燃气工业炉的自动控制系统
发布时间：2023-12-02 作者: 可控气氛多用炉生产线（XKD产品）
随着科技的迅速发展，为了节约人力和保证燃气设备的安全运行，以及为了更好的提高燃气工业炉的生产率、加热质量及节约能源，应采用自动控制。自动控制主要是对温度、压力等的变化自动进行调节，并保证运行安全。其原理是根据可控量的测出量与给定值之间的偏差，按某一规律来调节燃气量(或助燃空气量)及排烟量，以平衡可控量，使可控量每一瞬间调节到接近给定值。自动控制系统的方框图如下：
作用是当测定值偏离给定值时，对执行器发出调节规律型号。常用的调节规律有两位式、比例式(P)、比例积分式(PI)、比例微分式(PD)、比例积分微分式(PID)几种，其中精度较高的是比例积分微分式，通常称PID。
接受调节器输出的信号，按某一规律驱动调节机构，从而改变调节量，平衡可控量，达到自动控制目的。常用的执行器有电磁阀、电动执行器、气动执行器，和电气转换执行器。
为了保持炉膛内微正压，控制炉底正压力10Pa，国外已普遍采用炉压自动控制。其工作原理是通过微压变送器和压力调节器，经电动执行器控制烟道闸门，调节排烟量，如下图：
但用作闸门的闸板阀或碟阀的开启度与排烟量不成规律，反馈炉内压力灵敏度差，使调节精度低。
近几年来国内外采用低压冷空气沿烟气流的逆向进行喷射，可以有实际效果的减少烟气流动断面面积。这样，控制空气的喷射量就能调节烟气流动断面面积，从而控制烟气量，使炉压随之改变。利用该原理可克服闸门调节存在的问题，提高调节精度，该操控方法的流程如下图：
用微压变送器及调节器测量炉压及控制炉压，电动控制阀根据调节器信号调节阀门，控制喷入烟道的空气量。所供空气压力最大约为9800Pa，最小约为6860Pa。所用空气量为助燃空气的10%左右。
上图是用炉内温度调节器进行串级设定时的并联设定式空燃比控制管理系统图。当负荷变化时，燃气流量和空气流量一起进行增减，以保持空燃比随时能保持一定的比例。
以控制空燃比为重点的温度控制管理系统有各种方式，为得到合适的空燃比，最好是通过温度调节器和流量调节阀，对燃气量与空气量进行自动调节。
上图(a)所示，采用自力式调节器能把燃气量调节为数倍又能保持空燃比一定的燃烧系统。
上图(b)是采用均压阀的情况。与自力式相比，燃气量的调节范围更广，而且还能提高空燃比的控制精度。都具有利用碟阀调节空气量来控制燃气量的特点。
图(a)为串联式调节系统，具有流量调节幅度大的特点，并可以按炉内气温变化，通过温度调节器直接调节燃气流量，所以响应性好。当以空气量为基准量时，即使流量发生急剧变化，也能保证安全。
图(b)为并联式调节系统，适用于能够预测负荷变化，且燃气与空气的供应都稳定的系统。正常的情况下是按空燃比保持恒定进行燃烧，但需要改变炉内气氛时，通过改变空燃比的方法，使之成为氧化反应气氛或还原反应气氛。