱質(zhì)量提出了越來越高的標(biāo)準(zhǔn)要求。從而提高鋼坯的加熱質(zhì)量，只有通過加熱爐高精度的控制來實(shí)現(xiàn)。在鋼鐵企業(yè)中，加熱爐是軋鋼生產(chǎn)線的重要設(shè)備之一，其自動控制水平直接影響到能耗、燒損率、廢鋼率、產(chǎn)量和質(zhì)量等指標(biāo)，而鋼坯加熱占鋼鐵工業(yè)總能耗的25%，因此對加熱爐控制過程進(jìn)行優(yōu)化，可以提高加熱爐的熱效率、

蜂窩陶瓷蓄熱體的換熱過程[ 09-25 08:20 ]

當(dāng)煙氣流過蜂窩體時，煙氣把自身的熱量傳給蜂窩體，蜂窩體存儲熱量，溫度逐漸升高;當(dāng)冷流體流過時，冷流體從蜂窩體得到熱量,蜂窩體的溫度逐漸降低。如此反復(fù),形成一個非穩(wěn)態(tài)的傳熱過程。這樣,通過蜂窩體的助燃空氣達(dá)到了預(yù)定高溫，通過的煙氣又下降到了預(yù)定低溫，蜂窩體就把高溫?zé)煔庵械娘@熱轉(zhuǎn)移到了助燃空氣中。蓄熱體換熱過程工作原理圖見圖1。蜂窩體傳熱面結(jié)構(gòu)緊湊，比表面積大，流通性能好，不易積灰、堵塞，冷、熱流體摻混少，即使蓄熱體產(chǎn)生裂紋也不會對換熱有大的影響;而且換向周期短，經(jīng)過蓄熱體預(yù)熱后的空氣溫度比較均勻。

蜂窩陶瓷蓄熱體[ 09-25 08:15 ]

2、蜂窩陶瓷蓄熱體材料的選配目前普遍采用的蓄熱體材料是堇青石蜂窩陶瓷，其典型物性為:孔壁密度1.6g.cm-3，熱膨脹系數(shù)1.0X10-6℃-1，室溫下的熱導(dǎo)率9.2×10-3W.(m.K)-1，耐壓強(qiáng)度124MPa(平行于孔道）、1.7MPa(垂直于孔道）；后續(xù)又開發(fā)了鈦酸鋁、鋰輝石、氧化鋁、碳化硅、莫來石等的蜂窩陶瓷產(chǎn)品。常見的蜂窩陶瓷材料的物理性能見表2,化學(xué)與力學(xué)性能見表3。3、高性能蜂窩陶瓷蓄熱體在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，由于我國燃料的潔凈性較差，大部分冶金窯爐廢氣中含有各種雜質(zhì)，導(dǎo)致在高溫使用時,堇