一种炉窑燃烧室负压压力控制 (详解PID).doc

技术交底书 1、名称 一种炉窑燃烧室负压压力控制 2、所属技术领域 仪控 3、现有技术 炉窑通过单斗卷扬提升机或胶带机将石灰石运至窑顶，经料斗、密封闸门及旋转布料器进入环形套筒内。在窑顶入料口处设置密封闸门，以避免外界空气进入而影响套筒竖窑的负压操作。环形套筒是由窑钢外壳、内部耐火墙和与其同心布置的上、下内筒组成。 炉窑有上、下两层烧嘴并均匀错开布置，每层烧嘴有六个圆柱形燃烧室，每个燃烧室都有一个用耐火材料砌筑的从窑外壳到下内筒的拱桥，高温气体从燃烧室内出来，经过拱桥下面形成的空间进入料层。两层烧嘴将套筒竖窑分成两个煅烧带，上煅烧带为逆流，下煅烧带为并流。并流带下部为冷却带，在冷却带石灰将自身热量传递给冷却的空气，此处仍为逆流。冷却石灰的空气由于废气风机作用向上抽，而石灰则在冷却带的底部通过出料装置及出料台排出，排出的石灰进入到位于套筒竖窑底部的石灰仓内，石灰仓内的石灰通过振动给料机，经一定的时间间隔被排出。 炉窑燃烧室在负压下运行，负压由废气风机产生，正常生产石灰时负压压力一般不能低于负0.5kpa，且需恒定。如负压压力低于负0.5kpa，炉窑上、下两层烧嘴会熄火；反之负压压力大于负0.5kpa，则会改变燃烧室内循环气体气流平衡，影响石灰产质量，传统控制方法处于手动控制，具体是通过改变变频器的给定频率来改变变频器输出频率，由于变频器连接变频电机，变频电机连接风机，变频器输出频率改变最终导致风机速度改变，对应炉窑燃烧室负压压力大小也改变，如炉窑燃烧室负压压力小，则需增加变频器的给定频率；如炉窑燃烧室负压压力大，则需减少变频器的给定频率；由于手动作业，不同的人对参数的调整幅度及对参数的预判值不同，导致炉窑燃烧室负压稳定性差，调节过于频繁，不利于生产。 4、发明目的 本发明目的在于提供一种炉窑燃烧室负压压力控制方法，现以负压0.5KPA为基准值，当炉窑燃烧室内采样压力偏离基准值时，会自动调整变频器频率输出，也就是调节风机速度从而改变风量，确保炉窑燃烧室内负压恒定。 5、技术方案 本装置主要有二部分组成（见图3），一是压力检测单元，二是压力控制单元。压力检测单元内压力信号取样管部件位于炉窑燃烧室内，检测出来信号经变送器转化成4-20MA电流信号输入至PLC 模拟量输入通道，经中央控制器CPU处理后转换成实际值，现将这一实际值作为炉窑负压压力检测过程值用PV表示。正常情况炉窑负压压力PV值为负0.5KPa。控制单元主要是接合炉窑负压压力检测过程值PV值和设定值SP,利用PID调节,通过控制器PIC611 OP值输出来控制变频器电流给定，现PIC611 OP值为0%-100% 对应变频器电流给定范围为4-20MA,此时对应变频器输出频率0-50HZ,对应变频电机转速为0-1000转/分，因变频电机与风机直接相连，风门在炉窑工作时处于全开位置，在炉窑停止工作时切换至全关位置（主要是确保电机安全启动），通过最初控制变频器的电流给定最终达到控制风机速度，也就是当风机速度改变时炉窑燃烧室内部负压压力同时改变，当炉窑燃烧室内部负压压力检测过程值PV（图2）低于设定负压压力负0.5KPA(设定值SP)，控制单元则会增加变频器电流给定，变频器输出频率上升，变频电机速度增加，同时风机转速也加快，风机抽出炉窑燃烧室内部风量增加，此时炉窑燃烧室内部负压压力相应增大，直到pv压力值达到SP值。同理，当炉窑燃烧室内部负压压力检测过程值PV（图2）高于设定负压压力负0.5KPA(设定值SP)时，控制单元则会减少变频器电流给定，变频器输出频率下降，变频电机速度减少，同时风机转速也减少，风机抽出炉窑燃烧室内部风量减弱，此时炉窑燃烧室内部负压压力相应减少，直到pv压力值达到SP值。 设定值SP可根据需要修改，在变频器给定频率上升和下降过程中，上升和下降的过程是渐进式的，即每隔一段时间打开或关闭某一幅度，间隔时间打开/关闭的幅度都可以在控制单元中设定。整个压力控制原理见图3，采用了PID控制回路，通过plc软件实现，该采样周期ms。PID控制分为自动控制和两种。自动控制即由PLC进行全自动控制设定值(S)设定好后，输出值不需要进行人工干预过程值(PV)设定值(S)值一致。手动控制即在上位机上给定一个输出值，通过输出值在正常情况下都是自动运行 图一：原有炉窑燃烧室负压控制框图 图二：现有炉窑燃烧室负压控制框图 图三： PID压力控制框图 · 图四： 变频器接线图 8、实施例140ACI04000端子上，经CPU处理后，转化成实际压力值也就是过程PV值，压力量程对应关系为0-负1kpa对应4-20MA,也就是现场显示压力pv值为负1KPA,模拟量输入模块140ACI04000端子上为20MA, 现场显示压力pv值为负0.