2013年我國節(jié)能環(huán)保型加熱爐電氣控制系統(tǒng)解決方案

中國產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告網(wǎng)訊：

    內(nèi)容提要：采用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，已經(jīng)成為工業(yè)加熱爐的發(fā)展方向。通過設(shè)置自動(dòng)控制系統(tǒng)，諸如加熱爐各主要過程變量的定量控制、爐溫與燃料流量的串級(jí)控制、燃料與助燃空氣的比值控制、煙道廢氣的含氧量控制等燃燒優(yōu)化控制技術(shù)，以各相關(guān)系統(tǒng)的及時(shí)精確配合和控制來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

    加熱爐是軋鋼生產(chǎn)企業(yè)中的主要耗能設(shè)備，如何提高燃料利用率，是節(jié)能降耗需解決的主要問題。加熱爐控制的核心——燃燒過程控制，就是在各種燃燒工況條件下，找到合理的最佳空燃比，使燃燒處于較佳狀態(tài)，從而提高爐溫控制精度，保證鋼錠以較快的速度達(dá)到出鋼溫度，節(jié)約能源，減少氧化燒損。

    我國工業(yè)加熱爐的能源消耗大，浪費(fèi)嚴(yán)重，普遍存在空氣過剩系數(shù)過大的問題。這主要是由于調(diào)節(jié)手段的落后，難以保證理想的燃燒工況。因此從提高工業(yè)加熱爐的熱工檢測(cè)與控制水平著手，將具有很大的節(jié)能空間。國際上對(duì)加熱爐的優(yōu)化控制開始于上世紀(jì)70 年代，我國從80 年代才開始對(duì)這方面進(jìn)行研究。在鋼鐵領(lǐng)域，以前人們對(duì)加熱爐優(yōu)化控制研究主要集中在鋼坯升溫過程的數(shù)學(xué)模型、爐溫優(yōu)化設(shè)定以及燃燒控制方面，近年來智能控制技術(shù)正逐步被應(yīng)用到加熱爐爐溫控制中。目前，我國帶鋼熱連軋加熱爐控制系統(tǒng)整體上與國際先進(jìn)水平差距較大。在冶金技術(shù)發(fā)達(dá)國家，多數(shù)帶鋼熱連軋加熱爐控制系統(tǒng)己經(jīng)采用了高智能型的專家系統(tǒng)、模糊控制或兩者相結(jié)合的控制系統(tǒng)。如美國的Bethlehem 鋼鐵公司已利用模糊控制和專家系統(tǒng)相結(jié)合的控制系統(tǒng)對(duì)帶鋼熱連軋加熱爐進(jìn)行控制。而我國大部分鋼鐵企業(yè)的加熱爐控制系統(tǒng)仍是早期的DCS 控制系統(tǒng)或PLC 控制系統(tǒng)，有的甚至還沒有達(dá)到這個(gè)控制水平，因此我國鋼鐵企業(yè)要參加激烈的國際競(jìng)爭(zhēng)，就必須對(duì)加熱爐控制系統(tǒng)進(jìn)行換代或技術(shù)改造。

    采用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)，已經(jīng)成為工業(yè)加熱爐的發(fā)展方向。通過設(shè)置自動(dòng)控制系統(tǒng)，諸如加熱爐各主要過程變量的定量控制、爐溫與燃料流量的串級(jí)控制、燃料與助燃空氣的比值控制、煙道廢氣的含氧量控制等燃燒優(yōu)化控制技術(shù)，以各相關(guān)系統(tǒng)的及時(shí)精確配合和控制來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。2005-2010 年我國加熱爐行業(yè)產(chǎn)值及增長(zhǎng)情況如下圖所示。

 
    在國家產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃和固定資產(chǎn)投資政策的拉動(dòng)下，加熱爐行業(yè)2009 年下半年逐漸復(fù)蘇，2010 年1～5 月，我國加熱爐行業(yè)產(chǎn)值達(dá)到了20.6 億元，同比增長(zhǎng)了25.3%。（資料來源：尚普咨詢《2010-2015 年中國加熱爐市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告》）縱觀國內(nèi)外熱處理技術(shù)的發(fā)展，我國與國外發(fā)達(dá)國家的熱處理技術(shù)尚有較大的差距，嚴(yán)重制約著我國加熱爐質(zhì)量。不過隨著熱處理基礎(chǔ)理論和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，研究成果在實(shí)際生產(chǎn)中的大力推廣應(yīng)用，可以預(yù)計(jì)，隨著我國熱處理水平的提高，未來加熱爐供給在數(shù)量和質(zhì)量上都將有很大的提高。根據(jù)目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)，加熱爐設(shè)備因投資拉動(dòng)和設(shè)備大量更新需求，有望在未來幾年內(nèi)保持較高的增長(zhǎng)率。2010～2015 年加熱爐行業(yè)（電氣控制部分）市場(chǎng)預(yù)測(cè)詳見下表。

 
    目前，國內(nèi)加熱爐新建及改造項(xiàng)目均由各企業(yè)單獨(dú)招標(biāo)，造成市場(chǎng)上加熱爐控制系統(tǒng)千差萬別、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，尚無專業(yè)加熱爐控制系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商。到目前為止，國內(nèi)設(shè)置了兩級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的熱軋板坯加熱爐，其配置的燃燒控制模型及軟件絕大部分是從國外引進(jìn)的。

    目前國外為國內(nèi)提供加熱爐燃燒控制模型及應(yīng)用軟件的公司包括日本三菱電機(jī)公司、法國斯坦因公司、日本東芝公司和奧地利VAI 公司等。國內(nèi)同行業(yè)其他公司還沒有專項(xiàng)應(yīng)用的軟件模塊數(shù)據(jù)公布。