具有節(jié)能特點(diǎn)的電瓷窯爐控制系統(tǒng)簡介
關(guān)鍵詞：電瓷（陶瓷）窯爐，自動控制系統(tǒng)，流量控制模式
我們的窯爐設(shè)計(jì)人員均從事過多年窯爐設(shè)計(jì)、調(diào)試甚至電瓷燒成作業(yè)，歷經(jīng)條引進(jìn)美國抽屜窯、國家八五國產(chǎn)化項(xiàng)目等，深諳電瓷燒成工藝及各種電瓷窯爐設(shè)計(jì)模式和要點(diǎn)，所設(shè)計(jì)的窯爐結(jié)合豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，注重高效、可靠、經(jīng)濟(jì)及易于操作。完成過多種控制模式窯爐改造、建設(shè)及控制設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)建造的燃?xì)?/span>/空氣流量控制模式窯爐已進(jìn)入生產(chǎn)應(yīng)用，為用戶節(jié)約能源，快速帶來經(jīng)濟(jì)效益。
燃燒系統(tǒng)
燒嘴采用成熟的國產(chǎn)高速噴射燒嘴，一般可根據(jù)用戶窯爐容積成對分若干區(qū)域控制，每區(qū)燒嘴上下交叉布局。每個燒嘴均配有自動燒嘴控制裝置，與控制器聯(lián)鎖，完成燒嘴的自動點(diǎn)火、火焰檢測、滅火保護(hù)及報(bào)警。
溫度及氣氛的控制方式
溫度及氣氛根據(jù)燒嘴分區(qū)采用流量控制，每區(qū)均有一主控測溫點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)，控制器中每區(qū)設(shè)空氣、燃?xì)忾]環(huán)控制回路各一，分別對應(yīng)一套電動蝶閥/線性閥，控制器根據(jù)當(dāng)前工藝曲線要求的溫度、氣氛自動調(diào)節(jié)燃?xì)狻⒖諝獾牧髁亢拖嗷ケ壤ａ槍Φ蜏仉A段、氧化/還原切換等特殊階段，控制器設(shè)過渡段，通過窯壓、燃?xì)鈮毫Α⒅硷L(fēng)壓力或調(diào)溫風(fēng)壓力的整體配合，完成低擾動快速平穩(wěn)過渡，避免溫度突跳。每只燒嘴燃?xì)狻⒖諝庵Ч芫b有流量均衡閥，可進(jìn)一步減小各測溫點(diǎn)溫差。
窯壓、燃?xì)狻⒅硷L(fēng)及調(diào)溫風(fēng)的自動控制
窯壓設(shè)壓力變送器，采用閉環(huán)自動控制。燃?xì)饪偣堋⒅硷L(fēng)總管及調(diào)溫風(fēng)總管均為開環(huán)控制，根據(jù)設(shè)定曲線分別控制總管調(diào)節(jié)閥或風(fēng)機(jī)變頻器。
電器聯(lián)鎖和安全保護(hù)
控制器接收所有按鈕、風(fēng)機(jī)狀態(tài)、燒嘴狀態(tài)等開關(guān)量，根據(jù)安全規(guī)范及控制邏輯總控所有設(shè)備的的操作及故障聯(lián)鎖保護(hù)，可按預(yù)先設(shè)定的程序，自動順序完成風(fēng)機(jī)的啟/停、燒嘴點(diǎn)火、燒成狀態(tài)轉(zhuǎn)換、結(jié)束停窯、各類故障報(bào)警等操作。并設(shè)有主要設(shè)備的單機(jī)調(diào)試啟/停功能，方便設(shè)備檢修及故障監(jiān)測。
控制系統(tǒng)的設(shè)備配置
PLC控制器選用目前的西門子 SIMATIC S7，完成全部模擬量回路和開關(guān)量邏輯控制，具有高度的一體化集中控制優(yōu)勢。由于SIMATIC S7自身高于4萬小時的平均*時間，以及*的軟件設(shè)計(jì)，可大大提高窯爐整體的運(yùn)行可靠性。控制算法優(yōu)先選用PLC自身的運(yùn)算模塊，充分發(fā)揮其成熟性和可靠性。同時采用輔助程序進(jìn)一步優(yōu)化，提高了控制的抗擾動能力。
各控制區(qū)的主控、監(jiān)控點(diǎn)溫度信號，除送入PLC用于控制、記錄外，均另配置有盤裝數(shù)字顯示儀，方便觀察對比。各區(qū)燃?xì)狻⒅硷L(fēng)流量分別配置有智能手操器，同時顯示流量并完成特殊情況下的手動流量控制。
系統(tǒng)中的工控機(jī)通過豐富完善的人機(jī)對話界面，完成包括設(shè)定溫度、窯壓、空燃比等6個燒成工藝曲線及控制參數(shù)的修改、設(shè)定操作。同時建有燒成記錄數(shù)據(jù)庫，按設(shè)定采樣頻率顯示記錄每窯次各熱工參數(shù)的變化過程，可隨時調(diào)出歷史或當(dāng)前燒成記錄曲線進(jìn)行分析或打印輸出。
控制精度：
窯壓：優(yōu)于±1Pa
溫度：升溫段優(yōu)于±3℃，保溫段優(yōu)于±1.5℃
控制范圍：按燒成溫度曲線及氣氛曲線控制窯爐的全部熱工參數(shù)。
系統(tǒng)特點(diǎn):
該控制系統(tǒng)除了具有較高的可靠性外（主控系統(tǒng)大于4萬小時，外圍機(jī)電設(shè)備1萬小時）。節(jié)能環(huán)保是其的優(yōu)勢。以往采用壓力控制模式的窯爐大多是過量的送入燃?xì)猓滞ㄟ^排煙機(jī)排掉大量能量。流量控制模式較好的改善了這種“大進(jìn)大出”的能源浪費(fèi)，同比節(jié)約燃?xì)?/span>25％以上，節(jié)約電力30％以上。
八．使用實(shí)例介紹：
該控制模式自從2000年在西安西電高壓電瓷有限責(zé)任公司成功應(yīng)用之后，先后僅該公司極其合資子公司就推廣建設(shè)此類控制模式的窯爐26座，全國各大電瓷企業(yè)及中外合資企業(yè)也紛紛采用。各個窯爐公司也積極的進(jìn)行技術(shù)提升，向該控制模式靠攏。
該論述所描述的系統(tǒng)在在西安山遠(yuǎn)電瓷制造公司三號、四號窯應(yīng)用以來，已連續(xù)運(yùn)行四年多，幾乎沒有維護(hù)工作，使用狀況良好，比其一、二號窯爐節(jié)能20％以上，燒成質(zhì)量明顯提高。該系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例還要有：河南長葛長新電瓷廠，萍鄉(xiāng)強(qiáng)聯(lián)電瓷股份有限公司，景德鎮(zhèn)西馬克電瓷制造有限公司等等
九.系統(tǒng)人機(jī)界面截圖：
下面列舉的截圖為四分區(qū)八燒嘴的窯爐，根據(jù)窯爐容積、火道劃分、燒嘴功率以及燒嘴布局的不同，則會有不同的分區(qū)結(jié)果，每個區(qū)域的燒嘴數(shù)量也可能不同。因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)是分區(qū)域獨(dú)立控制，為了保證控制精度，每個區(qū)域的燒嘴數(shù)量越少越好，不宜過多。而每區(qū)燒嘴數(shù)量越少，劃分的區(qū)域愈多，控制成本也就隨之增加，所以合理的分區(qū)和燒嘴布局是保證控制精度的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)控制的基礎(chǔ)。
