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课程设计任务书 学生姓名： 陈志勇 专业班级： 自动化1105 指导教师： 赵东明 工作单位： 自动化学院 题 目: 热风炉空燃比控制系统的设计 初始条件： 炼钢 高炉采用内燃式热风炉,燃烧所采用的燃料为高炉煤气和转炉煤气。两种燃料混合后进入热风炉燃烧室,再与助燃空气一起燃烧, 为了使燃烧达到最高效率，要求燃料和助燃空气按3％的比值送向热风炉燃烧，使热风温度达到1350 ℃。 要求完成的主要任务: 1、了解内燃式热风炉工艺设备； 2、绘制内燃式热风炉比值控制系统方案图； 3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数； 4、撰写系统调节原理及调节过程说明书。 时间安排： 2014年26日：选题、理解课题任务、要求 2014年27日：方案设计 2014年28日-2015年19日：参数计算撰写说明书 2015年10日：答辩 指导教师签名： 2014 年 12 月 23日 系主任（或责任教师）签名： 2015年 1 月 20 日 目 录 摘要 I 1 内燃式热风炉的工艺设备 1 2 比值控制系统概述 2 2.1 比值控制系统定义 2 2.2 比值控制原理 2 2.3 比值控制系统特点 2 2.4 比值控制系统的类型 2 2.4.1 开环比值控制系统 3 2.4.2 单闭环比值控制系统 3 2.4.3 双闭环比值控制系统 3 2.4.4 串级比值控制系统 3 3 热风炉燃烧比值控制系统的设计 4 3.1 热风炉燃烧比值控制系统原理图 4 3.2 热风炉燃烧比值控制系统方框图 5 4 控制器的选择 6 4.1 执行机构的选择 6 4.2 微型计算机的选择 6 5 元件选择 8 5.1 温度传感器及变送器 8 5.2 流量测量仪表 8 6 热风炉燃烧控制方案 9 6.1 热风炉燃烧过程 9 6.2 热风炉最优燃烧条件 9 6.3 烟气含氧量串级比值控制 10 7 系统的调节及抗干扰过程 11 7.1 调节过程及调节器技术参数整定 11 7.2 抗干扰过程 12 8 小结心得 13 参考文献 14 摘要 内燃式热风炉是一种传统的加热鼓风的设备在传统内燃式热风炉的基础上进行技术改造系统采用了控制，介绍了主系统结构，选择调节器关键字热风炉是将鼓风机送出的冷风加热成热风的设备原理是借助煤气燃烧将热风炉格子砖烧热，然后再将冷风通入格子砖。冷风被加热并通过热风管道送往高炉。使用的是双球形内燃式热风炉。传统内燃式热风炉及主要组织部分包括燃烧室和蓄热室两大部分，并由炉基、炉底、炉衬、炉箅子、支柱等构成。热风炉主要尺寸决定于高炉有效容积、冶炼强度要求的风温氧气顶吹转炉炼钢设备工艺按照配料要求，先把废钢等装入炉内，然后倒入铁水，并加入适量的造渣材料（如生石灰等）。加料后，把氧气喷枪从炉顶插入炉内，吹入氧气（纯度大于99％的高压氧气流），使它直接跟高温的铁水发生氧化反应，除去杂质。用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆，以及氮气排出时带走热量的缺点。在除去大部分硫、磷后，当钢水的成分和温度都达到要求时，即停止吹炼，提升喷枪，准备出钢。出钢时使炉体倾斜，钢水从出钢口注入钢水包里，同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭，钢锭可以再轧制成各种钢材。 氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气，它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因此，必须加以净化回收，综合利用，以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁尘粒可以用来炼钢；一氧化碳可以作化工原料或燃料；烟气带出的热量可以副产水蒸气。实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统，称为比值控制系统。通常以保持两种或几种物料的流量为一定比例关系的系统，称之流量比值控制系统KQ1 （2-1） 式中，K为比值系数。 因此，只要主副流量的给定值保持比值关系，或者副流量给定值随主流量按一定比例关系而变化即可实现比值控制。 2.3 比值控制系统特点 比值控制系统的特征: 是实现两个或两个以上物料保持一定比例关系。 1.主物料，也称为主动量: 在要保持一定比例关系的物料中，把起主导作用的物料，称为主物料（主动量），因为在过程控制中经常保持比例的参数是流量，故常用Q1表示。 2.从物料，也称为从动量: 另一种随主物料的变